【正文】 通過四年對電子專業(yè)的學習，感覺自己收獲不少，但是電子專業(yè)是一門前瞻技術(shù)型專業(yè)，其中的知識之深之厚，非是短短的幾年時間就能學透的。此款密碼鎖，由于解碼編碼芯片采用的是 KEELOQ 算法的 HCS 系列滾動碼編碼芯片，所以在安全性上明顯比其他密碼鎖更具優(yōu)越性。 設(shè)置程序 初始化 按下設(shè)置鍵 輸舊密碼 確認程序 舊密碼正確？ 輸新密碼 確認程序 輸入次數(shù)加 1 次數(shù) 3? 報警程序 N Y N Y 返回 確認程序 再次輸新密碼 兩次新密碼輸入相同？ N Y 設(shè)置成功 XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計我們只有充分理解了各個流程圖以后，才能 運用匯編語言完成本設(shè)計的軟件系統(tǒng)編程。 流程如圖 44： 開始 密碼設(shè)定鍵按否 鍵盤有按鍵否 收到遙控數(shù)據(jù)否 調(diào)用設(shè)定密碼子程序 Y Y Y 系統(tǒng)初始化 測試產(chǎn)生狀態(tài)標志 無輸入超時否 復位控制位置低 進入掉電模式 調(diào)用固定密碼子程序 調(diào)用遙控接收子程序 Y N N N N XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計 最后，如果兩次輸入的新密碼相同，則設(shè)置成功。 然后，輸入新密碼一次，確認程序。如圖 43： XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計程序流程如圖 42： 發(fā)送控制字（寫） 發(fā)送字節(jié)地址 調(diào)用單字節(jié)寫入 子程序 發(fā)送停止信號 寫入完否 啟動 I2C 總線 延時等待內(nèi)部寫入 返回 啟動 I2C 總線 發(fā)送控制字（寫 ） 發(fā)送字節(jié)地址 重發(fā)啟動信號 發(fā)送控制字（讀） 調(diào)用單字節(jié)讀取子程序 讀完否 發(fā)送停止信號 返回 Y Y N N XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計 EEPROM24C02的器件地址為 AOH。 軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)是緊密聯(lián)系、缺一不可、不可分割的?；趩纹瑱C的電子密碼鎖的設(shè)計 第 12 頁，共 34 頁 4 軟件設(shè)計 如果說硬件部分體現(xiàn)了系統(tǒng)的各個部分的完整性，那么軟件部分為系統(tǒng)的控制，沒有了軟件部分，則系統(tǒng)無法正常運行。最后，將具體的外圍電路和各芯片的對應(yīng)引腳連接起來，以完成本設(shè)計的硬件設(shè)計部分。我們只有了解了基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計的原理之后，才可能聯(lián)想設(shè)計出它的原理框圖，它是由 主控芯片、電源輸入部分、鍵盤輸入部分、密碼存儲部分、復位部分、顯示部分、報警部分、開鎖部分、無線遙控部分組成的?；趩纹瑱C的電子密碼鎖的設(shè)計 第 11 頁，共 34 頁 本章小結(jié) 本章主要介紹了硬件設(shè)計的原理及具體外圍電路。具備兩種工作模式：接收模式和待機模式。它是一個“數(shù)據(jù)輸入 無線輸出”的單片無線發(fā)射器，由它組成的發(fā)射電路具有電路簡單，功耗低，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點 [16]。射頻發(fā)射電路要實現(xiàn)的功能就是將 HCS301產(chǎn)生的傳輸碼進行調(diào)制，以無線電波的形式向空中發(fā)射 [10]?；趩纹瑱C的電子密碼鎖的設(shè)計 第 10 頁，共 34 頁 遙控發(fā)射電路 遙控發(fā)射器電路可分為編碼電路和射頻發(fā)射電路。開鎖以后，單片機自動清除掉由用戶輸入的這個密碼 [14]。 報警部分 報警電路由陶瓷壓電發(fā)聲裝置及外圍電路鉤成，輸入密碼與儲存器的密碼對比，錯誤時發(fā)出提示音，如果多次輸入密碼錯誤時，由 引腳輸出低電平，發(fā)出報警音提示報警 [14]。 1602 有 5*7 或者 5*11 等點XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計當復位鍵按下后電容 C1 通過 R5 放電，當電容 C1 放電結(jié)束由 R5/R6 分壓比決定 RST 端的電位，由 R5R6 因此 RST 為高電平， CPU 處于復位狀態(tài)，松手后，電容 C1 充電， RST 端電位下降， CPU 脫離復位狀態(tài) [13]。復位電路如圖35所示的復位電路： K1470R510KR620uFC1VCCRST 圖 35 復位電路原理圖 接通電源瞬間，電容 C1 電壓很小，復位下拉電阻 R6 電壓接近電源電壓， RST 為高電平，在電容充電的過程中 RST 端電壓逐漸下降，當 RST 斷的電壓小于某一數(shù)值后， CPU 脫離復位狀態(tài)。 其接線如圖 34所示： XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計而系統(tǒng)采用的 89S51 單片機有 32 接口， 本設(shè)計中使用的這個 4*4 鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，比如清空顯示功能等。電源輸入部分原理圖如圖32： XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計電路使用集成穩(wěn)壓芯片 7805 解決了電源穩(wěn)壓問題?；趩纹瑱C的電子密碼鎖的設(shè)計 第 6 頁，共 34 頁 3 電路原理設(shè)計 硬件設(shè)計原理 系統(tǒng)的硬件部分由主控芯片、電源輸入部分、鍵盤輸入部分、密碼存儲部分、復位部分、顯示部分、報警部分、開鎖部分、 針對本設(shè)計具體應(yīng)分為遙控器系統(tǒng)與鎖具系統(tǒng)兩大模塊。在加上其他部分完成設(shè)計。 （ 2） HCS301 的編碼過程 HCS301 的編碼過程如圖 22 圖 22 HCS301 滾動編碼過程示意圖 解碼芯片 HCS500 HCS500是可與 HCS301配對的芯片 [10]。 （ 1） HCS301 產(chǎn)生加密密匙 在 HCS301 投入使用時，先產(chǎn)生一個唯一對應(yīng)的 64 位的加密鑰匙，加密密匙的產(chǎn)生示意圖如圖 圖 21 HCS301 加密密匙的產(chǎn)生示意圖 XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計 。 1602 型 LCD 可以顯示 2 行16 個字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0~D7 和 RS， R/W， E 三個控制端口 [9]。 XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計 存儲芯片 AT24C02 AT24C02 是一個 2K 位串 行 CMOS E2PROM，內(nèi)部含有 256 個 8 位字節(jié)， CATALYST 公司的先進CMOS 技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗 [7]。 元器件選擇 主控芯片 AT89S51 AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k 可反復擦寫 1000 多 次的 Flash 只讀程序存儲器， 128B 的片內(nèi) RAM， 32 位 I/O 口線 [5]。 315mhz 的發(fā)射頻率是國家規(guī)定的無線報警專用頻率，符合國家規(guī)定 [4]。 基于以上因素本設(shè)計選用 AT89S51 單片機作為本設(shè)計的核心元件， 利用其豐富的 I/O 接口，片內(nèi)閃存等方面完全能滿足此次設(shè)計要求?；趩纹瑱C的電子密碼鎖的設(shè)計 第 3 頁，共 34 頁 2 設(shè)計方案和元器件選擇 方案論證 目前根據(jù)我們了解的單片機，各種型號的 單片機都有一定的應(yīng)用環(huán)境，因此如何合理的選擇才能保證既能適應(yīng)系統(tǒng)要求，又能做到低功耗，低成本。只有了解了這幾個方面才有利于對自己的設(shè)計作出更好的判斷，基于單片機的電子密碼鎖是目前市場上的主流產(chǎn)品，它對于鎖具的發(fā)展具有重大意義。主要工作過程如下： 一、開啟鍵盤，用戶 通過遙控器鍵盤輸入密碼 ； 二、輸入完成，經(jīng)過編 碼芯片，發(fā)射電路發(fā)送輸入信號； 三、鎖具端通過接收電路，解碼芯片接收信號并與單片機自己保存的密碼進行對比，從而判斷是否正確，以及執(zhí)行相對應(yīng)的開門或者報警動作。如果多次輸入錯誤密碼將有報警提示。 XXXXXX 本科畢業(yè)設(shè)計磁卡密碼鎖使用較為方便，但容易折損，它對環(huán)境的要求，使得使用者必須小心翼翼。 四、其它密碼鎖。在日常生活中紅外線遙控技術(shù)出現(xiàn)已經(jīng)極其普遍，而紅外遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合的電子密碼鎖也比較常見。此類密碼鎖為鍵盤輸入密碼，一般密碼位數(shù)可設(shè)定，它的密碼量相對機械密碼鎖大大增強，但是此類密碼鎖在輸入密碼時暴露在外的鍵盤很容易泄露密碼。最早期的密碼鎖，它抗干擾能力強，成本低，但是在安全性上，不能避免非法用戶的多次嘗試，輸入密碼極不方便，而且密碼量也少。大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展使密碼鎖更具有小巧實用，成本低廉的優(yōu)點， 1976年單片機的問世，為密碼鎖的發(fā)展作出了巨大貢獻，具有各種功能的智能密碼鎖相繼問世，此類密碼鎖的出現(xiàn)表明密碼鎖在安全性，可靠性上又有了重大突破 [1]。如果使用機械鎖，使用者常常會丟失鑰匙或者 攜帶一大竄鑰匙，這樣顯得既不方便，而且安全性也低。電子密碼鎖的安全性已經(jīng)大大超過了機械鎖，并且使用更加方便，成本不高，具有普遍適用性?；趩纹瑱C的電子密碼鎖的設(shè)計 第 1 頁，共 34 頁 1 緒論 電子密碼鎖一般是通過外部輸入密碼與片內(nèi)存儲密碼對比進而控制芯片、電路作出相應(yīng)動作，達到機械開關(guān)閉合的目的來完成開關(guān)門鎖 。 電子密碼鎖的研究背景 ...................................................................................................................... 1 電子密碼鎖的國內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 .......................................................................................... 1 本設(shè)計所實現(xiàn) 的目標 .......................................................................................................................... 2 本章小結(jié) .............................................................................................................................................. 2 2 設(shè)計方案和元器件選擇 ........................................................................................................................... 3 方案論證 .............................................................................................................................................. 3 元器件選擇 .......................................................................................................................................... 3 主控芯片 AT89S51 .................................................................................................................... 3 存儲芯片 AT24C02 .................................................................................................................... 3 液晶顯示 LCD1602 .................................................................................................................... 4 編碼芯片 HCS301 ...................................................................................................................... 4 解碼芯片 HCS500 ...................................................................................................................... 5 本章小結(jié) .............................................................................................................................................. 5 3 電路原理設(shè)計 .............................................................................................................................................. 6 硬件設(shè)計原理 ..................................................................................................................................