【導(dǎo)讀】鎖是人們用來保護貴重物品的一種普遍工具。目前大部分的鎖采用的都是。機械式的，其最大的缺點是利用簡單工具就能很容易地把鎖打開。等方面的需要，許多電子密碼鎖已經(jīng)相繼問世。電子密碼鎖由于其保密性高，使用。靈活性好，安全系數(shù)高，受到越來越多的關(guān)注。該鎖具有使用方便、操作簡單、價格低廉等特點，給人們的生活帶來了極大方。適用于那些人不宜接近的特殊場合，比如高輻射區(qū)、高傳染區(qū)等。本設(shè)計以單片機AT89S52作為密碼鎖檢測和控制核心，分為主機和從機。51單片機之間的串行通信原理，利用紅外來傳輸，大大增加了密碼的保密性。串擾；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。所以紅外線遙控是目前使用最。發(fā)展，增強系統(tǒng)的可擴展性和運行的穩(wěn)定性。測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)各項功能已達

　　

【正文】 了復(fù)位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。因此要求單片機復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài) ]17[ 。 根據(jù)應(yīng)用要求，復(fù)位操作通常有兩種形式：上電復(fù)位、開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。開關(guān)復(fù)位要求在電源接通的調(diào)節(jié)下，在單片機運行期間，如果發(fā)生死機，用按鈕開關(guān)操作 使 單片機復(fù)位。 常用的上電且開關(guān)復(fù)位電路如圖 45 所示。上電后，由于電容充電，使 RST 持續(xù)一段高電平時間。當單片機已在運行之中時，按下復(fù)位鍵也 能使 RST 持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。通常選擇 C=10～ 30pf， R=1~10 ?K 。 C3 10uf 圖 45 復(fù)位電路 鍵盤電路的設(shè)計 由于本次設(shè)計要求密碼輸入，所以設(shè)計鍵盤輸入電路。此次設(shè)計鍵盤部分采用獨立式鍵盤接口設(shè)計 ， 各個鍵相互獨立，每個按鍵各接一條輸入線，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易地判斷哪個按鍵被按下。電路圖如圖 46 所示 +5V C3 10uf + R55 10K 圖 46 鍵盤接口電路 本次設(shè) 計采用查詢方式的獨立鍵盤接口電路，按鍵直接與 89S52 的 I/O 口線相接，單片機通過讀 I/O 口，判斷各個口線的電平狀態(tài)，即可以識別出按下的鍵。 在獨立式鍵盤電路中，各個按鍵都采用了上拉電阻 ， 保證在按鍵斷開時，各 I/O口有確定的高電平。此外，獨立式鍵盤的按鍵識別和編程比較簡單。 顯示電路的設(shè)計 本次設(shè)計采用 LCD1602 來顯示按鍵的密碼輸入信息。控制端口 RS、 RW、 E分別接在單片機的 、 、 三個引腳。數(shù)據(jù)端口 D0～ D7 分別接在 ～ 口。由于液晶顯示器對比度調(diào)整端 V0 直接接 地電源時對比度較高， 可能 會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，因而在 V0 與地之間 接 的上拉電阻，用來調(diào)整對比度。 引腳 1 和引腳 16 接地線，引腳 2 和引腳 15 接電源線。如圖 47 所示。 圖 47 LCD1602硬件電路圖 密碼保存電路設(shè)計 單片機 中由于沒有 PROME2 ，因而不能實現(xiàn)密碼更改保存功能。因此，本次設(shè)計 采用 AT24C02 來保存密碼信息。 AT24C02 是一個 2K 位串行 CMOS PROME2 ，內(nèi)部含有 256 個8 位字節(jié)，是一個 8 引腳的芯片。 與單片機連接時，由于不必級聯(lián)其他的器件，故引腳 引腳 引腳 3 接地或者懸空，引腳 4 為地線，引腳 5 和引腳 6 通過兩個 10K 上拉電阻分別接在單片機的控制引腳 和 腳。測試引腳 /寫保護引腳接地線或者懸空。引腳 8 接電源線。 硬件連接圖如圖 48 所示 。 圖 48 AT24C02 硬件連接圖 1 5 2 6 3 7 4 8 2402 10K 10K +5V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 VSS VCC V0 RS R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK LCD1602 +5V 蜂鳴器報警電路 本次設(shè)計設(shè)計了蜂鳴器報警電路。當密碼輸入錯誤時，蜂鳴器發(fā)出報警信號，用來提示用戶輸入密碼錯誤。當密碼連續(xù)輸入 3 次 密碼錯 誤時，蜂鳴器會發(fā)出 5 秒的報警 ，此時必須按下復(fù)位鍵使 系統(tǒng)重新回到起始狀態(tài)。 由于單片機輸出的控制信號強度不夠，因而設(shè)計用達林頓管來放大單片機的控制信號，從而使蜂鳴器能正常發(fā)出報警聲。 達林頓管基極接在單片機的控制引腳 上，射極直接接在 +5V 電源上，集電極接在蜂鳴器的引腳正極，蜂鳴器的負極引腳接地。 硬件連接電路如圖 49所示。 圖 49蜂鳴器報警電路 紅外接收電路 紅外接收電路采用紅外一體化接收頭 TL1838 來接收紅外發(fā)射器發(fā)射的信號，是用來進行紅外接收的常用器件。 接收頭的 3 三個引腳分別接在單片機的 引腳、地線以及 +5V 電源上。 硬件電路 圖如圖 410 所示。 圖 410 紅外接收電路圖 紅外發(fā)射電路 紅外發(fā)射電路采用與接收頭配套的紅外光二極管發(fā)射，紅外發(fā)射管的工作電壓為 2V 左右，因而串接一個 電阻用來分壓。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射強度不夠，在設(shè)計時采用了一個 PNP 三極管用來放大發(fā)射信號，發(fā)射的信號經(jīng)由單片機 內(nèi)+5V 蜂鳴器 TIP127 達林頓管 部 進行調(diào)制后 將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為紅外發(fā)射的載波信號后 發(fā)射。 硬件電路連接如圖411 所示。 圖 411 紅外 發(fā)射 電路圖 晶振電路 5289SAT 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振 蕩器的高增益反相放大器， 其中單片機的1XTAL 和 2XTAL 引腳 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，圖 412 是 5289SAT 內(nèi)部時鐘方式電路。 在使用外部時鐘時，需將外部震蕩信號接入 XTAL1 端， XTAL2 端懸空，這種方式主要用于實現(xiàn)多片單片機之間的同步。 圖 412 晶振電路 外接晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu) 成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容 C C2 典型值通常選擇 pFpF 1030 ? ，電容容量的大小會影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性。 晶振振蕩器的頻率范圍通常是在 ~12MHz。隨著制作工藝的提高， 5289SAT的最高時鐘頻率已達 40MHz。頻率越高，系統(tǒng)的時鐘頻率越高，單片機的運行速度紅外發(fā) 射管 10uf +5V R 1K 9015 + C 30PF 30PF C1 C2 12MHz 2 1 XTAL1 XTAL2 越快。越高的速度，要求電路版的制作工藝也越高，要求導(dǎo)線間的寄生電容要小。晶振和電容的安裝要盡可能 的靠近 單片機，以減小導(dǎo)線間的寄生電容，保證 晶振的穩(wěn)定、可靠的工作 ]18[ 。 單片機所執(zhí)行的指令均是在 CPU 控制器的時序控制電路的控制下進行的，各種時序均與單片機的時鐘周期有關(guān)。 時鐘周期是單片機 運行 的 最 基本時間單位，CPU 完成一 條 基本指令所需要的時鐘周期為一個機器周期，單片機 的 每個 12 時鐘周期 稱 為一個機器周期， 6MHz 晶振對應(yīng)的時鐘周期為 2us。 12MHz 晶振對應(yīng)的時鐘周期為 1us。 5 PROTUES 軟件和 KEIL 軟件的介紹 PROTUES 介紹 PROTUES 軟件介紹 Proteus ISIS 是英國 Lab center 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析（ SPICE）各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是： SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、 數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)仿真、有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 。目前支持的單片機類 型有： 68000 系列、 8051系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 KEIL C51 uVision2等軟件。 ]19[ 。 PROTUES 軟件開發(fā)流程 運行 PROTUES 的 ISIS 程序后，進入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置 view 菜單下的捕捉對齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項目。通過工具欄中的 p（從庫中選擇元件命令）命令，在 pick devices 窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜單 的 Define code generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴展名等項目；在 source 菜單的 Add/Remove source files 命令下，加 入單片機硬件電路的對應(yīng)程序；通過 debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運行情況 KEIL 軟件介紹 KEIL 開發(fā)軟件的介紹 隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，目前流行的 51 系列單片機開發(fā)軟件是德國 KEIL 公司推出的 KEIL C51 軟件，它是一個基于 32 位 Windows 環(huán)境的應(yīng)用程序，支持 C 語 言和匯編語言編程，其 以上的版本將編譯和仿真軟件統(tǒng)一為 uVision2（通常稱為 uV2）。 KEIL 提供包括 C 編譯器、宏匯編、連 接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，由以下幾部分組成： uVision2 IDE 集成開發(fā)環(huán)境（包括工程管理器、源程序編輯器、程序調(diào)試器）、 C51 編譯器、 A51 匯編器、 LIB51 庫管理器、 BL51 連接 /定位器、 OH51 目標文件生成器以及 Monitor5RTX51 實時操作系統(tǒng) ]20[ 。 KEIL 軟件開發(fā)流程 工程。 圖 51 新建工程 。 本次設(shè)計采用的是 AT89S52 單片機。 圖 52 選擇目標器件 新建工程 目標器件 AT89S52 。 圖 53 配置工程參數(shù) 選中創(chuàng)建 HEX 文件，如圖 54 所示，軟件默認的情況下是不創(chuàng)建此文件的，而下載到單片機的程序需要此文件。 圖 54 創(chuàng)建 HEX 文件 /建立程序文件。 創(chuàng)建的文件用 *.c 形式保存。 圖 55 創(chuàng)建代碼文件 。在進行編譯和鏈接前，需要將創(chuàng)建的源代碼文件添加到工程中，在 Source Group1 處單擊右鍵，即可出現(xiàn)圖 56 所示的窗口 。然后點 add group... 配置參數(shù) 選中生成 HEX 文件 新建 C 語言程序文件，保存文件名 *.C 圖 56 添加代碼文件 成功添加后，點擊此處就會顯示對應(yīng)的文件。 . 。 成功添加代碼文件后，就可以進行編譯了，單擊圖 57 所示的位置，對工程進行全部編譯。 圖 57 編譯按鈕 添加文件 成功添加，此處出現(xiàn)對應(yīng)文件 對代碼進行編譯 圖 58 為程序編譯窗口。在此窗口中把需要編譯的程序輸入，然后點編譯按鈕。即可對所寫程序編譯 圖 58程序仿真調(diào)試窗口 PROGISP 下載軟件 本次設(shè)計采用 PROGISP 下載軟件對編譯的程序進行下載， PROGISP 的主界面如圖 59 所示，各個對應(yīng)的設(shè)置在圖中已經(jīng)標示。初次使用軟件，需要進行驅(qū)動程序的安裝，安裝完成后便能夠使用 PROGISP 下載程序了。 圖 59 PROGISP 界面 打開 PROGISP 界面后，點擊調(diào)入 Flash 按鈕，會出現(xiàn)如圖 510 所示的界面。雙擊文件后點擊自動按鈕，軟件會把 *.hex 文件下載到單片機中。注意；單片機要先上電，否則程序無法被下載。 圖 510 PROGISP 下載界面 調(diào)入 HEX 文件后（ Flash）后，窗口顯示的代碼長短以及單片機總存儲空間 ，圖 511 所示。單擊 PROGISP 界 面 的“自動”按鈕即可將程序下載到單片機中。 選中下載方式 USBASP 器件型號 AT89S52 USB 下載 圖 511 實際下載代碼長度 經(jīng)過 KEIL 編譯的代碼長度 ，如圖 512 所示。 圖 512 KEIL 編譯報告代碼長度 由 圖 511 和圖 512 可以看出， KEIL和實際下載的代碼長可能會有一定的差別 ，差別不會很大， 屬于正?，F(xiàn)象。 KEIL