【正文】 _5s, t_val_4s）分別實(shí)現(xiàn)待機(jī)、密碼正確和密碼錯(cuò)誤3次后的計(jì)時(shí)工作。計(jì)時(shí)功能需要5個(gè)變量。鍵盤(pán)輸入的密碼存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)show_val[6]中，變量 key_index的值表示當(dāng)前按鍵是六位密碼中的哪一位，每輸入一個(gè)密碼數(shù)字該變量增一。圖54 開(kāi)鎖流程圖初始化輸入密碼確認(rèn)程序所輸入密碼正確？Y開(kāi)鎖成功開(kāi)鎖程序輸入次數(shù)加1次數(shù)3?報(bào)警程序返回NYN 單片機(jī)資源的分配密碼的輸入與判斷需要定義4個(gè)變量。圖53 密碼比較和報(bào)警流程圖Y開(kāi)始比較第一位比較下一位6位比較完正確開(kāi)鎖清零3次則報(bào)警清除顯示記錄錯(cuò)誤次數(shù)YYNNN 開(kāi)鎖流程圖如圖54為開(kāi)鎖流程圖，開(kāi)始時(shí)輸入密碼，如果輸入正確，則開(kāi)鎖成功。如果密碼輸入正確程序則自動(dòng)開(kāi)啟密碼鎖，如果輸入密碼錯(cuò)誤則提示密碼錯(cuò)誤，并返回進(jìn)行第二次密碼輸入。鍵功能程序鍵值＝‘輸入’？鍵值＝‘清除’？鍵值＝‘確認(rèn)’？密碼輸入程序清除程序確認(rèn)程序返回YYNNN圖52 按鍵功能流程圖 密碼比較和報(bào)警流程圖如圖53為密碼比較和報(bào)警流程圖，在輸入密碼時(shí)，每輸入以為系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)與所設(shè)密碼進(jìn)行比較，如果正確則繼續(xù)進(jìn)行下一位。 主程序流程圖如圖51所示為主程序流程圖，開(kāi)始接上電源，程序進(jìn)行初始化設(shè)置，然后在鍵盤(pán)上輸入密碼，此系統(tǒng)進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，然后啟動(dòng)程序，進(jìn)行保護(hù)，再次在鍵盤(pán)上輸入密碼，系統(tǒng)進(jìn)行掃描，如和之前一樣，則執(zhí)行程序，如不是，則執(zhí)行另一種程序，最后結(jié)束。 顯示子程序由于是分屏顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到5個(gè)顯示子程序，分別是：關(guān)閉狀態(tài)顯示子程序（DIS_A）、開(kāi)鎖狀態(tài)顯示子程序（DIS_B）、密碼輸入狀態(tài)顯示子程序(DIS_C)、密碼輸入錯(cuò)誤后的提示子程序(DIS_D)。 鍵盤(pán)掃描及識(shí)別子程序 鍵盤(pán)采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。 主程序模塊主程序主要完成初始化、設(shè)置中斷向量、檢查有無(wú)按鍵按下、以及調(diào)用顯示等等。R3=330LEDPower以開(kāi)鎖信號(hào)指示圖47 開(kāi)鎖電路圖第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序、初始化程序、數(shù)碼管顯示程序、鍵功能程序和延時(shí)程序等組成。電路圖如47所示。如圖46為報(bào)警部分。原理圖如圖45所示。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用12MHZ做系統(tǒng)的外部晶振。 晶振電路AT89C51引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容CC1按圖46所示方式連接。由于R5R6 因此RST為高電平，CPU處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容C1充電，RST端電位下降，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容C1通過(guò)R5放電。該電路在最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路下增加了手動(dòng)復(fù)位按鍵，在接通電源瞬間，電容C1上的電壓很小，復(fù)位下拉電阻上的電壓接近電源電壓，即RST為高電平，在電容充電的過(guò)程中RST端電壓逐漸下降，當(dāng)RST端的電壓小于某一數(shù)值后，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)，由于電容C1足夠大，可以保證RST高電平有效時(shí)間大于24個(gè)振蕩周期，CPU能夠可靠復(fù)位。地址鎖存信號(hào)ALE也為高電平。無(wú)論是在單片機(jī)剛開(kāi)始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字和位控制。本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機(jī)的一個(gè)串行口，利用74EGMPX6CC發(fā)光顯示數(shù)碼就可以完成單片機(jī)的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖44所示。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，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。其大體功能（看鍵盤(pán)按鍵上的標(biāo)記）及與單片機(jī)引腳接法如圖43所示：圖43 按鍵輸入原理圖 首先辨別鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下，有單片機(jī)I/O口向鍵盤(pán)送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。 鍵盤(pán)輸入電路本次設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)，密碼鎖的密碼由鍵盤(pán)輸入完成，本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)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。總圖如圖42所示： 圖42 電路結(jié)構(gòu)圖 電源輸入電路密碼鎖主要控制部分電源需要用5V直流電源供電，而5V電源輸入時(shí)往往伴有雜波。其原理框圖如圖41所示。本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。其中按鍵用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：在AT89C51的具有128字節(jié)的內(nèi)部RAM，這128字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問(wèn)，堆棧操作可利用間接尋址方式進(jìn)行，128字節(jié)均可設(shè)置為堆棧區(qū)空間。程序存儲(chǔ)器：如果EA引腳接地（GND），全部程序均執(zhí)行外部存儲(chǔ)器。表34 雙時(shí)鐘指針寄存器AUXR1 地址=A2H不可尋址位 復(fù)位狀態(tài)=XXXXXXX0B— — — — — — —DPSBit 7 6 5 4 3 2 1 0二、保留為今后擴(kuò)展用途DPS 數(shù)據(jù)指針選擇位 DPS 0 1 電源空閑標(biāo)志：電源空閑標(biāo)志（POF）在特殊功能寄存儲(chǔ)器SFR中PCON的第4位（）,電源打開(kāi)時(shí)POF置“1”,它可由軟件設(shè)置睡眠狀態(tài)并不為復(fù)位所影響。表33為 AUXR輔助寄存器ARXR 地址=8EH 復(fù)位狀態(tài)=XXX00XX0B Addressable —— —WDIDLEDISRTO — —DISALEBit 7 6 5 4 32 10一、保留為將來(lái)擴(kuò)展用途位DISALE ALE禁止/使用 DISALE 操作模式 0 ALE 輸出1/6震蕩時(shí)鐘頻率脈沖 1 ALE 僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令期間輸出脈沖DISRTO 禁止/使能復(fù)位輸出 DISRTO 0 復(fù)位引腳在WET溢出時(shí)變高1 復(fù)位引腳僅為輸入WDIDLE 禁止/使能IDLE模式的WDTWDIDLE 0 IDLE模式WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)1 IDLE模式WDT停止計(jì)數(shù)雙時(shí)鐘指針寄存器：為方便地訪問(wèn)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，提供了兩個(gè)16位數(shù)據(jù)指針寄存儲(chǔ)器：PD0位于SFR區(qū)塊中的地址82H、83H和DP1位于地址84H、85H，當(dāng)SFR中的位DPS=0時(shí)選擇DP0,而DPS=1時(shí)選擇DP1。而寫(xiě)這些地址單元將不能得到預(yù)期的結(jié)果。 AT89C51芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊功能寄存器：特殊功能寄存器的片內(nèi)空間分布如下圖33所示。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。欲使CPU訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，高有兩次有效的PSEN信號(hào)。此外，該引腳伎被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。表32 為 P3口的第二功能端口功能第二功能端口引腳第二功能RXD（）串行輸入口T0（）定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入TXD（）串行輸出口T1（）定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入INT0（）外中斷0WR（）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通INT1（）外中斷1RD（）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通RST：復(fù)位輸入。作輸入端口時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流I。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2也接收高位地址和其它控制信號(hào)。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流I。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。掉電方式是在RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí), AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。圖31 AT89C51芯片引腳圖此外，AT89C51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。第三章 主要元器件介紹及說(shuō)明 主控芯片AT89C51AT89C51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及AT80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。用戶需要修改密碼時(shí)，需要專(zhuān)業(yè)人員修改設(shè)定，提高了安全性。當(dāng)用戶需要開(kāi)鎖時(shí)，先按鍵盤(pán)的數(shù)字鍵0－5輸入密碼。基于以上因素本設(shè)計(jì)選用單片機(jī)AT89C51作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼控制功能。一般來(lái)說(shuō)在選取單片機(jī)時(shí)從下面幾個(gè)方面考慮：性能、存儲(chǔ)器、運(yùn)行速度、I/O口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些還有一些最基本的,比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級(jí)、工作溫度范圍、有沒(méi)有低電壓檢測(cè)功能、單片機(jī)內(nèi)有無(wú)時(shí)鐘振蕩器、有無(wú)上電復(fù)位功能等。故不采用。第二章 方案的比較與選擇 方案一 采用數(shù)字電路控制方案用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼控制系統(tǒng)的核心控制，共設(shè)了9個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤(pán)輸入電路自動(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時(shí)間超過(guò)10秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過(guò)10秒，若用戶覺(jué)得不便，還可以修改）電路將報(bào)警20秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤(pán)2分鐘，防止他人的非法操作。密碼可以由專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員修改設(shè)定。 本次設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子密碼控制系統(tǒng)，采用05六位數(shù)字實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單密碼鎖功能。組合使用信息也能夠使電子防盜密碼控制系統(tǒng)獲得無(wú)窮擴(kuò)展的可能。隨著電子元件的進(jìn)一步發(fā)展，電子密碼控制