【正文】 JNZ R5,L4 CALL DISP MOV A,R3 SETB C RRC A MOV R3,A JC L3 20 JMP L2 2 LED 顯示子程序 LED 顯示流程圖如圖 圖 LED 顯示流程圖 LED 顯示子程序如下： DISP。 高級語言是面對問題和計算過程的語言，它可以通過各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。機器語言是機器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機器語言的程序（成為目標程序），計 算機才能“看懂”。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與５１系列單片機相對應(yīng)的５１匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法進行軟件編程。 本系統(tǒng)使用 Proteus 仿真軟件進行的仿真，仿真線路的接法與主電路的接法完全一樣，見圖 所示： 圖 仿真電路圖 18 第六章 軟件設(shè)計 的總統(tǒng)思想 一個應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。在仿真調(diào)試過程中，若出現(xiàn)問題，就應(yīng)該將整個系統(tǒng)按功能分成幾塊，然后分塊調(diào)試，一步一步的解決問題。編譯有問題，則要根據(jù)編譯器給出的提示進行修改。若發(fā)現(xiàn)電路有問題，應(yīng)及時修改，檢查到一處便修改一處，以免忘記修改影響調(diào)試，耽誤時 17 間。 調(diào)試包括硬件和軟件部分的調(diào)試： 硬件部分：首先應(yīng)對制作完成的硬件電流進行檢測，主要檢查電路是否有短路、斷路的地方。然后用 51 開發(fā)板相匹配的燒錄軟件把 HEX 文件寫入單片機。 ABS 文件由OH51 轉(zhuǎn)換成標準的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試， 也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可直接寫入程序存貯器如 C51 簡介 M 中。然后分別由 C51及 A51 編譯器編譯生成目標文件（ .OBJ）。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)： uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境（ IDE），可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。另外重要一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51生成目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過匯編語言后在使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。由 R4， R5， T1 構(gòu)成電壓檢測電路，蓄電池電壓低，則 T1， T2 導(dǎo)通，實現(xiàn)對其充電；充滿后， T1， T2 截止，停止充電，同時 D1 熄滅，電路中 C4 的作用是濾出干擾信號。 由 R8， R9， R6， R7 及 IC14 構(gòu)成電壓比較器，正常情況下， V+VIC14 輸出高電平，繼電器的常閉觸點和市電相連；當市電斷開， V+VIC14 輸出高電平，由T4， T3 構(gòu)成的達林頓管使繼電器 J 開啟，將其常開觸電將蓄電池和電路相連，實現(xiàn)市電和蓄電池供電的切換， 保證電子密碼鎖的正常工作（視電池容量而定持續(xù)時間）。電源電路圖如 圖 所示。由外部擴展 M24C01 設(shè)定功能鍵控制手動式復(fù)位電路。 AT89C51 單片機的復(fù)位靠外部電路實現(xiàn)信號由 RESET（ RST）引腳輸入，高電平有效，在震蕩器工作時，只要保持 RST 引腳高電平兩個機器周期，單片機即復(fù)位。 單片機在開機時或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復(fù)位。移位寄存器 74HCL64 還兼作數(shù)碼管的驅(qū)動，插頭 1（ header1）接電源，插頭 2（ header2）接數(shù)據(jù)和脈沖輸出端。這個功能使用程序來實現(xiàn)的，一旦沒有按鍵動作就啟動一個定時器，檢測在 5 分鐘內(nèi)沒有按鍵動作的時候，啟動一個程序，掛壁顯示，這樣可以達到節(jié)省電能的目的?？紤]到為了節(jié)約單片機的口資源，本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機的 兩個串行口，就可以完成單片機的顯示功 能，顯示電路的電路原理圖如 圖所示。 面板上還有一個蜂鳴器，其中一個功能是用來指示操作的按鍵是否在成功的按下；另外一個功能是當用戶輸入密碼錯誤的次數(shù)超過了 3 次，鳴笛以示報警。 L2 開門指示燈，當用戶在規(guī)定的時間內(nèi)正確的輸入了密碼，此燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色，表示開門，否則不顯示。 F4 用來做電鈴。 F2 是用來進入修改密碼的狀態(tài)。 EN 鍵的功能是確認輸入的密碼。 11 按鍵操作面板示意圖 10 個數(shù)字鍵用來輸入密碼，另外 6 個功能鍵分別是： CLR、 EN、 F FF F4。共計數(shù)字鍵 10 個，功能鍵 6 個。方法是： 依次 給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為 1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為 1，則所按下的鍵必在此列，而且是與零電平行線相交的交點上的那個 鍵。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為 1。首先辨別鍵盤中有無鍵按下，有單片機 I/O 口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。 當確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。 鍵盤原理圖 每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要 N 條行 線和 M 條列線，即可組成具有NM 個按鍵的鍵盤。 密碼鎖開鎖機構(gòu)電路圖 10 由于設(shè)計要求使用矩陣鍵盤，所以設(shè)計就采用行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機接口時所占的 I/O 線的數(shù)目，在按鍵比較多的時候，通常采用這樣方法。 T11 可選用中功率的三極管如 8050，電磁鎖的選用要視情況而定，但是吸合力要足夠且由一定的余量。 D5 作為開鎖的提示：由 D C2 T11 組成。 電路驅(qū)動和開鎖兩級組成。 送到開鎖驅(qū)動電路，然后驅(qū)動電磁鎖，達到開門的目的。其原理如 圖 所示。 （ 2） ALE/PROG:地址鎖存允許 /編程線 （ 3） PSEN: 外部程序存儲器的讀選通線。 控制線 AT89C51 單片機的控制線有以下幾種 ： （ 1） RST。采用外部振蕩器時，該引腳懸空。采用內(nèi)部振蕩器時，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個引腳。 主要特征： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 5 個中斷源 1 可編程串行通道 1 低功耗的閑置和時鐘電路 1 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 8 AT89C51 引腳分配圖 AT89C51 單機的電源線有以下兩種 ： （ 1） VCC:+5V 電源線。這 40 條引腳可分為 I/O 接口線、電源線、控制線、外接晶體線 4 部分。 單片機的引腳 AT89C51 單片機內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的。 (I/O)口 89C51 共有 4 組 8 位 I/O 口（ P0、 P P2 或 P3），用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 程序儲存器 (ROM) 共有 4KB 掩膜 ROM，最大可擴展 64K 字節(jié)，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 6 第三章單片機的組成 AT89C51 單片機包含中央處理器、程序存儲器（ ROM）、定時 \計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三打總線，單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示： 中央處理器（ CPU）是整個單片機的核心部件是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器能處理 8位 2 進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負責控制智慧和調(diào)度整個單眼系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作完成運算和控制輸入輸出功能等操作。其原理如圖 所示。 方案二：采用一種是用以 AT89S51 為核心的單片機控制方案。 電路由兩大部分組成；密碼鎖電路和備用電源（ UPS）其中設(shè)置 UPS 電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩 。其原理方框圖如圖 所示 圖 數(shù)字密碼鎖電路方案 采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計簡單 。 我們的密碼鎖控制器就是以單片機為核心設(shè)計的，本設(shè)計采用的是 ATMEL公司的 AT89C51 芯片，此芯片根據(jù)了充分的靜止 CMOS 控制器與三級節(jié)目記憶鎖，共有 32 條 I/O 線， 2 個 定時計數(shù)器， 6 個中斷來源， 4K 閃存， 128 個字節(jié)在芯片 RAM。 4 第二 章 設(shè)計方案的選擇 論證與比較 設(shè)計本課題時構(gòu)思了兩種方案：一種是用以 AT89C51 為核心的單片機控制方案；另一種是用以 74LS112 雙 JK 觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案。第四步使用 PROTEUS 軟件進行模擬軟、硬件調(diào)試。 開鎖功能：當按下開鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進行檢查核對，如果正確鎖打開，否則不打開 主要的設(shè)計實施過程：首先，選用 ATMEL 公司的單片機 AT89C51，以及選 購其他電子元件。 密碼輸入功能：按下一個數(shù)字鍵，一個 “一 ”就顯示在最右邊的數(shù)碼管上，同時將先前輸入的所有 “一 ”向左移動一位。另外系統(tǒng)還有 LED 提示燈，報警蜂鳴器等。 電子密碼鎖的設(shè)計主要由三部 分組成 。 報警、鎖定鍵盤功能。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時候需要二次確認，易防止誤操作。 本設(shè)計采用單片機為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子密碼鎖控制系統(tǒng)，用戶想要打開鎖，先通過 提供的鍵盤輸入正 確的密碼才可以，密碼輸入錯誤有提示，為了提高安全性，當密碼輸入錯誤三次將報警。組合使用信息也能夠使 電子防盜密碼控制系統(tǒng)獲得無窮擴展的可能。隨著電子元件進一步發(fā)展 ，電子密碼控制系統(tǒng)也出現(xiàn)了很多種類，功能日益強大，使用更加方便，安全保密性更強，由以前的單密碼輸入發(fā)展到現(xiàn)在的，密碼加感應(yīng)元件，實現(xiàn)了更為真正的電子加密，用戶只有密碼或電子鑰匙中的一樣，是打不開鎖的，隨 著電子元件的發(fā)展及人們對保密性需求的提高出現(xiàn)越來越多的電子密碼控制系統(tǒng)。因此 89C51 是一種功能強、靈活性高，且價格合理的單片機，可方便地應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域。 89C51 是一種低功耗高性能的 8 位單機片。 在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被 “凍結(jié) ”，使一切功能都暫停，故只保存片內(nèi) RAM 中的內(nèi)容，直到下一次硬件復(fù)位為止。在空閑方式中 CPU 停止工作，而 RAM、定時器 /計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。 ATMEL、 PHILIPS 和 SST 等公司生產(chǎn)的與 80C51 兼容的低功耗 .高性能 8 位89C51 單片機具有比 80C31 更豐富的硬件資源，特別是其內(nèi)部增加的閃速可電改寫的儲存器 FlashROM 給單片機的開發(fā)及應(yīng)用帶來了很大的方便。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。但是這些產(chǎn)品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。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)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除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(yīng)用日益廣泛。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。 關(guān)鍵詞 ： AT89C51； 密碼鎖 ；單片機設(shè)計；電子鎖 目錄 摘要 .............................................................................................................................................................................1 關(guān)鍵詞 ....................................................................................