基于51單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-06-29 12:48本頁(yè)面
【正文】 圖4 復(fù)位電路關(guān)于復(fù)位電路的計(jì)算如下：結(jié)合實(shí)際需求，本次設(shè)計(jì)加入了手動(dòng)復(fù)位。因此晶振電路中使用12M晶振，30pF獨(dú)石電容。石英晶體振蕩電路對(duì)外接電容C2和C3雖沒(méi)有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度，一般電容使用30pF177。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 圖3 晶振電路AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。可編程串行通道 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1288位內(nèi)部RAM 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz 1000次寫入/擦除循環(huán) 與MCS51 兼容 二、硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路、輸入鍵盤電路、輸出顯示電路、開(kāi)鎖電路等組成,系統(tǒng)框圖如圖1所示: 單片機(jī)最小系統(tǒng)鍵盤電路數(shù)碼管顯示控制開(kāi)鎖電路發(fā)光二極管指示 圖1 系統(tǒng)框圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路等,最小系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,也是設(shè)計(jì)中首先應(yīng)該設(shè)計(jì)的部分,其中單片機(jī)的選擇直接決定著之后整個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)該如何進(jìn)行, 因?yàn)槲覀儎倓倢W(xué)完單片機(jī),學(xué)習(xí)時(shí)是以MCS51單片機(jī)為主的,對(duì)51系列單片機(jī)最熟悉,因此決定選用51系列單片機(jī), 51系列單片機(jī)中Atmel89C51應(yīng)用最為廣泛，且價(jià)格較低，性能完全能滿足本次設(shè)計(jì)，因此決定選用AT89C51芯片。按下復(fù)位鍵，系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)，密碼也恢復(fù)初始密碼，本設(shè)計(jì)中初始密碼是“096168”。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況隨意改變密碼值或密碼長(zhǎng)度，密碼輸入正確后可以按下“CHG”修改密碼，輸入新密碼時(shí)每輸入一位新密碼相應(yīng)有一位變?yōu)椤癏” ，以便提示用戶此時(shí)輸入的是新密碼，修改新密碼時(shí)若想重新輸入新密碼只需按下“CLR” 鍵即可。密碼輸入完畢后按確認(rèn)鍵“” ，密碼鎖控制芯片將輸入的密碼與密碼鎖控制芯片中存儲(chǔ)的密碼相比，若密碼錯(cuò)誤，則不開(kāi)鎖，會(huì)有紅燈亮提示，同時(shí)顯示“Error” 。現(xiàn)在很多地方都需要密碼鎖，電子密碼鎖的性能和安全性大大超過(guò)了機(jī)械鎖，為了提高密碼的保密性，必須可以經(jīng)常更改密碼，以便密碼被盜時(shí)可以修改密碼。因此其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，可以滿足廣大用戶的需要，現(xiàn)在廣泛使用的有紅外遙控電子密碼鎖，聲控密碼鎖，按鍵密碼鎖等。一、設(shè)計(jì)目的如何實(shí)現(xiàn)防盜是很多人關(guān)心的問(wèn)題，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，使人們的人身及財(cái)產(chǎn)安全受到很大威脅。電子密碼鎖是一種依靠電子電路來(lái)控制電磁鎖的開(kāi)與閉的裝置，開(kāi)鎖需要輸入正確密碼，若密碼泄露，用戶可以隨時(shí)更改密碼。本設(shè)計(jì)是一種基于單片機(jī)的密碼鎖方案，根據(jù)基本要求規(guī)劃單片機(jī)密碼鎖的硬件電路和軟件程序，同時(shí)對(duì)單片機(jī)的型號(hào)選擇、硬件設(shè)計(jì)、軟件流程圖、單片機(jī)存儲(chǔ)單元的分配等都有注釋。本次設(shè)計(jì)的密碼鎖具備的功能：LED數(shù)碼管顯示初始狀態(tài)“——————”，用戶通過(guò)鍵盤輸入密碼，每輸入一位密碼，LED數(shù)碼管相應(yīng)有一位變?yōu)椤癙” ，若想重新輸入密碼，只需按下“CLR”鍵。若正確，則開(kāi)鎖，會(huì)有綠燈亮提示，同時(shí)顯示“PASS” 。輸入新密碼后按確認(rèn)鍵即修改成功，新密碼寫入單片機(jī)內(nèi)部RAM中，以便以后用來(lái)確認(rèn)密碼的正確性。本次設(shè)計(jì)中硬件主要由我完成，軟件主要由張振完成。AT89C51外形及引腳排列如圖2所示： 圖2 AT89C51外形及引腳排列AT89C51主要特性： 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 32可編程I/O線 5個(gè)中斷源 低功耗的閑置和掉電模式 這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體一起構(gòu)成自激振蕩器，晶振電路如圖3所示。10pF,這里使用30pF的獨(dú)石電容。如圖4所示為80C51單片機(jī)復(fù)位電路。RC構(gòu)成微分電路，在接電瞬間，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖，其寬度若大于2個(gè)機(jī)器周期，80C51型單片機(jī)將復(fù)位，為保證微分脈沖寬度足夠大，這里取10μF電容、10KΩ電阻。 Vt 為t時(shí)刻電容上的電壓值則， t = RCLn[V1/(V1Vt)]，即為有效復(fù)位電壓。 ∴exp(t/RC）=∴t/RC=ln()帶入R=10K C=10μF得。 最小系統(tǒng)電路的最后部分是存儲(chǔ)器的設(shè)定，如果把31腳（EA）接地，則采用外部程序存儲(chǔ)器，如果將其接Vcc，則采用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的LM78xx后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如lm7805表示輸出電壓為正5V，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中單片機(jī)和各個(gè)芯片的工作電壓均為5V，因而采用LM7805。CC2和C3具有濾波功能，使電流更加穩(wěn)定，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。這種設(shè)計(jì)能減少鍵盤與單片機(jī)I/O接線的數(shù)目，只需要N個(gè)行線和M個(gè)列線就可以實(shí)現(xiàn)NM個(gè)鍵的操作，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這種方法。列線作為輸出，通過(guò)列線輸出掃描碼，通過(guò)行線讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷是哪一鍵被按下。 鍵盤各鍵值通過(guò)查鍵值表可以轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的代碼，代表不同的值?？紤]到節(jié)約單片機(jī)的口資源，本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，（RXD）（TXD），就可以完成單片機(jī)的顯示功能。單片機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到移位寄存器芯片74LS164寄存，再由移位寄存器控制數(shù)碼 圖10 74LS164管腳圖 管的顯示，從而實(shí)現(xiàn)移位寄存點(diǎn)
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