【正文】 19VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1P89C51RD2HBP1212MS0K1SWSPST123456789P1Header 930pFC130pFC2GNDVCCP00P01P02P03P04P05P06P07P06P07P04P05P00P01P02P03VCCP20P21P22P23P24P25P26P2710UFC310KR1VCCVCCGNDRSTRSTGNDP30P31P32P33P34P35P36P37P10P11P12P13P14P15P16P171 23 45 67 8NRF24L01Header 4X2HGNDVCCCE CSNSCK MOSIMISO IRQD1DiodeD2DiodeVCC1VCC1GND1GND11K1K1K1K1KP10P11P12P13P14P17VCCGND12345678910111213141516P2Header 8X2AMOSIIRQMISOCESCKCSNVCCGNDS1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBP30P31P32P33P30P31P32P33P34 P35S9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBP30P31P32P33P36S13SWPBP33P3712345678nokia5110Header 8P20P21P22P23P24GNDVCCLEDA01A12A23VSS4SDA5SCL6WP7VCC8U3AT2402R9R10VCCGNDP25 P26beepQ12N3906GNDVCCP27 圖 315 整機(jī)原理圖 16 4 小區(qū)智能密碼鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì) 在本 系統(tǒng) 中 軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分，在 保證 硬件電路 正確無(wú)誤 的基礎(chǔ)上，加上軟件編程才可以實(shí)現(xiàn) 整個(gè) 系統(tǒng)預(yù)期的功能。其指令系統(tǒng)與 52 單片機(jī)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(guò)大而導(dǎo)致 I/O間電流過(guò)大，導(dǎo)致芯片燒毀。當(dāng) VCC 為 5V時(shí)加在該模塊的電源電壓為 。所以必須要有一個(gè)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(shí)，高電平被拉低，利用這個(gè)原理我們就能通過(guò)程序判斷出具體是哪個(gè)按鍵按下。 （ 5） AT2402 與單片機(jī)的電路連接 如圖 310 所示： A01A12A23VSS4SDA5SCL6WP7VCC8U3AT2402R9R10VCCGNDP25 P26 圖 310 AT2402與單片機(jī)的連接 鍵盤電路設(shè)計(jì) 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(jì)只用到了 13 個(gè)按鍵，所以最后一列按鍵只有一個(gè)。 WP 寫保護(hù) ：接高電平時(shí)存儲(chǔ)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(guò) IIC 總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能。 串 行 EEPROM存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) （ 1） 管腳圖 AT24C02 管腳圖如圖 39 所示： 圖 39 AT24C02管腳圖 （ 2）簡(jiǎn)介 AT24C02 是一個(gè) 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(duì)應(yīng)于電路板上的一個(gè) 8 孔插槽。 (3) LCD 控制器 以及 驅(qū)動(dòng)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(diǎn)： (1) 84x48 的點(diǎn)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(hào)線數(shù)量大幅度減少，包括電源 和地在內(nèi)的信號(hào)線僅有 9 條。在收到數(shù)據(jù)后會(huì)向發(fā)送方自動(dòng)發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。 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(jī)的 SPI 接口直接相連。 本設(shè)計(jì)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(wú)線模塊的介紹與設(shè)計(jì) 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(diǎn)： 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(hào)空中停留時(shí)間極短，減小了無(wú)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(diǎn)： 125 頻點(diǎn)，可以應(yīng)用于多點(diǎn)通信以及跳頻的實(shí)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(gè)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(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 PSEN：外部存儲(chǔ)器的讀 選通信號(hào)。 控制引腳（ 4 根） RST/VPP：復(fù)位引腳，兩個(gè)機(jī)器周期的高電平可使單片機(jī)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(shí)鐘信號(hào)時(shí)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(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期 (即二個(gè)機(jī)器周期 )以 上。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對(duì)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(jī)上電時(shí)一般會(huì)進(jìn)行上電復(fù)位 。 內(nèi)部與外部時(shí)鐘電 路如圖 34 所示： 12C1C2GNDXTAL1XTAL2 12外部方波GND12單片機(jī)GNDXTAL2XTAL1 圖 34 a）內(nèi)部時(shí)鐘電路方式 圖 34 b）外部時(shí)鐘電路方式 圖 34 時(shí)鐘電路 （ 1）復(fù)位操作 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。 內(nèi) 部時(shí)鐘電路方式如圖 34（ a） 外部時(shí)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(shí) 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(gè) 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(wú)線發(fā)送模塊塊 電源轉(zhuǎn)換電路 7 單片機(jī)總控制電路如圖 33 所示： 1234567891110J1D Connector 9GNDC1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U?MAX232AEWE1uFC11uFC21uFC31uFC41uFC5GNDGNDP31P30VCCGNDPC1PC2 圖 33 單片機(jī)總控制電路 這個(gè)電路可以作為單片機(jī)的程序下載電路，可以從 PC 機(jī)通過(guò)該電路將 .HEX 程序文件下載進(jìn)單片機(jī)。低電壓，高性能。 無(wú)線接收模塊：將對(duì)無(wú)線發(fā)送模塊傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)在接收端進(jìn)行相應(yīng)的處理。那么這時(shí)就需要搭一個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路。 存儲(chǔ)模快：主要實(shí)現(xiàn)對(duì)初始密碼的存儲(chǔ)和修改后密碼的存儲(chǔ)，防止掉電后密碼丟失。 LCD 液晶顯示模：同樣是針對(duì)鍵盤輸入的正確與否來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的提示信息。無(wú)線密碼開鎖部分包括：電源轉(zhuǎn)換電路模塊、無(wú)線發(fā)送模快、矩陣鍵盤模塊。 5 3 小區(qū)智能密碼鎖硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件的總 體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要使用無(wú)線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線開鎖的設(shè)計(jì)，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(wú)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(jià)格與 LCD1602 相當(dāng)。經(jīng)過(guò)多方了解，查找。 液晶模塊的選擇 4 在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)顯示模塊時(shí)首先想到的用來(lái)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(jià)格比較高。另外， NRF24L01 模塊性價(jià)比相對(duì)較高?？梢栽谝欢ǚ秶鷥?nèi)選擇載波頻率，且具有 125 個(gè)頻點(diǎn)。同時(shí)保密性方面也得到了極大的提高。 NRF24L01 單片無(wú)線收發(fā)器工作的載波頻率為，因此在無(wú)線傳輸中具有傳輸速度快，無(wú)線信號(hào)空中停留時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。但本設(shè)計(jì)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(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差。 但通訊過(guò)程中不能改變要對(duì)準(zhǔn)的方向，且中間不能有障礙物，遇障礙物通訊會(huì)中斷，也就是說(shuō)紅外不能穿墻而過(guò)。 方案一 在最初設(shè)計(jì)本 系統(tǒng)時(shí)首先想到的遙控開鎖器件是紅外開鎖。 STC89C52 具有 的 特點(diǎn)如下： 40 個(gè)引腳， Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 8k 字節(jié) ， 內(nèi)部 RAM 256 字節(jié) ， 32 個(gè)雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 1 個(gè) 6 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu) ， 具有 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 3 個(gè) ， 全雙工串行通信口 1 個(gè)，片內(nèi) 振蕩器及 時(shí)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(jì)中所需要的 I/O 口為 23 個(gè)，綜合各方面的因素考慮，本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)，密碼也不會(huì)丟失。此乃本設(shè)計(jì)安全可靠性之三。此乃本設(shè)計(jì)安全可靠性之二。當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯(cuò)誤時(shí)，則系統(tǒng)會(huì)長(zhǎng)期報(bào)警不止。 4. 密碼錯(cuò)誤報(bào)警 當(dāng)用戶鍵入錯(cuò)誤密碼時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，液晶上會(huì)有錯(cuò)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(jì)可靠性優(yōu)點(diǎn)之一。有鍵按下，就會(huì)顯示出字符“ *”。另外，帶無(wú)線輸入鍵盤，可以進(jìn)行輸入、修改密碼等操作。 項(xiàng)目的主要任務(wù) 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)出一款無(wú)線遙控密碼鎖，本系統(tǒng)的具體功能實(shí)現(xiàn)如下： 1. 設(shè)置密碼 用戶將想設(shè)置的密碼通過(guò)密碼修改鍵進(jìn)行修改， 首先按下密碼修改鍵，然后再逐個(gè)輸入舊密碼，最