【正文】 R1~R6 為限流電阻 ,避免 燒壞發(fā)光二極管。 本設(shè)計(jì)中采用的是 時(shí)共陽極 LED 數(shù)碼顯示器 ,用來顯示當(dāng)前正在播放的曲目號(hào)。 ② 共陰極接法：把二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地，每個(gè)發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。 它的內(nèi)部二極管的連接方式 (共陽極 )如下圖所示 : LED 數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：①共陽極接法：把二極管的陽極連接在一起構(gòu)成公共陽極，使用時(shí)公共陽極接 +5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。數(shù)碼管的各發(fā)光二極管根據(jù)對(duì)應(yīng)的高電平或低電平發(fā)光或不發(fā)光。 數(shù)碼管顯示電路的工作原理：數(shù)碼管顯示時(shí)， 根據(jù)程序輸出高電平或低電平，送到 7447 譯碼器的四個(gè)輸入端，經(jīng)過 7447 譯碼后由 7 個(gè)輸出端輸出，輸出信號(hào)經(jīng)過限流電阻（防止數(shù)碼管因電流過高而損壞）送至數(shù)碼管的陰極。 采 用動(dòng)態(tài)顯示的數(shù)碼管為了使人看到所有顯示器都在顯示，就得加快循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器的速度 (提高掃描頻率 ) ，利用人眼的視覺殘留效應(yīng)，給人感覺到與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮的效果一樣。除了 LED 動(dòng)態(tài)顯示，還有一種是 LED 靜態(tài)顯示。 LED 動(dòng)態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是用較少的端口，可以擴(kuò)展多位 LED 顯示器。電路結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，使用方便。依次使列線 ～ 中的一根輸出為低電平，則只有與之對(duì)應(yīng)的鍵 按 下時(shí)，才能使行線為低電平。本次設(shè)計(jì)中采用的是行列式鍵盤，可節(jié)省 I/O 口線。本設(shè)計(jì)中查詢的方法識(shí)別鍵，優(yōu)點(diǎn)是電路簡潔，節(jié)省硬件，抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用靈活，缺點(diǎn)是占用較多的 CPU 時(shí)間資源。 手動(dòng)復(fù)位電路圖如下： 10 鍵盤接口電路方案的確定 鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的人機(jī)聯(lián)系的一種設(shè)備，它由若干個(gè)按鍵組成，用戶通過鍵盤向 CPU 入數(shù)據(jù)或命令以實(shí)現(xiàn)簡單的人機(jī)通信。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 0000H 處開始運(yùn)行程序。 復(fù)位 RST 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。 按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 VCC 接通而實(shí)現(xiàn)的。晶體可以在 ~12MHZ 之間任選，電容可以在 5~30pF 之間選擇，電容 C1和 C2的大小可起頻率微調(diào)的作用，電容大小要和晶體的容性負(fù)載阻搞相匹配，否則不易起振。利用 MCS51 內(nèi)部的高增益反相放大器，在 XTAL1 和XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T /V P D9R X D P 3. 010T X D P 3. 111I NT 0 P 3. 212I NT 1 P 3. 313T 0 P 3. 414T 1 P 3. 515W R P 3. 616R D P 3. 717X T AL 218X T AL 119V S S20P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627P 2 . 728P S E N29AL E /P R OG30E A/V P P31P 0 . 732P 0 . 633P 0 . 534P 0 . 435P 0 . 336P 0 . 237P 0 . 138P 0 . 039V C C408031 8051 8751 8 P3 口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 7 六、 單片機(jī)芯片的特性及說明 1．主要特性： 它 與 MCS51 兼容 ，有 4KB 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ， 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ， 數(shù)據(jù)保留時(shí)間 為 10 年 。 誠然，單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計(jì)思想。 單片機(jī)廣泛地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室 ,交通運(yùn)輸工具 ,計(jì)量等各種儀器儀表中 ,使儀器儀表智能化 ,提高它們的測(cè)量速度和測(cè)量精度 ,加強(qiáng)控制功能 ,簡化儀器儀表的硬件 結(jié)構(gòu) ,便于使用 ,維修和改進(jìn) .單片機(jī)在該領(lǐng)域的應(yīng)用 ,不使傳統(tǒng)的儀器儀表發(fā)生根本性的變革 ,也給傳統(tǒng)的儀器儀表行業(yè)的改造帶來了曙光和美好的前景 . 機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的重要方面 .機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械技術(shù) ,微電子技術(shù) ,自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體 ,具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品 .能發(fā)揮它的體積小 ,可靠性高 ,控制能力強(qiáng) ,現(xiàn)場安裝靈活方便特點(diǎn) ,大大提升了機(jī)器的功能 ,提高了機(jī)器的精度 ,自動(dòng)化和智能化水平 . 1. 單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域的應(yīng)用 單片機(jī)也可廣泛地應(yīng)用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中 ,測(cè)量和控制工業(yè)上過程控制中的各種物理參數(shù) ,如轉(zhuǎn) 速 ,位移 ,壓力 ,流量 ,等 ,將測(cè)量技術(shù) ,自動(dòng)控制技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)相結(jié)合 ,能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)控制功能 ,使系統(tǒng)工作于最佳狀態(tài) ,提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量 2. 在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用 利用可靠性高 ,適用的溫度范圍廣 ,能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境的特點(diǎn) ,單片機(jī)可廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈控制 ,航天飛機(jī)巡航系統(tǒng)等領(lǐng)域 3. 單片機(jī)在分布式多機(jī)統(tǒng)中應(yīng)用 分布式多機(jī)系統(tǒng)具有功能強(qiáng) ,可靠性高的特點(diǎn) 4. 在民用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用 單片機(jī)在民用電子產(chǎn)品中的作用 ,能明顯提高產(chǎn)品的性能價(jià)格比 ,提高產(chǎn)品在市場上的競爭力。 (3)程序保密化。片內(nèi)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量的增大有利于外圍擴(kuò)展電路的簡化，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低產(chǎn)品的成本。 (1)增加存儲(chǔ)容量。指令以隊(duì)列形式出現(xiàn)在 CPU 中，從而具有很快的運(yùn)算速度。 (2)增加數(shù)據(jù)總線寬度，以提高數(shù)據(jù)處理速度和處理能力。 三、 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1． 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是：向高性能化，大容量，微型化，外圍電路內(nèi)裝化等方面發(fā)展。 第 4階段（ 1982 年 現(xiàn)在）： 8 位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及 16 位， 32 位單片機(jī)推出階段。此階段的單片機(jī)品種多，內(nèi)部資源豐富，功能強(qiáng)。以 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS48 為代表，片內(nèi)集成了 8位 CPU， 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， RAM 和 ROM 等，但 無串行口，中斷系統(tǒng)也比較簡單，片內(nèi) RAM 和 ROM 容量較小且尋址范圍不大于 ，促進(jìn)單片機(jī)的變革。 第 2階段（ 19761978）：低性能單片機(jī)階段。此階段的單片機(jī)采用雙片的形式而且功能比較簡單。因此，單片機(jī)的發(fā)展階段可以分為 4 個(gè)階段。 Intel 公司從其生產(chǎn)單片機(jī)開始，發(fā)展到現(xiàn)在，大體上可以分為 3 大系列： Mcs— 48系列， Mcs— 51 系列， Mcs— 96 系列。盡管其個(gè)具特色，其稱各異，但作為集 CPU， RAM， ROM（或 EPROM）， I/O 接口，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)為一體的單片機(jī)，其原理大同小異。 本設(shè)計(jì)中 采用的是 電子密碼鎖 ， 基本功能如下： 電源開始后，顯示器顯示“ 000000”； 按“ ”，清 除 顯示器為“ 000000”； 更改密碼時(shí)，先鍵入新號(hào)碼再按“ *”，即可 建立新號(hào)碼； 鍵入號(hào)碼，再按“ D”開門鍵，若號(hào)碼與密碼相符，則 門 會(huì)打開，否則顯示器會(huì)清 除為“ 000000”； 鍵盤設(shè)計(jì)要求 4 設(shè)計(jì) 框圖 基于單片機(jī)的電子密碼鎖主要由單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)電路、鍵盤接口電路、數(shù)碼顯示電路、密碼存儲(chǔ)電路、開鎖控制電路組成。具有開鎖、超次鎖定、解密、修改、保存密碼、用戶密碼基本的密碼鎖 的功能，還具有調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示等功能。優(yōu)點(diǎn)是只要告訴員工密碼便可，無須復(fù)制鑰匙。 其他設(shè)計(jì) 有些門鎖上有一個(gè)數(shù)字鍵盤，開啟時(shí)按序鍵入一個(gè)數(shù)字系列。 使用在匣萬上的密碼鎖結(jié)構(gòu)較為嚴(yán)密。亦有些轉(zhuǎn)盤密碼鎖的數(shù)字之間有特定關(guān)系，使到密碼的組合可能性大為降低。 這種密碼鎖較為安全，但亦非全無缺點(diǎn)。習(xí)慣上，開啟這種鎖時(shí)先把轉(zhuǎn)盤順時(shí)針轉(zhuǎn)到第一個(gè)數(shù)字，然後反時(shí)針轉(zhuǎn)到第二個(gè)數(shù)字，如此直至最後一個(gè)數(shù)字 。 單一轉(zhuǎn)盤式 用在掛鎖或匣萬上的密碼鎖可以是只有一個(gè)轉(zhuǎn)盤。這時(shí)輪動(dòng)被拉緊的撥圈，直至聽到小小的「卡」聲，表示這個(gè)齒已進(jìn)入了正確的凹位。很多這類鎖根本無需知道密碼都能開啟。當(dāng)撥圈轉(zhuǎn)到正確的密碼組合，鎖便可以打開。每個(gè)圈的中間有凹位。 （ 3）界面簡潔，操作簡單人性化，故障率低，密碼輸入操作簡便。 （ 2）破解保護(hù)。其主要特點(diǎn)為 : （ 1）保密性好。目前我國開發(fā)的電子密碼鎖的技術(shù)還比較落后，開發(fā)的密碼鎖大多采用分離電子元件或普通數(shù)字電路設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，盡管與機(jī)械鑰匙鎖 相比有許多優(yōu)點(diǎn)，但智能化程度低 ,編碼組合仍較少 。電子密碼鎖屬于較新的高科技產(chǎn)品，許多用戶對(duì)其并不了解，更不用說拿它與傳統(tǒng)的機(jī)械鎖作比較?，F(xiàn)在買一把普通的機(jī)械鎖，價(jià)格在幾塊到幾十塊左右，而電子密碼鎖的價(jià)格較貴，一般在百元以上，進(jìn)口的甚至要上千元，買一把這樣的鎖對(duì)很多家庭來說，是很難接受的。目前發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大規(guī)模地應(yīng)用智能門禁系統(tǒng)，可以通過多種更加安全，更加可靠的方法來實(shí)現(xiàn)大門的管理。因?yàn)閱纹瑱C(jī)不但具有體積小，成本低，控制靈活，便于產(chǎn)品化等特點(diǎn)，而且單片機(jī)具有新的發(fā)展，具體主要體現(xiàn)在單片機(jī)片內(nèi)資源越豐富，用它構(gòu)成的單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件開銷就會(huì)越少，產(chǎn)品的體積和可靠性就會(huì)越高，無論是現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用比較廣泛的 8 位單片機(jī)還是 16位、 32 位的單片機(jī)，不僅可以 把 CPU,RAM,ROM,定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、 I/O 接口和中斷系統(tǒng)等電路集成進(jìn)去 ,而且片內(nèi)新增了 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器、監(jiān)視定時(shí)器、 DMA 通道和總線接口等都為單片機(jī)開辟了新的應(yīng)用天地，所以，使 用單片機(jī)系統(tǒng)控制密碼鎖，體積小，成本低，控制靈活，便于產(chǎn)品化，可以防止多次試探， 從而有效地克服了上述缺點(diǎn)。 很多行業(yè)的許多地方都需要密碼鎖，但普通密碼鎖的密碼容易被多次試探而破譯。 此單片機(jī)設(shè)計(jì)（密碼鎖）是一種能防止多次探密碼的基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案，根據(jù) 9 條總體的要求，給出了該單片機(jī)密碼鎖的硬件電路和軟件程序，同時(shí)給出了單片機(jī)型號(hào)的選擇，硬件設(shè)計(jì)，軟件流程圖，匯編語言源程序等內(nèi)容。密碼鎖的密碼通常都只是排列而非真正的組合。該鎖具有開鎖、解密、修改、保存密碼、用戶密碼等基本的密碼鎖功能，還具有調(diào)電數(shù)碼提示等功能。本論文從電子密碼鎖系統(tǒng)的功能，硬件電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)分別論述這一系統(tǒng)。但能談得上實(shí)用一些或者大眾化一些的還是按鍵式電子密碼鎖。在安全性極高的前提下，它的另一個(gè)特點(diǎn) —— 無需鑰匙。 0