【正文】 詢按下按鍵所在的行、列位置。 7 (T2)1(T2EX)2345678RESET9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A0)21(A1)22(A2)23(A3)24(A4)25(A5)26(A6)27(A7)28PSEA29ALE30EA31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U1AT89C51S?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBS?SWPBABCD1 2 3 4ABCD1234GND 圖 矩陣鍵盤電路 通過行列鍵盤掃描的方法可獲取鍵盤輸入的鍵值，從而得知按下的哪個鍵，具體過程如下： （ 1） 查詢是否有鍵按下。 第 15～ 16 腳：空腳。 第 6 腳： E 端為使能端， E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 3 腳：為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個 20K 的電位器調整對比度。 12345678RESET9 RXD10 TXD11 INT012 INT113 T014 T115 WR16 RD17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA313233343536373839VCC40U2AT89S5230pFC93030pFC63010uFC81 2Y112M1KR2VCCGNDS1SWPBVCCGNDVCC123456789RP1123456789 RP2VCC123456789RP3123456789RP4VCC 圖 單片機最小系統(tǒng)電路 液晶顯示模塊 本次實際的顯示模塊是采用的 1602，電路圖如圖所示 6 (T2)1(T2EX)2345678RESET9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A0)21(A1)22(A2)23(A3)24(A4)25(A5)26(A6)27(A7)28PSEA29ALE30EA31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U1AT89C51123456781615141312111094K7RP1Res Pack4C2VSS1VDD2VEE3RS4RW5E6D07D18D29D310D411D512D613D714====CODED LOCK===*LCD_1602ABCDABCD1234D0D1D2D3D4D5D7D61KR1Res TapGNDVCCGNDVCCVCCGNDVCC 圖 液晶顯示電路 1602 的引腳功能： 第 1 腳：為地 。 第 2章 硬件電路設計 單片機最小系統(tǒng)電路設計 單片機最小系統(tǒng)設計是單片機應用系統(tǒng)設計的基礎。 系統(tǒng)的總體工作過程是這樣的： 首先，從鍵盤輸入密碼，單片機采集到密碼后通過液晶顯示，同時與AT24C02 存儲模塊中的密碼比對，密碼正確后繼電器開關打向另一端以模擬開鎖過程，三次密碼輸入錯誤后報警模塊報警。 其具體系統(tǒng)原理框圖如圖 。 密碼更改功能：將輸入的值作為新的密碼（初始密碼是 6個 0 ）。值到輸入6個“ *”為此，若 一次性輸入大于 6個密碼，則只保留前 6位密碼，按“確定”生效。方案 2 需要 FPGA 可編程邏輯器件，價格昂貴所以本次實習選擇價格簡單操作相對簡單的第三個方案。硬件部分主要包括鍵盤輸入模塊、顯示電路模塊、密碼存儲模塊、單片機電路模塊等；軟件部 分主要包括如下模塊：系統(tǒng)的主流程、鍵盤的掃描、 LCD 的讀寫、密碼存儲器的讀寫比較等。成本昂貴 方案 3: 單片機 AT89c51 為核心，設計一個電子密碼鎖系統(tǒng)。 AT24C02 保存密碼，支持復位保存，掉電保存功能。 報警、鎖定鍵盤功能。 密碼可以由用戶自己修改設定（只支持 6 位密碼），初始密碼輸入成功后才能修改密碼。 技術要求 （ 1）采用 6 位密碼 （ 2）報 警、鎖定鍵盤功能。本次實習的目的是實現電子密碼鎖的功能，并運用單片機技術設計一個結構簡單，并且相對低成本的密碼鎖。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙 , 使用極不方便 , 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。 實 習 報 告 實習名稱 ： 單片機應用實習 院（系）名稱 ： 電氣與信息工程學院 專業(yè)班級 ： xxxxxxxxx 學生姓名 ： xxxxxx 學 號 ： xxxxxx 指導教師 ： xxxxxxxxxx 目 錄 1 第 1 章 總體設計方案 ………………………………………………………………………………….………………...4 總體設計方案 ………………………………………………………………………………………………….…............4 第 2 章 硬件電路設計 ….……………………………………………………………………………….……...............5 ……………………………………………………………………………….…………...5 液晶顯示模塊 ……………………………………………………………………………………………………………..6 鍵盤輸入模塊 ………………………………………………………………………………………………………….….7 AT24C02 密碼存儲模塊 …………………………………………………………………………………..…………..8 系統(tǒng)供電電路設計 ………………………………………………………………………………………………….….9 蜂鳴器和繼電器模塊 …………………………………………………………..…………………………………...10 第 3 章 系統(tǒng)軟件設計 ……………………………………………………………………………………...................11 軟件總體設計思路 .…………………………………………………………………………………………………...11 主程序流程設計 .……………………………………………………………………………………………………….12 總結 …………………………………………………………………………………………………………………………...................13 參考文獻 ………………………………………………………………………………………………………..………...................14 附錄 …………………………………………………………………………………………………………………..............................15 附錄一 ……………………………………………………………………………………………………………………………………...15 附錄二 ……………………………………………………………………………………………………………….……………………..15 2 實習任務書 學生姓名 xxxx 系部 電氣與信息工程學院 專業(yè) 班級 測控 121 指導教師姓名 xxx 職稱 副教授 講師 是否外聘 □是 否 題目名稱 鍵盤式電子密碼鎖 一、設計的 內容、 目的和意義 本次實習是有關于鍵盤式電子密碼鎖的設計。在日常的生活和工作中 , 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件 的要求越來越高。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。 二、設計的技術指標要求 研究方法 （ 1） 總體 按照最優(yōu)化的方法進行 軟件 設計 和硬件 設計 ， 走軟件實現道路 ； （ 2） 對軟硬件進行模塊劃分，并對各單元電路 結合 EDA 工具 進行論證設計； （ 3）在查閱文獻基礎上展開設計 ，力求創(chuàng)新。密碼輸入錯誤數碼顯示器會出現錯誤提示，若密碼輸入錯誤次數超過 3 次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤 摘 要 3 本次設計使用 ATMEL 公司的 STC89C52 實現一基于單片機的智能電子密碼鎖的設計，其主要具有如下功能： 設置 6 位密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時候需要二次確認，以防止誤操作。密碼輸入錯誤 1602LCD 會出現錯誤提示，若密碼輸入錯誤次數超過 3 次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。 方案比較及選擇 方案 1 用數字邏輯器件搭建電子密碼鎖，電路復雜龐大，且穩(wěn)定性差，密碼位數有限，保密性差 方案 2: 用 FPGA 可編程邏輯器件設計電子密碼鎖，程序通用性差，可讀性低，不易移植。系統(tǒng)分為硬件和軟件兩個部分。 確定方案及理由： 方案 1 需要大量邏輯器件。 4 第 1章 總體設計方案 總體設計方案 密碼鎖設計的關鍵問題是實現密碼的輸入、清除、更改、開鎖等功能： 密碼輸入功能：插上電源后， LCD提示輸入密碼，輸入密碼時在 1602LCD上顯示“ *”每輸入一個數字， LCD上向右移一格，同時“ *”加一個。若按取消鍵，鎖關閉，所有輸入清除。 當密碼輸入成功后，或者密碼修改成功后， LCD上有提示成功字符，同時蜂鳴器響兩聲作為提示。 軟硬件功能分析 鍵盤輸入模塊、液晶顯示模塊、 AT24C02 存儲模塊、電源模塊以及蜂鳴器與繼電器模塊。 鍵盤輸入模塊 復位電路 密碼存儲模塊 STC89C52 顯示模塊 報警電路 開鎖電路 5 通過對器件性價比及其他方面的考慮， 鍵盤采用矩陣式鍵盤，顯示采用LCD1602 字符型液晶顯示器為了，用外擴一個 AT24C02E2PROM 存儲密碼。 AT89S52 單片機最小系統(tǒng)電路如圖 所示。 第 2 腳： VCC 接 5V 正電源。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。當 R