基于單片機的智能密碼鎖的設(shè)計與制作含pcb圖(參考版)
2025-01-21 14:27本頁面
【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校園美好的日子，對我的學(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)對他們致以衷心的感謝。同時非常感謝在我設(shè)計過程中幫助過我的同學(xué)和朋友們，為我提供了些我沒能買到的電子元件、焊接的電路板子和測試用的一些實驗儀器，并且?guī)椭医鉀Q了不少在實物制作過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題。同時讓我學(xué)會了如何去分析和解題。課題的設(shè)計從一開始的選題到最后寫論文結(jié)稿和實物制作完成的整個過程很漫長，雖說完成了任務(wù)，但還存在著很多問題，有本身技術(shù)上的問題，也有些是對原理的不太了解而造成的失誤問題，最終還是經(jīng)過仔細(xì)的分析和系統(tǒng)的研究解決了。本次設(shè)計，涉及到單片機、模擬電路、數(shù)字電路、Protel99等等課程里面的知識；讓我明白自身知識的貧乏，很多方面像單片機原理、硬件結(jié)構(gòu)、擴展接口和編程語言等需要加強鞏固。結(jié)論與謝辭通過這段時間的努力，終于完成了對基于單片機和串行EEPROM的智能密碼鎖的設(shè)計與制作。在整個程序設(shè)計是使用匯編語言，通過改正以上兩處錯誤及對硬件電路做了些調(diào)整之后，再進行通電調(diào)試，最終在MCS51單片機仿真軟件下編寫并調(diào)試完成的。經(jīng)過程序檢查，發(fā)現(xiàn)有兩處錯誤：錯誤之一是初始地址沒給；錯誤之二是初始化和清零程序有問題。 軟件調(diào)試首先打開電源，出現(xiàn)顯示器沒有顯示“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)計電路圖相比有所改動。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解碼輸入錯誤輸入報警輸入新密碼正常開鎖N=N+1定時10分鐘解鎖正確？N=3?輸出報警信號封鎖輸入口修改密碼是是是否否否圖29程序設(shè)計流程圖4 系統(tǒng)調(diào)試選擇好硬件方案和編好軟件程序后進行系統(tǒng)調(diào)試來檢驗系統(tǒng)硬件的配置和軟件程序的設(shè)計是否合理，從而選擇一個合理的軟件設(shè)計方案與硬件的配置緊密聯(lián)系起來，這是設(shè)計的一個非常重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)輸入的密碼錯誤時就會出現(xiàn)錯誤指示，每輸入一次則N作加1運算，當(dāng)N＝3時也就是連續(xù)輸入密碼出現(xiàn)三次錯誤，蜂鳴器報警并封鎖輸入口。當(dāng)輸入的密碼正確時,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的。3）鍵入號碼，再按“D”開門鍵，若號碼與密碼相符，則開門，計算輸錯次數(shù)，當(dāng)達(dá)到三次則報警。密碼修改后則從AT24C02中讀取。此設(shè)計如下要求：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)碼管一個一個的點亮，從而達(dá)到動態(tài)顯示的要求。在設(shè)計時用7448來譯碼，用74LS138提供位選，這樣可以節(jié)省單片機端口。 顯示電路圖28 顯示電路如圖28所示，是由一個四位數(shù)碼管和一個二位數(shù)碼管組成。 報警電路蜂鳴音報警電路如下圖所示：圖27 報警電路本電路是由兩個電阻，一個NPN三極管和一個蜂鳴器組成。在鍵盤的設(shè)計時，我一開始選用的是大的按鍵，但是考慮到PCB板的大小，我后來選用的是小的按鍵，可以節(jié)省覆銅板，按鍵的八個接口分別接P1的八位，在按鍵前，我先給P1口置F7H，當(dāng)?shù)谝恍猩嫌墟I按下的時候，相對列位輸出低電平，反之無鍵按下為高電平。如上圖所示，這是本課題所設(shè)計的矩陣鍵盤電路。 矩陣式鍵盤電路設(shè)計圖26 矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤適用與按鍵數(shù)量較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。AT24C02寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，讀操作分為當(dāng)前地址讀、隨機讀和順序讀等三種操作，每種讀寫操作都有規(guī)定的時序。I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(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器，在本次設(shè)計中采用AT24C02。由于輸入到內(nèi)部電路是經(jīng)過一個 2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部，所以輸入的外部時鐘信號無需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時序規(guī)范。 時鐘電路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，它內(nèi)含1288位存儲空間，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。STC89C51內(nèi)部有EEPROM，可以在程序中修改，斷電不丟失，還增加了兩級中斷優(yōu)先級等等。STC89C51可以完成ISP在線編程功能，而AT89C51則不能。一旦輸出報警信號， 就必須等待解除報警后方可重新開鎖。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作為核心控制器，主要是由顯示電路、報警電路、時鐘電路、復(fù)位電路和鍵盤等組成。否則．鎖栓進入鎖框，即處在鎖住狀態(tài)。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計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。如遇非法用戶進行惡意多次試探開鎖，連續(xù)三次輸錯密碼，將進行報警。無論是硬件復(fù)位還是軟件復(fù)位后，自動進入鎖定狀態(tài)，保證異常情況下的安全。在正常狀態(tài)時，程序允許用戶隨時進行密碼修改，密碼長度和數(shù)字可隨意進行組合
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