【導(dǎo)讀】基于AT89S51與AT24C02密碼鎖的設(shè)計(jì)

　　

【正文】 ，如果密碼輸入兩次都與原始密碼不相符即會(huì)報(bào)警。 電路如圖 38 所示 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 100R131KR18D3LED1D2Q2PNP12345K1RelayVCCGNDLOCKVCC 圖 38 開鎖電路 . 鍵 盤輸入模塊 鍵盤是單片機(jī)十分重要的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。鍵盤是由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個(gè)按鍵實(shí)際上就是一個(gè)開關(guān)元件，即鍵盤是一組規(guī)則排列的開關(guān)。根據(jù)按鍵與單片機(jī)的連接方式不同，按鍵主要分為獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵 ，有了這些按鍵，對(duì)單片機(jī)的控制就方便多了。 本設(shè)計(jì)按鍵數(shù)量較多，所以采用矩陣式按鍵以節(jié)省 I/O 口線。將 16 個(gè)按鍵分為 4 排 4列排列好，如圖 39 矩陣鍵盤硬件結(jié)構(gòu)。當(dāng)有一個(gè)鍵按下時(shí)，通過某一邊引腳賦低電平，掃描全部引腳看是否與最初的賦值一樣，不一樣則根據(jù)相應(yīng)的算法（通過改變后的值與初始值相 或，根據(jù)結(jié)果賦值）確定是哪個(gè)鍵按下。 鍵盤為 44 形式，按鍵包括阿拉伯?dāng)?shù)字 0~9，以及鎖定、更改和改密三個(gè)應(yīng)用按鍵。當(dāng)用戶需要輸入密碼或修改密碼時(shí)，按下相應(yīng)按鍵即會(huì)與單片機(jī)產(chǎn)生信號(hào)，并會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的程序。 電路如圖 39 所示 S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16KEY1KEY2KEY3KEY4KEY5KEY6KEY7KEY8 圖 39 矩陣鍵盤電路 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第 4 章 仿真設(shè)計(jì) 第 節(jié) Protues 仿真軟件概述 Protues 是目前使用比較廣泛的單片機(jī)類的仿真系統(tǒng)的軟件之一，它可以實(shí)現(xiàn)的功能比較多，可以實(shí)現(xiàn)程序與原理圖的連調(diào)，也可以單獨(dú)作為繪制原理圖的工具使用，與 Protel有著過之不及的功能，于此 同時(shí)還可以進(jìn)行 PCB 版圖的生成，在方法中與 Protel類似。此款軟件及繪制原理圖、 PCB 版圖和仿真于一身。 Protues 此款軟件的使用比較簡(jiǎn)單。在運(yùn)行環(huán)境搭載好的前提下，打開 ISIS 直接進(jìn)入到主界面，在左邊欄框中有一個(gè)快捷鍵 P(從庫中選取 )，點(diǎn)擊后出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框然后輸入想要查找的元器件即可。之后在單擊確定按鍵所選器件就會(huì)顯示在界面左上角的小框中此時(shí)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵就會(huì)放到圖層中，然后直接把鼠標(biāo)放到接頭處就會(huì)顯示一個(gè)畫筆的標(biāo)志此時(shí)按住鼠標(biāo)左鍵就可進(jìn)行連線了。如 圖 41 所示為繪圖界面。 圖 41 繪圖界面 第 節(jié) Protues 與 Keil 的連調(diào) 在進(jìn)行連調(diào)之前必須確保程序是完整的，原理圖也是沒有錯(cuò)誤的。還要在正確的運(yùn)行平臺(tái)下進(jìn)行操作。檢查沒有錯(cuò)誤后，打開原理圖，點(diǎn)擊單片機(jī)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框如圖 52所示，然后把生成的 .hex 文件添加到里面即可實(shí)現(xiàn)。在 這里比較重要的就是 .hex 文件的生成過程。首先把已編寫好的程序加載到 Keil 軟件下進(jìn)行編譯如果沒有遇到任何錯(cuò)誤后，選擇相應(yīng)的選項(xiàng)就可以生成 .hex 文件了。之后再按照生成的的路徑去尋找這個(gè)文件。找到之后加載到之前點(diǎn)開的 對(duì)話框上即可。在此后點(diǎn)擊運(yùn)行按鍵就會(huì)進(jìn)行仿真了，按照設(shè)計(jì)的蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 功能去調(diào)試就可以了。 加載 hex 如圖 42 所示 圖 42 加載 .hex 文件 第 節(jié) Protues 與 Keil 的連調(diào)的仿真結(jié)果 系統(tǒng)仿真運(yùn)行環(huán)境下的結(jié)果如圖 43 所示 圖 43 系統(tǒng)仿真圖 開鎖仿真圖如 54 所示 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 43 開鎖仿真圖 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序、初始化程序、 LCD 顯示程序、鍵盤掃描程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序、 EEPROM 讀寫程序和延時(shí)程序等組成。 第 節(jié) 主程序 流程圖 圖 51 所示為主程序流程圖，開始接上電源，程序進(jìn)行初始化設(shè)置，然后在鍵盤上輸入密碼，此系統(tǒng)進(jìn)行鍵盤掃描，然后啟動(dòng)程序，進(jìn)行保護(hù)，再次在鍵盤上輸入密碼，系統(tǒng)進(jìn)行掃描，如和之前一樣，則執(zhí)行程序，如不是，則執(zhí)行另一種程序，最后結(jié)束。 開 始初 始 化鍵 盤 掃 描啟 動(dòng) 程 序鍵 盤 掃 描密 碼 程 序 判 斷關(guān) 閉 程 序結(jié) 束 圖 51 主程序流程圖 第 節(jié) 按鍵功能流程圖 圖 52 為按鍵功能流程圖，在按鍵當(dāng)中，有與輸入、開鎖、清除、設(shè)置、確認(rèn)的程序相對(duì)應(yīng)的按鍵，并按順序與輸入的數(shù)相比較，當(dāng)輸入正確時(shí)，進(jìn)入密碼程序，錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行清除，輸 入兩次正確的，可進(jìn)行重新設(shè)置，最后確認(rèn)程序。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 鍵 值 功 能密 碼 輸 入 程 序鍵 值 = ‘ 開 鎖 ’鍵 值 = ‘ 輸 入 ’鍵 值 = ‘ 清 除 ’ 清 除 程 序設(shè) 置 程 序YYY鍵 值 = ‘ 設(shè) 置 ’確 認(rèn) 程 序YY鍵 值 = ‘ 確 認(rèn) ’開 鎖 程 序返 回 圖 52 按鍵功能流程 第 節(jié) 密碼設(shè)置流程圖 如圖 53 為密碼設(shè)置流程圖，開始按下設(shè)置鍵，輸入舊密碼，如果錯(cuò)誤，累計(jì)三次錯(cuò)誤，進(jìn)行報(bào)警程序。如輸入正確，可以改密碼，確認(rèn)后再次輸入更改后密碼，如兩次輸入一樣，則更改成功。 Y按 下 按 鍵輸 入 原 密 碼輸 入 新 密 碼確 認(rèn) 程 序再 次 輸 入 新 密 碼確 認(rèn) 程 序兩 次 新 密 碼輸 入 相 同輸 入 次 數(shù) 加 1比 較 結(jié) 果相 同次 數(shù) 3報(bào) 警 程 序設(shè) 置 成 功返 回設(shè) 置 程 序YYNNN 圖 53 密碼設(shè)置流程圖 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第 節(jié) 開鎖流程圖 圖 54 為開鎖流程圖，開始時(shí)按開鎖鍵，輸入密碼，如果輸入正確， 則開鎖成功。如果輸入錯(cuò)誤累計(jì)三次，則執(zhí)行報(bào)警程序。 N初 始 化輸 入 密 碼輸 入 程 序所 輸 入 密碼 正 確輸 入 次 數(shù) 加 1次 數(shù) 3報(bào) 警 程 序開 鎖 成 功返 回開 始 程 序YYN 圖 54 開鎖流程圖 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我之所以選擇基于 AT89S52 與 AT24C02 的密碼鎖的設(shè)計(jì)，是因?yàn)槲覍?duì)于單片機(jī)與芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸還存在著一定的問題。此次通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查閱了大量的資料，具體了解 AT89S52 芯片、存儲(chǔ)器芯片的讀寫操作、編程程序的簡(jiǎn)化與規(guī)范。 在進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)以后，我使用了 keil c 軟件編寫了程序并且進(jìn)行了 protues 軟件的仿真。 在仿真成功了以后。我才開始進(jìn)行開始制作硬件電路。 硬件電路包括，復(fù)位電路、晶振電路、矩陣按鍵電路、 LCD1602 液晶顯示電路、報(bào)警指示電路、開鎖電路和 AT24C02 存儲(chǔ)器電路！在進(jìn)行硬件電路制作的時(shí)候，我花了大量的時(shí)間，因?yàn)榧纫O(shè)計(jì)的美觀又要考慮實(shí)際的電路布線規(guī)則，所以還是感覺制作起來極其困難。 電路制作好了以后，我使用下載器把程序下載進(jìn)去以后，發(fā)現(xiàn)并沒有我想象的那么的成功，然后我只能逐一的調(diào)試各個(gè)模塊，最后發(fā)現(xiàn)還是存在許多的問題的，如業(yè)績(jī)顯示模塊在使用主控單片機(jī)的 P0 模塊是，還是要需要使用上拉電阻的。在進(jìn) 行矩陣電路的制作時(shí)，電路很容易發(fā)生短路，因此必須使用萬用表逐個(gè)的測(cè)量使用短路的現(xiàn)象！ 從策劃開始，我開始查找和收集大量的資料，進(jìn)行程序編程的時(shí)候，我又要把各個(gè)軟件仔細(xì)的熟悉了一下，再到仿真成功，硬件調(diào)試成功。在這個(gè)復(fù)雜的過程中我真的學(xué)到了很多。我學(xué)會(huì)以了系統(tǒng)的看待了一個(gè)問題，也必須細(xì)心的對(duì)待每一個(gè)問題，因?yàn)橐粋€(gè)整體無論在哪一個(gè)小的方面出了問題，都會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的出錯(cuò)。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 參考文獻(xiàn) [1]. 劉昌華，易逵 .《 8051 單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與實(shí)踐》 [M]. 國(guó)防工業(yè)出版社 . [2]. 魏 立峰 , 王寶興 . 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) [M].北京 :北京大學(xué)出版社 ,20xx:3465. [3]. 王為青，邱文勛 .《 51 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)案例精選》 [M]. 人民郵電出版社 . [4]. 譚浩強(qiáng) . C 程序設(shè)計(jì) (第三版 ) [M].北京：高等教育出版社， 20xx： 113. [5]. 陳雪麗 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx. [6]. 王少偉 ,巫丹 . 89C51 單片機(jī) USB 接口的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) . 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) ,20xx(28) . [7]. 李明喜．新型電子密碼鎖的設(shè)計(jì) [J]．機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新， 20xx，（ 03）； [8]. 董繼成 ．一種新型安全的單片機(jī)密碼鎖 [J]．電子技術(shù)， 20xx，（ 03）； [9]. 楊茂濤．一種電子密碼鎖的實(shí)現(xiàn) [J]．福建電腦， 20xx，（ 08）； [10]. 瞿貴榮．實(shí)用電子密碼鎖 [J]．家庭電子， 20xx，（ 07）； [11]. 趙亮 , 跟我學(xué) 51 單片機(jī)系列教程第（十一） — I2C 總線 [J], 《 電子制作 》 20xx 年第 11 期 . [12]. 劉靜 ,王計(jì)元 . 24C 系列串行 EEPROM 與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)及應(yīng)用 [J],《上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)》 20xx 年第 4 期 . 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 致謝 時(shí)光飛逝，一轉(zhuǎn)眼大學(xué)四年的時(shí)光就過去了，我所學(xué)的專業(yè)是電子信息工程與技術(shù)，我很喜歡這門專業(yè)，因此我的專業(yè)課成績(jī)也不是很差。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的論文指導(dǎo)老師真的幫了我很多的忙，指導(dǎo)了我很多。在此次論文的選題到最后論文定稿，老師 給了我很多的建議。還有就是我在做硬件的時(shí)候，我的同學(xué)給了我很多的建議，我的同學(xué)專業(yè)學(xué)的很好，尤其在做硬件方面，我在幾個(gè)比較難以解決的問題都是她幫我解決的。在我做論文的時(shí)候給了我很多的鼓勵(lì)與幫助。最后還要感謝我的父母，這么含辛茹苦的給了我這么個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)?？傊?，感謝你們一直伴隨著我成長(zhǎng)。 真的到了離別的時(shí)候了，真的非常不舍得我美麗的母校，我敬愛的老師，但是百舸爭(zhēng)流，勇者不必勇敢向前。不管前面遇到什么苦難，我相信大學(xué)四年，我已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何去思考我所遇到的問題，學(xué)會(huì)如何去解決我所遇到的問題。最后，感謝在大學(xué)期間認(rèn) 識(shí)我和我認(rèn)識(shí)的所有朋友，因?yàn)槟銈兊呐惆椋业拇髮W(xué)生活才豐富多彩！謝謝！ 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 附錄 附錄 1: 實(shí)物 照片 圖 1 實(shí)物 圖 2 輸入密碼 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 3 密碼正確提示 圖 4 修改密碼 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 附錄 2: 部分源程序 include //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義 include include define KeyPort P1 unsigned char KeyScan(void) //鍵盤掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法 { unsigned char cord_h,cord_l。//行列值中間變量 KeyPort=0x0f。 //行線輸出全為 0 cord_h=KeyPortamp。0x0f。 //讀入列線值 if(cord_h!=0x0f) //先檢測(cè)有無按鍵按下 { DelayMs(10)。 //去抖 if((KeyPortamp。0x0f)!=0x0f) { cord_h=KeyPortamp。0x0f。 //讀入列線值 KeyPort=cord_h|0xf0。 //輸出當(dāng)前列線值 cord_l=KeyPortamp。0xf0。 //讀入行線值 while((KeyPortamp。0xf0)!=0xf0)。//等待松開并輸出 return(cord_h+cord_l)。//鍵盤最后組合碼值 } }return(0xff)。 //返回該值 } unsigned char KeyPro(void) //按鍵值處理函數(shù)，返回掃鍵值 { switch(KeyScan()) { case 0x7e:return 0。break。//0 按下相應(yīng)的鍵顯示相對(duì)應(yīng)的碼值 case 0x7d:return 1。brea