[學(xué)士]畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-基于單片機(jī)和串行eeprom的智能密碼鎖的設(shè)計(jì)與制作(參考版)
2025-01-21 12:38本頁(yè)面
【正文】 最后，感謝所有的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、老師和我的同學(xué)，在這三年，有你們陪我一起度過(guò)校園美好的日子，對(duì)我的學(xué)習(xí)和生活提供了許多的幫助，并祝你們身體健康，工作順利！在此，謹(jǐn)對(duì)他們致以衷心的感謝。同時(shí)非常感謝在我設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的同學(xué)和朋友們，為我提供了些我沒(méi)能買到的電子元件、焊接的電路板子和測(cè)試用的一些實(shí)驗(yàn)儀器，并且?guī)椭医鉀Q了不少在實(shí)物制作過(guò)程中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題。同時(shí)讓我學(xué)會(huì)了如何去分析和解題。課題的設(shè)計(jì)從一開(kāi)始的選題到最后寫論文結(jié)稿和實(shí)物制作完成的整個(gè)過(guò)程很漫長(zhǎng)，雖說(shuō)完成了任務(wù)，但還存在著很多問(wèn)題，有本身技術(shù)上的問(wèn)題，也有些是對(duì)原理的不太了解而造成的失誤問(wèn)題，最終還是經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析和系統(tǒng)的研究解決了。本次設(shè)計(jì)，涉及到單片機(jī)、模擬電路、數(shù)字電路、Protel99等等課程里面的知識(shí)；讓我明白自身知識(shí)的貧乏，很多方面像單片機(jī)原理、硬件結(jié)構(gòu)、擴(kuò)展接口和編程語(yǔ)言等需要加強(qiáng)鞏固。結(jié)論與謝辭通過(guò)這段時(shí)間的努力，終于完成了對(duì)基于單片機(jī)和串行EEPROM的智能密碼鎖的設(shè)計(jì)與制作。在整個(gè)程序設(shè)計(jì)是使用匯編語(yǔ)言，通過(guò)改正以上兩處錯(cuò)誤及對(duì)硬件電路做了些調(diào)整之后，再進(jìn)行通電調(diào)試，最終在MCS51單片機(jī)仿真軟件下編寫并調(diào)試完成的。經(jīng)過(guò)程序檢查，發(fā)現(xiàn)有兩處錯(cuò)誤：錯(cuò)誤之一是初始地址沒(méi)給；錯(cuò)誤之二是初始化和清零程序有問(wèn)題。 軟件調(diào)試首先打開(kāi)電源，出現(xiàn)顯示器沒(méi)有顯示“000000”現(xiàn)象，輸入密碼在顯示器顯示亂碼現(xiàn)象。但是于最次的設(shè)計(jì)電路圖相比有所改動(dòng)。調(diào)試分為兩部分：硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。在調(diào)試的過(guò)程中將能看到你所編的程序是否正確。初始化N=0解碼輸入錯(cuò)誤輸入報(bào)警輸入新密碼正常開(kāi)鎖N=N+1定時(shí)10分鐘解鎖正確？N=3?輸出報(bào)警信號(hào)封鎖輸入口修改密碼是是是否否否圖29程序設(shè)計(jì)流程圖4 系統(tǒng)調(diào)試選擇好硬件方案和編好軟件程序后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試來(lái)檢驗(yàn)系統(tǒng)硬件的配置和軟件程序的設(shè)計(jì)是否合理，從而選擇一個(gè)合理的軟件設(shè)計(jì)方案與硬件的配置緊密聯(lián)系起來(lái)，這是設(shè)計(jì)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)輸入的密碼錯(cuò)誤時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤指示，每輸入一次則N作加1運(yùn)算，當(dāng)N＝3時(shí)也就是連續(xù)輸入密碼出現(xiàn)三次錯(cuò)誤，蜂鳴器報(bào)警并封鎖輸入口。當(dāng)輸入的密碼正確時(shí),查詢是否輸入set鍵，如果輸入set鍵（修改密碼鍵）則可以修改密碼，接著輸入新密碼即可。方案主要就是密碼的輸入、顯示和比較，所以程序在鍵盤和顯示上占了很大的比重，硬件電路上加了EEPROM AT24C02，斷電后密碼就是從這里讀出來(lái)的。3）鍵入號(hào)碼，再按“D”開(kāi)門鍵，若號(hào)碼與密碼相符，則開(kāi)門，計(jì)算輸錯(cuò)次數(shù)，當(dāng)達(dá)到三次則報(bào)警。密碼修改后則從AT24C02中讀取。此設(shè)計(jì)如下要求：1）上電后，顯示器顯示“000000”。P0口的后面三位接38譯碼器的A，B，C，通過(guò)譯碼器輸出的數(shù)據(jù)可以作為數(shù)碼管的位選，使數(shù)碼管一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)亮，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)用7448來(lái)譯碼，用74LS138提供位選，這樣可以節(jié)省單片機(jī)端口。 顯示電路圖28 顯示電路如圖28所示，是由一個(gè)四位數(shù)碼管和一個(gè)二位數(shù)碼管組成。 報(bào)警電路蜂鳴音報(bào)警電路如下圖所示：圖27 報(bào)警電路本電路是由兩個(gè)電阻，一個(gè)NPN三極管和一個(gè)蜂鳴器組成。在鍵盤的設(shè)計(jì)時(shí)，我一開(kāi)始選用的是大的按鍵，但是考慮到PCB板的大小，我后來(lái)選用的是小的按鍵，可以節(jié)省覆銅板，按鍵的八個(gè)接口分別接P1的八位，在按鍵前，我先給P1口置F7H，當(dāng)?shù)谝恍猩嫌墟I按下的時(shí)候，相對(duì)列位輸出低電平，反之無(wú)鍵按下為高電平。如上圖所示，這是本課題所設(shè)計(jì)的矩陣鍵盤電路。 矩陣式鍵盤電路設(shè)計(jì)圖26 矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤適用與按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。AT24C02寫操作分為字節(jié)寫和頁(yè)面寫兩種操作，讀操作分為當(dāng)前地址讀、隨機(jī)讀和順序讀等三種操作，每種讀寫操作都有規(guī)定的時(shí)序。I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。 密碼存儲(chǔ)電路密碼鎖的密碼可修改，并且掉電后不消失，所以需要外接非易失性存儲(chǔ)器，在本次設(shè)計(jì)中采用AT24C02。由于輸入到內(nèi)部電路是經(jīng)過(guò)一個(gè) 2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部，所以輸入的外部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時(shí)序規(guī)范。 時(shí)鐘電路XTALl、XTAL2 為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如圖23示。 圖22 STC89C51引腳圖STC89C51是一塊高性能單片機(jī)，它內(nèi)含1288位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬（～）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點(diǎn)。STC89C51內(nèi)部有EEPROM，可以在程序中修改，斷電不丟失，還增加了兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)等等。STC89C51可以完成ISP在線編程功能，而AT89C51則不能。一旦輸出報(bào)警信號(hào)， 就必須等待解除報(bào)警后方可重新開(kāi)鎖。當(dāng)用戶輸入密碼并按下輸入鍵后，程序判斷輸入的密碼是否正確。 硬件組成及工作原理電子密碼鎖的組成框圖如圖21所示，圖21 控制電路功能圖它也是以單片機(jī)作為核心控制器，主要是由顯示電路、報(bào)警電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和鍵盤等組成。否則．鎖栓進(jìn)入鎖框，即處在鎖住狀態(tài)。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電子鎖主要由控制電路和鎖體兩部分組成，鎖體包括電磁線圈、鎖拴、彈簧和鎖框等。如遇非法用戶進(jìn)行惡意多次試探開(kāi)鎖，連續(xù)三次輸錯(cuò)密碼，將進(jìn)行報(bào)警。無(wú)論是硬件復(fù)位還是軟件復(fù)位后，自動(dòng)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，保證異常情況下的安全。在正常狀態(tài)時(shí)，程序允許用戶隨時(shí)進(jìn)行密碼修改，密碼長(zhǎng)度和數(shù)字可隨意進(jìn)行組合。初始密碼存儲(chǔ)在
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