【正文】 片密碼為 1314H。 ? 自動(dòng)門鎖系統(tǒng)下位 IC卡控制單片機(jī)程序要求控制門鎖的打開和關(guān)閉，并能向用戶顯示友好提示信息。上位監(jiān)測(cè)單片機(jī)程序要求能接收由下位 IC卡控制單片機(jī)發(fā)來的開門信息，并向用戶顯示門鎖狀態(tài)。 本設(shè)計(jì)的自動(dòng)門鎖系統(tǒng)主要分為兩部分： 上位監(jiān)測(cè)單片機(jī)和下位 IC卡門鎖控制單片機(jī)如圖 1110所示，這樣就要求自動(dòng)門鎖系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為上位監(jiān)測(cè)單片機(jī)程序和下位 IC卡控制單片機(jī)程序。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 圖118 通信模塊接口電路 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 圖119 自動(dòng)門鎖系統(tǒng)原理 (5) 系統(tǒng)的原理圖。這里將 MAX485的和 DE引腳連在一起接到 AT89C51單片機(jī)的 ，通過 MAX485發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，當(dāng) 低電平時(shí) MAX485處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，而當(dāng) MAX485則處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)。沒加負(fù)載時(shí)電壓有 ，加負(fù)載后降至 3V左右。同時(shí)將 A和 B端之間加匹配電阻，一般可選 100Ω的電阻。 RO和 DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的 RXD和 TXD相連即可；和 DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)為邏輯 0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng) DE為邏輯 1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)?MAX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可； A端和 B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng) A端的電平高于 B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 1；當(dāng) A端的電平低于 B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為 0。 MAX485將 TTL電平轉(zhuǎn)換為 RS485電平。 ② MAX485介紹： MAX485接口芯片是 Maxim公司生產(chǎn)的一種 RS485芯片。 RS485用于多點(diǎn)互聯(lián)時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至 200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用 RS485 串行總線標(biāo)準(zhǔn)。 RS232串口通信最遠(yuǎn)距離是 50英尺。用于驅(qū)動(dòng)和連線的改進(jìn)，實(shí)際應(yīng)用中 RS232的傳輸長(zhǎng)度或者速度常常超過標(biāo)準(zhǔn)值。而一般常用的串行接口主要有RS23 RS485等。 ① RS485概述：?jiǎn)纹瑱C(jī)因其優(yōu)越的性價(jià)比和靈活的功能配置而被廣泛應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域。液晶顯示模塊的電路設(shè)計(jì)主要采用總線方式連接，如圖 117所示， AT89C51單片機(jī)的 JM1602C的 RS， 接 JM1602C的 R/W， JM1602C的 E，通過這 3位可以控制數(shù)據(jù)和控制字寫入和讀出。 ③ 液晶顯示模塊電路設(shè)計(jì)。 JM1602C是 16字 2行的字符型液晶模塊。 ② JM1602C字符型液晶。 ●顯示內(nèi)容豐富，可顯示所有數(shù)字和大、小寫字母。模塊組件內(nèi)部主要由LCD 顯示屏 (LCD PANEL)、控制器 (controller)、驅(qū)動(dòng)器 (driver)和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成。本設(shè)計(jì)選用的是字符型液晶顯示中的 1602系列芯片，字符點(diǎn)陣系列模塊是一類專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。 液晶顯示模塊根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為字符型液晶、圖形液晶。 ① 液晶顯示模塊。當(dāng)用戶將卡片插入讀卡器后，下位單片機(jī)控制模塊便會(huì)通過 。 IC卡模塊電路設(shè)計(jì)： IC卡模塊接口電路如圖 116所示，其中 CLK引腳接單片機(jī) ， RST引腳接單片機(jī) ， I/O引腳接單片機(jī) ， Power接 +5V電源，發(fā)光二極管為電源指示燈， IC卡使用的是 SLE4442芯片。如果輸入的數(shù)據(jù)與密碼比較為不正確，則(EC)減 1， 3次不正確， (EC)則為 000，這時(shí)卡片自鎖，不能再改寫卡中內(nèi)容。如果擦除和改寫卡中內(nèi)容，必須校驗(yàn)密碼。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 保密存儲(chǔ)器： SLE4442提供了一個(gè) 4B的保密存儲(chǔ)器，其中 0單元的低 3位 EC是錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，在 IC卡初始化后， (EC)=111，其余 3個(gè)字節(jié) (1～ 4單元 )是密碼存放單元 (PSC)。 15H～ 1AH 應(yīng)用標(biāo)識(shí)。其中地址單元為 00H～ 1FH，活動(dòng) 32B是保護(hù)區(qū)，帶位保護(hù)功能，一旦實(shí)行保護(hù)后，被保護(hù)的單元不可擦除和改寫， SLE4442保護(hù)區(qū)已固化的信息如下： 00H～ 03H 復(fù)位應(yīng)答信息。主存儲(chǔ)器可分為保護(hù)區(qū)和應(yīng)用區(qū)。 SLE4442卡存儲(chǔ)器主要分為主存儲(chǔ)器和保密存儲(chǔ)器。 SLE4442的主要指標(biāo)特征：256 8bit的 E2PROM組織方式； 32bit保護(hù)存儲(chǔ)器組成方式；二線制通信方式，可按字節(jié)尋址；串行接口、觸點(diǎn)配置、復(fù)位響應(yīng)符合 ISO7816標(biāo)準(zhǔn)；溫度范圍為0～ 70℃ ；至少 10萬次擦寫、 10年數(shù)據(jù)保存期。 ② SLE4442芯片。 IC卡的應(yīng)用可分為金融系統(tǒng)應(yīng)用和非金融系統(tǒng)應(yīng)用，在某些場(chǎng)合這兩種應(yīng)用又有著緊密的聯(lián)系。根據(jù)鑲嵌的芯片不同，可將 IC卡劃分為存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡、CPU卡和超級(jí)智能卡；根據(jù)卡與外界數(shù)據(jù)交換的界面不同，可將 IC卡劃分為接觸式 IC卡、非接觸式 IC卡和雙界面卡；根據(jù)卡與外界進(jìn)行交換時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸方式不同，可將 IC卡劃分為串行 IC卡、并行 IC卡；根據(jù)卡的應(yīng)用領(lǐng)域不同，可將 IC卡劃分為金融卡和非金融卡?？▋?nèi)存儲(chǔ)有唯一的發(fā)行人和持卡人的識(shí)別標(biāo)志，用以唯一地確定卡的身份。它是將一個(gè)集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外形與覆蓋磁條的磁卡相似，在其左上方嵌有一片或若干片集成電路芯片 (接觸式 IC卡 )。 ① IC卡概述。綜上所述，將自動(dòng)門鎖系統(tǒng)分為 5部分，即控制模塊、顯示模塊、 IC卡模塊、通信模塊和門鎖，總體設(shè)計(jì)模塊如圖 114所示。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)主要以 MCS51系列單片機(jī)為核心，通過 LCD液晶顯示器模塊顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，并與接觸式 IC卡 SLE4442的讀寫技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)。 3．實(shí)施過程 1) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) (1) 系統(tǒng)構(gòu)成。上位監(jiān)測(cè)單片機(jī)程序要求能接收由下位 IC卡控制單片機(jī)發(fā)來的開門信息，并向用戶顯示門鎖狀態(tài)。 軟件設(shè)計(jì)時(shí)將自動(dòng)門鎖系統(tǒng)主要分為兩部分：上位監(jiān)測(cè)單片機(jī)和下位 IC卡門鎖控制單片機(jī)，這樣就要求自動(dòng)門鎖系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為上位監(jiān)測(cè)單片機(jī)程序和下位 IC卡控制單片機(jī)程序。 硬件設(shè)計(jì)時(shí)將自動(dòng)門鎖系統(tǒng)主要分為 3個(gè)模塊：前端輸入模塊、處理控制模塊和執(zhí)行模塊，以單片機(jī)作為控制芯片的自動(dòng)門鎖系統(tǒng)。例如，前面所敘述的 Keil C51軟件來編寫 C語(yǔ)言源程序，編譯、連接生成目標(biāo)文件、可執(zhí)行文件，仿真、調(diào)試、生成代碼并下載到應(yīng)用系統(tǒng)中。此外，有些還具備在線仿真功能，能夠直接將程序固化到 E2PROM中。 目前國(guó)內(nèi)使用的通用單片機(jī)的仿真開發(fā)系統(tǒng)很多，如復(fù)旦大學(xué)研制的 SICE系列、啟東計(jì)算機(jī)廠制造的 DJ598系列、中國(guó)科大研制的 KDV系列、南京偉福實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的偉福 E2022以及西安唐都科教儀器公司的 TDS51開發(fā)及教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)是能夠模擬用戶實(shí)際的單片機(jī)，并且能隨時(shí)觀察運(yùn)行的中間過程和結(jié)果，從而能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模仿的仿真開發(fā)系統(tǒng)。硬件安裝好后，把編制好的程序?qū)懭氪鎯?chǔ)器中，調(diào)試好后系統(tǒng)就可以運(yùn)行了。對(duì)用戶 RAM區(qū)的使用沒有任何規(guī)定或限制，但在一般應(yīng)用中常把堆棧開辟在此區(qū)中。區(qū)分方法：位操作指令中的地址是位地址；字節(jié)操作指令中的地址是字節(jié)地址。這 16個(gè)單元 (共計(jì) 16 8bit=128bit)的每一位都賦予了一個(gè)位地址，位地址范圍為 00H～ 7FH。系統(tǒng)復(fù)位后，默認(rèn)選中第 0組寄存器為當(dāng)前工作寄存器。程序中每次只用 1組，其他各組可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。工作寄存器也稱通用寄存器，用于臨時(shí)寄存 8位信息。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 RAM存儲(chǔ)器按其用途可劃分為工作寄存器區(qū) (00H～ 1FH)、位尋址區(qū) (20H～2FH)和用戶區(qū) (30H～ 7FH)3個(gè)區(qū)域。片外 RAM的容量比較大，通常用來存放批量大的數(shù)據(jù)，如采樣結(jié)果數(shù)據(jù)；片內(nèi) RAM容量較少，應(yīng)盡量重疊使用，比如數(shù)據(jù)暫存區(qū)與顯示、打印緩沖區(qū)重疊。二次開發(fā)、擴(kuò)展部分盡可能放在高位地址區(qū)。當(dāng)程序存儲(chǔ)器中存放的功能程序及子程序數(shù)量較多時(shí)，應(yīng)盡可能為它們?cè)O(shè)置入口地址表。按照 MCS51單片機(jī)的復(fù)位及中斷入口的規(guī)定， 002FH以前的地址單元作為中斷、復(fù)位入口地址區(qū)。在這些資源分配中，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷、串行口等分配比較容易，這里主要介紹程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配。在設(shè)計(jì)時(shí)就要充分利用單片機(jī)內(nèi)部資源。片內(nèi)資源是指單片機(jī)內(nèi)部的中央處理器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷、串行口、并行口等。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 資源分配 合理地分配資源對(duì)軟件的正確編寫起著很重要的作用。軟件抗干擾是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性的有力措施。規(guī)范化的程序便于交流、借鑒，也為今后的軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。各個(gè)功能程序運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行結(jié)果及運(yùn)行需求都設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序的轉(zhuǎn)移、運(yùn)行、控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志來控制。 (3) 程序存儲(chǔ)區(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)規(guī)劃合理，既能節(jié)約存儲(chǔ)容量，又能給程序設(shè)計(jì)與操作帶來方便。 (2) 各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化，系統(tǒng)化。 軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐 應(yīng)用系統(tǒng)中的軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的，應(yīng)可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中的軟件一般是由系統(tǒng)監(jiān)控程序和應(yīng)用程序兩部分構(gòu)成的。 8．電路的匹配 單片機(jī)系統(tǒng)中選用的器件要盡可能考慮其性能匹配，如選用 CMOS芯片的單片機(jī)構(gòu)成系統(tǒng)，則系統(tǒng)中的所有芯片都應(yīng)該選擇低功耗的，以構(gòu)成低功耗的系統(tǒng)。電源線和接地線應(yīng)該加粗些，并注意它們的走向 (布線 )，最好沿著數(shù)據(jù)的走向。如 P0口需要加接雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)器 74LS245，P2口接單向驅(qū)動(dòng)器 74LS244。因?yàn)轵?qū)動(dòng)能力不足會(huì)影響產(chǎn)品工作的可靠性。考慮到修改方便與保密性強(qiáng)，譯碼電路除了可以使用常規(guī)的門電路、譯碼器實(shí)現(xiàn)外，還可以利用只讀存儲(chǔ)器與可編程門陣列來實(shí)現(xiàn)。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 5．譯碼電路 當(dāng)需要外部擴(kuò)展電路時(shí)，就需要設(shè)計(jì)譯碼電路。為監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的控制一般還設(shè)有鍵盤及顯示器，并通過打印機(jī)將控制情況如實(shí)記錄下來。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇含有所需接口的單片機(jī)。 I/O接口大致可歸類為并行接口、串行接口、模擬采集通道 (接口 )、模擬輸出通道 (接口 )等。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 3． I/O接口 由于外設(shè)多種多樣，使得單片機(jī)與外設(shè)之間的接口電路也各不相同。 存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)原則是：在存儲(chǔ)容量滿足要求的前提下，盡可能減少存儲(chǔ)芯片的數(shù)量。當(dāng)程序量較小時(shí)，使用 E2PROM較方便；當(dāng)程序量較大時(shí)，采用 EPROM更經(jīng)濟(jì)。外部擴(kuò)展的存儲(chǔ)器通常選用 EPROM或 E2PROM。 單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐 A/ D D/ A 傳感器 放大器 傳感器 放大器 多 路 轉(zhuǎn) 換 器 鍵盤 執(zhí)行 機(jī)構(gòu) 打印機(jī) 顯示器 MCS 51 系列微機(jī)芯