【正文】 P6SCL7SDL8GND4A23A12A01AT24C02VCCR3R4 圖 密碼存儲電路原理圖 復(fù)位部位 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC＝ 0000H，使單片機(jī)從第 — 個(gè)單元取指令。無論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個(gè)字節(jié)后必須發(fā)出一 個(gè)確認(rèn)信號 ACK。 AT24C02正是運(yùn)用了 I2C規(guī)程，使用主／從機(jī)雙向通信，主機(jī) (通常為單片機(jī) )和從機(jī) (AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。 I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。 AT24C02中帶有的片內(nèi)地址寄存器。 AT24C02是美國 Atmel公司的低功耗 CMOS型E2PROM，內(nèi)含 256 8位存儲空間 ，具有工作電壓寬 (～ V)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000次 )、寫入速度快 (小于 10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。鍵盤的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置 ]9[ 。采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于 行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多 I/O口。本電路使用集成穩(wěn)壓芯片 7805 解決了電源穩(wěn)壓問題。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。其主要原理是把單相交流電經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí)，就會發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大 。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。 在單片機(jī)中為其提供時(shí)鐘頻率。石英晶體振蕩器廣泛地應(yīng)用在電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、無線通訊設(shè)備、電子鐘表、 單片機(jī) 、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。 現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是 石英晶體振蕩器 。如果需要對這兩種 音頻 同時(shí)支持的話，聲卡就需要有兩顆晶振。 接口信號說明 1602 型 LCD 的接口信號說明如表 33 所示： 表 33 1602型 LCD的接口信號說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 V0 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀寫選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 主要技術(shù)參數(shù) 1602 型 LCD 的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示： 表 34 1602型 LCD的主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量 16X2 個(gè)字符 芯片工作 電壓 ～ 工作電流 （ ） 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 (WXH)mm 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 12 基本操作程序 讀狀態(tài)：輸入： RS=L， RW=L， E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài)字 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H 輸出：無 寫指令：輸入： RS=L， RW=L， D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出： D0~D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=L， D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無 晶體振蕩器 晶體振蕩器，簡稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的 時(shí)鐘頻率 ，這個(gè)頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。 1602 型 LCD 顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。為降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá) 8 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加 1，以實(shí)現(xiàn)對下一個(gè)存儲單元的讀寫。第 7 腳需要接地。第 6 腳 SCL 為串行時(shí)鐘輸入線，在 AT89C51試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的 。在AT89C51 試驗(yàn)開發(fā)板上它們都接地，第 8腳和第 4腳分別為正、負(fù)電源。 AT24C02 的控制字由 8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開始信號發(fā)出以后，主機(jī)便會發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。主機(jī)產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號 (通過 SCL 引腳 )并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開始和停止的條件。他通過SDA(串行數(shù)據(jù)線 )及 SCL(串行時(shí)鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個(gè)器件。為降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá) 8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加 1，以實(shí)現(xiàn)對下一個(gè)存儲單元的讀寫。而且他是采用了 I2C總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和 I/O線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便。外部復(fù)位時(shí)，WDT 默認(rèn)為關(guān)閉狀態(tài)，要打開 WDT，必按順序?qū)?01H 和 0E1H 寫到 WDTRST 寄存器，當(dāng)啟動(dòng)了 WDT，它會隨晶體振蕩器在每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，除硬件復(fù)位或 WDT 溢出復(fù)位外沒有其它方法關(guān)閉 WDT，當(dāng) WDT 溢出，將使 RST引腳輸出高電平的復(fù)位脈沖 。 數(shù)據(jù)存儲器：在 AT89S51 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，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。 程序存儲器：如果 EA 引腳接地（ GND），全部程序均執(zhí)行外部存儲器。 AUXR1 地址 =A2H 不可尋址位 復(fù)位狀態(tài) =XXXXXXX0B Bit 保留為今后擴(kuò)展用途 DPS 數(shù)據(jù)指針選擇位 WDIDLE DISRTO DISALE 7 6 5 4 3 2 1 0 DPS 7 6 5 4 3 2 1 0 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 9 DPS 0 選擇 DPTR 寄存器 DP0L,DP0H 1 選擇 DPTR 寄存器 DP1L,DP1H 圖 雙時(shí)鐘指針寄存器 電源空閑標(biāo)志：電源空閑標(biāo)志（ POF）在特殊功能寄存儲器 SFR 中 PCON 的第4 位（ ） ,電源打開時(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。 AUXR 地址 =8EH 復(fù)位狀態(tài) =XXX00XX0B Not Bit Addressable Bit 保留為將來擴(kuò)展用途位 DISALE ALE禁止 /使能 DISALE 操作模式 0 ALE輸出 1/6振蕩時(shí)鐘頻率脈沖 1 AEL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 WDT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 WDT WDIDLE 0 IDLE模式的 WDT繼續(xù)計(jì)數(shù) 1 IDLE模式的 WDT停止計(jì)數(shù) 圖 AUXR輔助寄存器 雙時(shí)鐘指針寄存器：為方便地訪問內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器，提供了兩個(gè) 16位數(shù)據(jù)指針寄存儲器： 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。 中斷寄存器：各中斷允許控制位于 IE 寄存器， 5 個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級控制位于 IP 寄存器。這些地址并沒有全部占用，沒有占用的地址不可使用，讀這些地址將得到一個(gè)隨意的數(shù)值。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 Flash 存儲器編程時(shí) ,該引腳加上＋ 12V 的編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 EA/VPP：外部訪問允許。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。該位禁位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會被激活。即使不訪問外部存儲器， ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出的正脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目地，要注意的是：第當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 DISRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。當(dāng)振蕩工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能， P3口的第二功能如下表 32。對 P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行：MOVX Ri 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)（也即特殊功能寄存器，在整個(gè)訪問期間不改變。 表 31 P1口第二功能 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯門電路。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 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時(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，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。掉電方式何在 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接到一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí) , AT89S51 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。 此外， AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 主要元器件介紹 4 3 主要元器件介紹 主控芯片 AT89S51 AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 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 存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S51 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。新密碼輸入無誤后按確認(rèn)鍵使新密碼將得到存儲，密碼修改成功。當(dāng)用戶需要開鎖時(shí)，先按鍵盤開鎖鍵之后按鍵盤的數(shù)字鍵 0－ 9 輸入密碼?；谝陨弦蛩乇驹O(shè)計(jì)選用單片機(jī) AT89S51 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)基本的密碼鎖功能。一般來說在選取單片機(jī)時(shí)從下面幾個(gè)方面考慮：性能、存儲器、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，除了以上的一些的還有一些最基本的比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機(jī)內(nèi)有無時(shí)鐘振蕩器、有無上電復(fù)位功能等。采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的 方案好處就是設(shè)計(jì)簡單但控制的準(zhǔn)確性和靈活性差。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼 時(shí)候需要二次確認(rèn)，以防止誤操作。 本設(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，組成電子密碼鎖，用戶想要打開鎖，必先通過提供的鍵盤輸入正確的密碼才能將鎖打開，密碼輸入錯(cuò)誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤三次將報(bào)警。組合使用 信息也能夠使電子防盜鎖獲得無窮擴(kuò)展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是“千挑百選、自得其所”。但這類產(chǎn)品的特 點(diǎn)是針對特定有效卡、指紋或聲音有效，且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，只能適用于保密要求高且供個(gè)人使用的箱、 柜、房間等。隨著電子元件的進(jìn)一步發(fā)展，電 子密碼鎖也出現(xiàn)了很多的種類，功能日益強(qiáng)大，使用更加方便，安全保密性更強(qiáng)，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(shí)現(xiàn)了真真的電子加密，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)了越來越多的電子密碼鎖 ]10[