【正文】 器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計/計數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等； 生動的仿真顯示：用色點顯示引腳的數(shù)字電平，導線以不同顏色表示其對地電壓大小，結(jié)合動態(tài)器件（如電機、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動； 高級圖形仿真功能（ASF）：基于圖標的分析可以精確分析電路的多項指標，包沈陽理工大學學士學位論文12括工作點、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進行一致性分析 [11]； （3）獨特的單片機協(xié)同仿真功能（VSM）支持主流的CPU類型：如ARM8051/52 、AVR、 PIC10/1PIC1PIC1PIC2dsPIC3HC11 、BasicStamp、808 MSP430等， CPU類型隨著版本升級還在繼續(xù)增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器； 支持通用外設模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點陣、LED 七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進/伺服電機、RS232虛擬終端、電子溫度計等等，其COMPIM（COM 口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機串口和外部電路實現(xiàn)雙向異步串行通信； 實時仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C 仿真、MSSP仿真、PSP仿真、 RTC仿真、 ADC仿真、CCP/ECCP 仿真； 編譯及調(diào)試：支持單片機匯編語言的編輯/編譯/源碼級仿真，內(nèi)帶805AVR、PIC 的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如IAR 、Keil和Hitech）結(jié)合，進行高級語言的源碼級仿真和調(diào)試； （4）實用的PCB設計平臺原理圖到PCB的快速通道： 原理圖設計完成后，一鍵便可進入ARES 的PCB設計環(huán)境，實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設計； 先進的自動布局/布線功能：支持器件的自動/人工布局；支持無網(wǎng)格自動布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB 設計更為合理； 整的PCB設計功能：最多可設計16個銅箔層，2個絲印層，4個機械層（含板邊） ，靈活的布線策略供用戶設置，自動設計規(guī)則檢查，3D 可視化預覽； 多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括 Gerber文件的導入或?qū)С觯憷c其它PCB設計工具的互轉(zhuǎn)（如protel ）和PCB板的設計和加工 [12]。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境。 （2）仿真處理器及其外圍電路 可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM 、等常用主流單片機。 PROTUES的特點 Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。（6）完成元器件之間以及元器件與總線的連線。列元件清單，如表 21 元件清單（3）放置元器件至圖形編輯窗口, 并調(diào)整到合適位置。如設置柵格、柵格捕捉精度、圖形界面顏色、大小等。電路圖的繪制運行的程序后, 進入該仿真軟件的主界面。雙擊該圖標，出現(xiàn)工作界面如圖 1 所示。它真正實現(xiàn)了在沈陽理工大學學士學位論文10計算機上完成從原理圖、電路分析與仿真、單片機代碼調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到 PCB 板生成的完整的電子產(chǎn)品研發(fā)過程 [9]。它是一個集模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路以及多種微控制器系統(tǒng)為一體的系統(tǒng)設計和仿真平臺。每次按鍵蜂鳴器都會發(fā)出聲音以表示按鍵成功。沈陽理工大學學士學位論文92 系統(tǒng)整體設計 系統(tǒng)框圖圖 系統(tǒng)框圖如圖 所示，這個框圖實現(xiàn)電子密碼鎖的功能，在設計中用 AVR 單片機的EEPROM 保存密碼，當用戶輸入正確密碼時開鎖指示燈亮，液晶顯示屏顯示開鎖成功。創(chuàng)建 以后，打開單片機屬性窗口找到“Advanced Properties下拉框，選擇“Initial contents of EEPROM項，在其后面的文本框中選擇 文件即可完成對 EEPROM 的初始數(shù)據(jù)綁定。最后輸出的 MD5 加密密碼為：e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e該字符串是將 state[0]state[3]中 4 個十六進制長整數(shù)逆轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)換為小寫以后的結(jié)果。(512=448+64) state[0]state[3]:0x39DC0AE1 0xAB59BA49 0x57E056BE 0x3E880FF2。00，其中 80 開始的 50 個字節(jié)為填充字節(jié)，以 1 個二進制 1 開頭，后面為 447 個 0，buffer 的最后 8 個字節(jié)仍為 0x00。 緩沖成員 buffer:31 32 33 34 35 36 80 00context,(INT8U*)str,len)。 緩沖成員 buffer:64 個 0x00。以下為對原始密碼“123456” 進行 MD5 加密的跟蹤過程：（1）調(diào)用 MD5Init 函數(shù)初始化 context,初始化以后的 context 各成員初值如下： 位長成員 count[0]count[1]:0x00000000 00000000。z)|(yamp。y)|((~x)amp。它們按 Little Endian 方式初始存放于 context state 中。在進行填充處理后再調(diào)用核心函數(shù) MD5Update 繼續(xù)進行變換，完成填充后再使 64位二進制表示的填充前信息長度參與變換，此時是第 3 次調(diào)用 MD5Update 函數(shù)，本設計中附加的填充前信息長度由 8 字節(jié)的 bits 數(shù)組給出。它以 1 個 1 開頭，后面是 511 個0，共 512 位。}用于填充處理，該數(shù)組所有字節(jié)展開為二進制數(shù)時就是 1000000MD5 算法填充信息串時，在原始信息的后面填充一個 1 和若干個 0，直到滿足上面的條件為止。核心變換函數(shù)為 MD5Update,對于長串會進行盡可能多次的 MD5 四輪變換，每次進行的四輪變換由函數(shù) MD5Transform 完成，變換后的結(jié)果存入于 context沈陽理工大學學士學位論文7的狀態(tài)成員 state。本設計 MD5 算法中，上下文結(jié)構(gòu)變量 context 的 buffer 成員是 512 位的信息處理緩沖，state 成員保存 MD5 算法的 4 個 32 位初始幻數(shù)及最終的組合輸出數(shù)位，count 成員保存信息位長。 MD5 加密算法的介紹 MD5 的簡介MD5 算法即信息摘要算法（message digest algorithm 5),在 20 世紀 90 年代初由MIT 的計算機科學實驗室和 RSA Data Secutity Inc 發(fā)明，經(jīng)歷的版本有 MD2 MD3 MD4， MD5 廣泛用于加密技術(shù)，很多系統(tǒng)用戶密碼都以 MD5 加密方式保存，用戶登錄時，系統(tǒng)將用戶輸入的密碼轉(zhuǎn)換成 MD5 值，然后再與系統(tǒng)中保存的 MD5 值比較，以此來驗證用戶的合法性，這樣比保存密碼明文要安全的多，密碼明文容易被竊取和使用，而經(jīng) MD5 加密后的密碼，由于其不可逆運算的特性，即使 MD5 加密后的密碼被竊取，系統(tǒng)安全也不會受到威脅 [16]?！　?）大部分 AVR 片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC， SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT 等。　　4）作輸出時與 PIC 的 HI/LOW 相同，可輸出 40mA（單一輸出） ，作輸入時可設置為三態(tài)高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備 10mA20mA 灌電流的能力。 　 　 AVR 8Bit MCU 的最大特點與其它 8Bit MCU 相比，AVR 8Bit MCU 最大的特點是：　　1）哈佛結(jié)構(gòu)，具備 1MIPS / MHz 的高速運行處理能力。例：ATmega4820AU， “U”表示無鉛工業(yè)級?！　?）后綴最后一個字母，表示應用級別。 “P”：DIP 封裝， “A”： TQFP 封裝， “M”：MLF 封裝。例：ATmega4820AU， “20”表示可支持最高為 20MHZ 的系統(tǒng)時鐘。例：ATmega4820AU ，不帶“V” 表示工作電壓為 。 AVR 單片機的型號標識解釋1）型號緊跟的字母，表示電壓工作范圍。目前支持 AVR 單片機編譯器的語言主要有匯編語言、C 語言、BASIC 語言等。通過 SPI 和 JTAG 及并行電纜下載 EEPROM 數(shù)據(jù)的操作 [6]。EEPROM 的壽命至少為 100,000 次擦除周期?！　?）片內(nèi) EEPROM　　EEPROM 數(shù)據(jù)存儲器。計數(shù)器外部中斷和 PWM(也可用作 D/A)用于控制輸出，某些型號的 AVR 單片機有 3～4 個 PWM，是作電機無級調(diào)速的理想器件。有看門狗定時器實行安全保護,可防止程序走亂飛,提高了產(chǎn)品的抗干擾能力。 部分 AVR 單片機可組成零外設元件單片機系統(tǒng)，使該類單片機無外加元器件即可工作，簡單方便，成本又低。 AVR 單片機內(nèi)帶模擬比較器，I/O 口可用作 A/D 轉(zhuǎn)換，可組成廉價的 A/D 轉(zhuǎn)換器。　　3）I/O 口功能強,具有 A/D 轉(zhuǎn)換等電路　　AVR 單片機的 I/O 口是真正的 I/O 口，能正確反映 I/O 口輸入/ 輸出的真實情況。 　 　 再次，AVR 單片機保密性能好。對于典型功耗情況，WDT 關(guān)閉時為100nA，更適用于電池供電的應用設備。AVR 單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷。AVR 單片機具有 32 個通用工作寄存器，相當于有 32 條立交橋，可以快速通行。　　2）高速、低耗、保密　　首先，AVR 單片機是高速嵌入式單片機，AVR 單片機具有預取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行。學習 AVR 單片機可使用 ISP 在線下載編程方式 (即把 PC 機上編譯好的程序?qū)懙絾纹瑱C的程序存儲器中)，不需購買仿真器、編程器、擦抹器和芯片適配器等，即可進行所有 AVR 單片機的開發(fā)沈陽理工大學學士學位論文4應用，這可節(jié)省很多開發(fā)費用。AVR 程序?qū)懭胧侵苯釉陔娐钒迳线M行程序修改、燒錄等操作，這樣便于產(chǎn)品升級。AVR 單片機因此在業(yè)界號稱“一線打天下”。　　1）簡便易學，費用低廉　　首先，對于非專業(yè)人員來說，選擇 AVR 單片機的最主要原因，是進入 AVR 單片機開發(fā)的門檻非常低，只要會操作電腦就可以學習 AVR 單片機的開發(fā)。 AVR 單片機的優(yōu)點 單片機已廣泛地應用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機器人制作等領(lǐng)域，使產(chǎn)品功能、精度和質(zhì)量大幅度提升，且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。 AVR 單片機的現(xiàn)狀電子技術(shù)如今迅猛發(fā)展,尤其是單片機已廣泛地應用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表、機器人制作等領(lǐng)域,使產(chǎn)品功能、精度和質(zhì)量大幅度提高,且電路簡單，故障率低，可靠性高，成本低廉。1997 年，ATMEL 挪威設計中心出于市場需求考慮，充分發(fā)揮其 Flash 技術(shù)優(yōu)勢，推出全新配置的精簡指令集（RISC）單片機，簡稱 AVR。 ATMEL 公司是世界上著名的高性能、低功耗、非易失性存儲器和數(shù)字集成電路的一流半導體制造公司。早期單片機主要由于工藝及設計水平不高、功耗高和抗干擾性能差等原因，所以采取穩(wěn)妥的方案：即采用較高的分頻系數(shù)對時鐘分頻，使得指令周期長，執(zhí)行速度減沈陽理工大學學士學位論文3慢。AVR 單片機有 3 個檔次:低檔 Tiny 系列 AVR 單片機: 主要有 Tiny11/12/13/15/26/28 等； 中檔 AT90S 系列 AVR 單片機: 主要有 AT90S1200/2313/8515/8535 等； (正在淘汰或轉(zhuǎn)型到 Mega 中，詳情請參考： AVR 宣布到期的芯片清單 )高檔 ATmega 系列 AVR 單片機: 主要有 ATmega8/16/32/64/128（ 存儲容量為8/16/32/64/128 KB）以及 ATmega8515/8535。ATmel 挪威設計中心的 A 先生與 V 先生，于 97 年設計出一款使用 RISC 指令集的 8 位單片機，起名為 AVR。 AVR 單片機的發(fā) 展過程及現(xiàn)狀 發(fā)展過程AVR 單片機是 1997 年由 ATMEL 公司研發(fā)出的增強型內(nèi)置 Flash 的 RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速 8 位單片機。因為電子密碼鎖具有保 密 性 好 、 編 碼 量 多 、 密 碼 可 變 、 誤 碼 輸 入 保 護 、 電 子 密碼 鎖 操 作 簡 單 易 行 、 干 擾 碼 功 能 、 在 輸 入 正 確 密 碼 前 可 輸 入 任 意 碼 、 安 保 功 能 等 功能 。電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的歡迎。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞，IC 卡還存在容易丟失、損壞等特點。隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖已在國內(nèi)外相繼面世。電子密碼防盜鎖用密碼代替鑰匙，不但省去了佩戴鑰匙的煩惱，也從根本上解決了普通門鎖保密性差的缺點。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機的問世，出現(xiàn)了帶處理器的智能密碼鎖，它除了具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。 現(xiàn) 在 應 用 較 廣 的 電子 密 碼 鎖 是 以 芯 片 為 核 心 ， 通 過 編 程 來 實 現(xiàn) 的 。電 子 密 碼 鎖 是 在 電 子 鎖 的 基 礎(chǔ) 上 設 計 的 ， 一 種 通 過 密 碼 輸 入 來 控 制