【正文】 的 改變。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì) 期間，在老師的指導(dǎo)下，通過自身的不斷努力，無論是思想上，學(xué)習(xí)上，都取得了長足的發(fā)展和巨大的收獲，現(xiàn)將工作總結(jié)如下：思想上，學(xué)會了用科學(xué)的精神去解決問題。可在意外泄密的情況下隨時修改密碼。使用單片機(jī)制作的電子密碼鎖具有軟硬件設(shè)計(jì)簡單，易于開發(fā)，成本較低，安全可靠，操作方便等特點(diǎn)，可應(yīng)用于住宅、辦公室的保險箱及檔案柜等需要防盜的場所，有一定的實(shí)用性。 21 圖 keil c51 調(diào)試介面 22 圖 單片機(jī)燒錄軟件介面 23 第七 章 結(jié)論 本設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用美國 Atmel 公司的單片機(jī) STC89C52 與低功耗 CMOS 型 E2PROM AT24C02 作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲器單元，結(jié)合外圍的鍵盤輸入、顯示、報警等電路并用匯編編寫主控芯片的控制程序，研制了一款可以多次更改密碼具有報警功能的電子密碼鎖。 調(diào)試過程 首先打開 KEIL C51 主程序，新建工程，新建文本框?qū)懭氤绦?，保存，檢查是否有語法錯誤，經(jīng)反復(fù)檢查無誤后匯編，生成 51 單片機(jī)可執(zhí)行的 HEX 文件。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (.ABS)。開發(fā)人員可用 IDE本身或其它編輯器編輯 C或匯編源文件。在開發(fā)大型軟件時初始化 密碼比較子程序 密碼輸入子程序 報警子程序 顯示子程序 開始 判斷密碼輸入是否正確？ 結(jié)束 否 是 20 更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 程序調(diào)試用到的軟件及工具 調(diào)試本程序需要用到 KEIL C51，及 51 開發(fā)板一塊及其配套的下載燒錄軟件 KEIL C51 簡介 Keil C51 是美國 Keil Software 公 司出品的 51系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。主程序流程圖如圖 所示。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤輸入部分、密碼存儲部分、顯示部分、報警部分組成，軟件部分對應(yīng)的由主程序、初始化程序、LCD顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動程序、關(guān)閉程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM 讀寫程序和延時程序等組成。由用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機(jī)對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報警電路控制開鎖還是報警，實(shí)際使用時只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可，當(dāng)然 也可以用繼電器的常開觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈。如圖 所示： 圖 報警電路原理圖 元器件采購 、 硬件所需 元器件 元器件名稱 數(shù)量 9X15cm 萬用板 1 片 51 單片機(jī) +IC 座 1 套 16 AT24C02+IC 座 1 套 1602 液晶顯示屏 1 個 按鍵 17 只 12M 晶振 1 只 33P 瓷片電容 2 只 DC 電 源座 1 只 開關(guān) 1 只 電阻 5 只 5V 繼電器 1 只 紅色發(fā)光二極管 1 只 精密可調(diào)電位器 1 只 單排座 1 條 單排針 1 條 USB 電源線 1 條 SS8550 三極管 2 只 10K 電阻 1 只 10u 電解電容 1 只 蜂鳴器 1 只 排阻 1 只 導(dǎo)線 若干 表 電路焊接 工具名稱 數(shù)量 焊烙鐵 50W 1只 帶松香焊絲 若干 萬用表 一個 表 焊接所需工具 17 電路焊接實(shí)物圖 圖 正面焊接實(shí) 物圖 圖 反面焊接實(shí)物圖 18 第五章 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 軟件的設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)原理和主程序流程圖兩方面進(jìn)行說明 設(shè)計(jì)原理 本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲等部分組成。通過 LCD顯示屏，可以清楚的判斷出鎖所處狀態(tài) 。顯示器一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對密碼鎖進(jìn)行開鎖時，按下鍵盤上的開鎖按鍵后利用鍵盤上的數(shù)字鍵 0－ 9 輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個 *，輸入多少位就顯示多少個 *。其接線如圖 ： 圖 密碼存儲電路原理 圖 顯示部分 為了提高密碼鎖的密碼顯示效果能力。無論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認(rèn)信號 ACK。 AT24C02 正是運(yùn)用了 I2C 規(guī)程，使用主／從機(jī)雙向通信，主機(jī) (通常為單片機(jī) )和從機(jī) (AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。 I2C 總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線 14 制總線。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。 AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器。 AT24C02 是美國 Atmel 公司的低功耗 CMOS 型E2PROM，內(nèi)含 256 8位存儲空間，具有工作電壓寬 (～ V)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快 (小 于 10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。鍵盤的每個按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置 。采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入 完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多 I/O 口。本電路使用充電器解決電源穩(wěn)壓問題。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。其主要原理是把單相電經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。其整體電路圖如下 : 圖 整體電路圖 12 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 由 STC89C52，復(fù)位電路，時鐘產(chǎn)生電路組成。 1602 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用 1602 引腳及其具體功能如下表： 表 1602 引腳及功能 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電 源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫選擇端 (H/L) 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 LCD1602 基本操作時序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=H,E=H 輸出 ： D0～ D7=狀態(tài)字 9 寫指令：輸入： RS=L,RW=L,D0～ D7=指令碼， E=高脈沖 輸出：無 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=H,E=H 輸出： D0～ D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=L,RW=H,E=H 輸出：無 1）讀操作時序圖 圖 讀操作時序圖 2）寫操作時序圖 圖 寫操作時序圖 3）時序參數(shù)表 表 時序參數(shù)表 時序參數(shù) 符號 極限值 單位 測試條件 最小值 典型值 最大值 E信號周期 tc 400 ns 引腳 E E脈沖寬度 tpw ,tF 150 ns 10 E上升 /下降沿時間 tR 25 ns 地址建立時間 tsp1 30 ns 引腳 E、 RS、R/W 地址保持時間 tHD1 10 ns 數(shù)據(jù)建立時間（讀操作） tD 100 ns 引腳 DB0～ DB7 數(shù)據(jù)保持時間（讀操作） tHD2 20 ns 數(shù)據(jù)建立時 間（寫操作） tsp2 40 ns 數(shù)據(jù)保持時間（寫操作） tHD2 10 ns 狀態(tài)字說明表 表 狀態(tài)字說明 STA7 D7 STA6 D6 STA5 D5 STA4 D4 STA3 D3 STA2 D2 STA1 D1 STA0 D0 注意：對控制器每次進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測，確保 STA7=0 數(shù)據(jù)控制 控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部 80 字節(jié) RAM。它內(nèi)置了字符產(chǎn)生器 ROM(CGROM)、字符產(chǎn)生器 RAM(CGRAM)和顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）。管腳圖如圖 所示。 A0、 A A2 為器件地址輸入端： 當(dāng)使用 24C02 時最大可級聯(lián) 8 個器件，如果只有一個 24C02 被總線尋址，這 三個地址輸入腳 A0、 A A2可懸空或連接到 Vss。 管腳描述： SCL 為串行時鐘： 串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘這是一個輸入管腳。無論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出 一個確認(rèn)信號 ACK。 AT24C02 正是運(yùn)用了 I?C 規(guī)程，使用主 /從機(jī)雙向通信，主機(jī) (通常為單片機(jī) )和從機(jī) (AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。 I2C 總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線制總線。所有字節(jié)均 以單一操作方式讀取。 AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器。 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定時 /計(jì)數(shù)器 0） T1（定時 /計(jì)數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 7 存儲芯片 AT24C02 AT24C02 是美國 Atmel 公司的低功耗 CMOS 型 E?PROM，內(nèi)含 256 8 位存儲空間，具有工作電壓寬 (～ V)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快 (小于 10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。 如 EA端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H－ FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 一般情況下， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。 RST： 復(fù)位輸入 。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX＠ RI指令）時， P2口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P2 口 ： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL 邏輯門電路。 作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 P1 口 ： P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P0 口 ： P0 口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 VCC：電源電壓 3 個 16 位可編程定時 /計(jì)數(shù)器中斷， 2 個串行中斷， 2 個外部中斷源，共 6 個中斷源， 2 個讀寫中斷口線。 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次 )Flash ROM， 32 個雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部 RAM，時鐘頻率 024MHz，可編程 UART 串行通道。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)。 5．電源模塊：用于對系統(tǒng)電路提供 +5V 的直流電壓 主要芯片介紹 STC89C52 STC89C52 是美國 Atmel 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， STC89C52 有 40 個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計(jì)數(shù)器， 2 個全雙工串行通信口， 2個讀寫口線。 3．報警電路：用于完成輸錯密碼時候的警報功能。系統(tǒng)整體框圖如圖 所示 ： 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 各模塊功能如下：