【正文】 19VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1P89C51RD2HBP1212MS0K1SWSPST123456789P1Header 930pFC130pFC2GNDVCCP00P01P02P03P04P05P06P07P06P07P04P05P00P01P02P03VCCP20P21P22P23P24P25P26P2710UFC310KR1VCCVCCGNDRSTRSTGNDP30P31P32P33P34P35P36P37P10P11P12P13P14P15P16P171 23 45 67 8NRF24L01Header 4X2HGNDVCCCE CSNSCK MOSIMISO IRQD1DiodeD2DiodeVCC1VCC1GND1GND11K1K1K1K1KP10P11P12P13P14P17VCCGND12345678910111213141516P2Header 8X2AMOSIIRQMISOCESCKCSNVCCGNDS1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBP30P31P32P33P30P31P32P33P34 P35S9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBP30P31P32P33P36S13SWPBP33P3712345678nokia5110Header 8P20P21P22P23P24GNDVCCLEDA01A12A23VSS4SDA5SCL6WP7VCC8U3AT2402R9R10VCCGNDP25 P26beepQ12N3906GNDVCCP27 圖 315 整機原理圖 16 4 小區(qū)智能密碼鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計 在本 系統(tǒng) 中 軟件設(shè)計是整個系統(tǒng)設(shè)計的重要部分，在 保證 硬件電路 正確無誤 的基礎(chǔ)上，加上軟件編程才可以實現(xiàn) 整個 系統(tǒng)預(yù)期的功能。其指令系統(tǒng)與 52 單片機幾乎完全相同。我把遙控的主控制芯片改成了只有 20引腳的 STC12C2052 芯片。 在 I/O口之間加上 1K的限流 電阻是為了防止由于兩芯片的電平壓差過大而導(dǎo)致 I/O間電流過大，導(dǎo)致芯片燒毀。當(dāng) VCC 為 5V時加在該模塊的電源電壓為 。所以必須要有一個電源轉(zhuǎn)換電路使它們之間達(dá)到電平兼容。反之，輸出高電平則停止鳴叫。當(dāng)按鍵按下時，高電平被拉低，利用這個原理我們就能通過程序判斷出具體是哪個按鍵按下。 （ 5） AT2402 與單片機的電路連接 如圖 310 所示： A01A12A23VSS4SDA5SCL6WP7VCC8U3AT2402R9R10VCCGNDP25 P26 圖 310 AT2402與單片機的連接 鍵盤電路設(shè)計 矩陣鍵盤原理圖如圖 311 所示： S1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBP10P11P12P13P10P11P12P13P14 P15S9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBP10P11P12P13P16S13SWPBP13P17 圖 311 矩陣鍵盤原 理 13 由于本設(shè)計只用到了 13 個按鍵，所以最后一列按鍵只有一個。 WP 寫保護(hù) ：接高電平時存儲器為只讀。 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 ： SDA 數(shù)據(jù)或地址的串行輸入與輸出端 ， 可進(jìn)行線或 。該器件通過 IIC 總線接口進(jìn)行操作，有一個專門的寫保護(hù)功能。 串 行 EEPROM存儲電路設(shè)計 （ 1） 管腳圖 AT24C02 管腳圖如圖 39 所示： 圖 39 AT24C02管腳圖 （ 2）簡介 AT24C02 是一個 2K 位串行 CMOS E2PROM。 它與主控制芯片的接口電路如圖 38 所示 : 12345678nokia5110Header 8P20P21P22P23P24GNDVCCLED 圖 38 NOKIA5110接口電路 該原理圖對應(yīng)于電路板上的一個 8 孔插槽。 (3) LCD 控制器 以及 驅(qū)動器芯片已 集成 到 LCD 晶片上， 使得 模塊的體積很小。 NOKIA5110 液晶 模塊具有以下特點： (1) 84x48 的點陣 LCD，可以顯示 4 行漢字， 11 (2) 采用串行接口與主處理 器進(jìn)行通信，接口信號線數(shù)量大幅度減少，包括電源 和地在內(nèi)的信號線僅有 9 條。在收到數(shù)據(jù)后會向發(fā)送方自動發(fā)送應(yīng)答信號。 便于開發(fā)：由于鏈路層完全集成在模塊上，非常便于開發(fā)。 NRF24L01 應(yīng)用的是 SPI 接口，可以與單片機的 SPI 接口直接相連。 本設(shè)計用到的復(fù)位電路與晶振電路如圖 35 所示： S010UFC310KR1VCCGNDRST 1212M30pFC130pFC2GND 圖 35 a） 復(fù)位電路 圖 35 b） 晶振電路 圖 35 復(fù)位電路與晶振電路 無線模塊的介紹與設(shè)計 NRF24L01 模塊的原理圖如圖 36 所示： 圖 36 NRF24L01 模塊 NRF24L01 模塊的主要特點： 10 全球開放 ISM 頻段，最大 0dBm 發(fā)射功率，免許可證使用； 低工作電壓：正常工作電壓 ～ ； 高速率：最高 2Mbps，這樣使得信號空中停留時間極短，減小了無線碰撞的可能（軟件設(shè)置 1Mbps 或者 2Mbps 的空中傳輸速率）； 多頻點： 125 頻點，可以應(yīng)用于多點通信以及跳頻的實現(xiàn)； 超小型： 天線內(nèi)置，體積小巧，規(guī)格： 15x29mm（包括天線）； 低功耗：快速的傳輸速率也降低了收發(fā)功耗。 一個串口。 9 P3 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 P1 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個口有8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 PSEN：外部存儲器的讀 選通信號。 控制引腳（ 4 根） RST/VPP：復(fù)位引腳，兩個機器周期的高電平可使單片機復(fù)位。 外接晶振引腳（ 2 根） XTAL1：片內(nèi)振蕩電路的輸入端或接片外時鐘信號時接地。 STC89C52 具體介紹如下： 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V電源。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù) 24 個振蕩周期 (即二個機器周期 )以 上。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 31 所示。 在單片機上電時一般會進(jìn)行上電復(fù)位 。 內(nèi)部與外部時鐘電 路如圖 34 所示： 12C1C2GNDXTAL1XTAL2 12外部方波GND12單片機GNDXTAL2XTAL1 圖 34 a）內(nèi)部時鐘電路方式 圖 34 b）外部時鐘電路方式 圖 34 時鐘電路 （ 1）復(fù)位操作 復(fù)位是單片機的初始化操作。 內(nèi) 部時鐘電路方式如圖 34（ a） 外部時鐘電路方式如圖 34（ b） 所示， XTAL1 接地， XTAL2 與 外部振蕩器 相連 。定時 用的 并聯(lián)諧振回路 通常由 石英晶體和電容組成。 STC89C52 內(nèi)部有一個 高增益反相放大器 ， XTAL2 與 XTAL1 分別是它的輸入與輸出端。 STC89C52 鍵盤輸入模塊 無線發(fā)送模塊塊 電源轉(zhuǎn)換電路 7 單片機總控制電路如圖 33 所示： 1234567891110J1D Connector 9GNDC1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U?MAX232AEWE1uFC11uFC21uFC31uFC41uFC5GNDGNDP31P30VCCGNDPC1PC2 圖 33 單片機總控制電路 這個電路可以作為單片機的程序下載電路，可以從 PC 機通過該電路將 .HEX 程序文件下載進(jìn)單片機。低電壓，高性能。 無線接收模塊：將對無線發(fā)送模塊傳過來的數(shù)據(jù)在接收端進(jìn)行相應(yīng)的處理。那么這時就需要搭一個電源轉(zhuǎn)換電路。 存儲模快：主要實現(xiàn)對初始密碼的存儲和修改后密碼的存儲，防止掉電后密碼丟失。 LCD 液晶顯示模：同樣是針對鍵盤輸入的正確與否來執(zhí)行相應(yīng)的提示信息。無線密碼開鎖部分包括：電源轉(zhuǎn)換電路模塊、無線發(fā)送?？臁⒕仃囨I盤模塊。 5 3 小區(qū)智能密碼鎖硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件的總 體設(shè)計 本系統(tǒng)主要使用無線技術(shù)來實現(xiàn)無線開鎖的設(shè)計，但是仍然保持了原有密碼鎖的基本功能，系統(tǒng)主要的兩大部分分別為：無線密碼開鎖部分和基本密碼鎖開鎖部分。能夠顯示漢字，并且價格與 LCD1602 相當(dāng)。經(jīng)過多方了解，查找。 液晶模塊的選擇 4 在設(shè)計本系統(tǒng)顯示模塊時首先想到的用來顯示的器件是 LCD1286 或 LCD1602，LCD12864 液晶顯示器可以顯示數(shù)字、漢字和圖形，但價格比較高。另外， NRF24L01 模塊性價比相對較高?？梢栽谝欢ǚ秶鷥?nèi)選擇載波頻率，且具有 125 個頻點。同時保密性方面也得到了極大的提高。 NRF24L01 單片無線收發(fā)器工作的載波頻率為，因此在無線傳輸中具有傳輸速度快，無線信號空中停留時間短的優(yōu)點。但本設(shè)計在保密性方面要求很高所以本方案不可行。紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。 但通訊過程中不能改變要對準(zhǔn)的方向，且中間不能有障礙物，遇障礙物通訊會中斷，也就是說紅外不能穿墻而過。 方案一 在最初設(shè)計本 系統(tǒng)時首先想到的遙控開鎖器件是紅外開鎖。 STC89C52 具有 的 特點如下： 40 個引腳， Flash 片內(nèi)程序存儲器 8k 字節(jié) ， 內(nèi)部 RAM 256 字節(jié) ， 32 個雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 1 個 6 向量兩級中斷結(jié)構(gòu) ， 具有 16 位可編程定時計數(shù)器 3 個 ， 全雙工串行通信口 1 個，片內(nèi) 振蕩器及 時鐘 電路 。 兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C52 產(chǎn)品 引腳結(jié)構(gòu) 。 3 2 方案論證 主控芯片的選擇 在本系統(tǒng)設(shè)計中所需要的 I/O 口為 23 個，綜合各方面的因素考慮，本控制系統(tǒng)設(shè)計的硬件選用 STC89C52 作為主控中心。在遇到突發(fā)情況，導(dǎo)致設(shè)備突然斷電時，密碼也不會丟失。此乃本設(shè)計安全可靠性之三。此乃本設(shè)計安全可靠性之二。當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯誤時，則系統(tǒng)會長期報警不止。 4. 密碼錯誤報警 當(dāng)用戶鍵入錯誤密碼時，系統(tǒng)就會報警，液晶上會有錯誤提示。這樣既巧妙的提醒了用戶又 保護(hù)了用戶密碼不被外泄，此乃本設(shè)計可靠性優(yōu)點之一。有鍵按下，就會顯示出字符“ *”。另外，帶無線輸入鍵盤，可以進(jìn)行輸入、修改密碼等操作。 項目的主要任務(wù) 本系統(tǒng)的設(shè)計主要是為了解決當(dāng)前市面上傳統(tǒng)鎖具所存在的不足，而設(shè)計出一款無線遙控密碼鎖，本系統(tǒng)的具體功能實現(xiàn)如下： 1. 設(shè)置密碼 用戶將想設(shè)置的密碼通過密碼修改鍵進(jìn)行修改， 首先按下密碼修改鍵，然后再逐個輸入舊密碼，最