【正文】 ................................................................................................ 12 鍵盤設(shè)計 ........................................................................................................ 14 聲音提示模塊 ................................................................................................. 15 繼電器控制模塊 ............................................................................................... 16 紅外接收模塊 ................................................................................................. 17 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .................................................................................................... 19 ....................................................................................................... 19 鍵盤掃描子程序 ............................................................................................... 20 系統(tǒng)模塊密碼設(shè)置子程序 ................................................................................. 20 ....................................................................................................... 22 .......................................................................................................... 22 第五章 系統(tǒng)制作及調(diào)試 ................................................................................................. 26 ： ................................................................................................ 26 、硬件調(diào)試問題及解決方法 ............................................................................... 26 第六章 結(jié)論 .................................................................................................................. 27 參考文獻 ........................................................................................................................ 28 附錄 A 原理圖 ............................................................................................................... 29 圖 A1附錄 B 仿真圖 ....................................................................................................... 29 圖 B1附錄 C 電子密碼鎖程序源代碼 .............................................................................. 30 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 共 55 頁 第一章 緒論 、 課題 背景和意義 隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機性能不斷完善，性能價格比顯著提高，技術(shù)日趨 完善。本設(shè)計利用單片機及附加電子元器件繼而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制算法，來完成特定的某一實際功能，從而達到檢驗并提高同學對整體電路設(shè)計和把握能力，我們要做到解單 片機系統(tǒng)設(shè)計流程，以及電路板的實際制作和調(diào)試能力。 隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強，對安全的要求也就越來越高。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品應運而生，電子密碼鎖就是其中之一。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。由于電子鎖的密鑰量極大，可以與機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而從而留下安全隱患。電子鎖的種類繁多，例如數(shù)碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖， IC 卡鎖，生物鎖等。 20世紀 80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出 現(xiàn)，電子鎖的體積縮小，可靠性提高，成本較高，是適合使用在安全性要求較高的場合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對它的研究一直沒有明顯進展。電子密碼鎖已被廣泛應用在智能門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上 70 年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場上仍以按鍵電子鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進國際先進水平，現(xiàn)國內(nèi)有幾個廠生產(chǎn)供應市場。國內(nèi)的不少企業(yè)也引進了世界上先進的技術(shù)，發(fā)展前景非?？捎^。廣義上 來 講，金融業(yè)的“授權(quán)”主要包括以下三種層次的內(nèi)容： 授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險箱和保險柜； 授予出入權(quán)，如出入金庫、運鈔車和保管室； 授予流通權(quán)，如自動存取款。下面將介紹幾種在金融行業(yè)中使用較多的電子密碼鎖以及它們的技術(shù)發(fā)展方向。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件的強度、鎖止型式、配合間隙和布局。報警的前提是具備探測功能，根據(jù)電子密 碼鎖的使用場所和防護要求，可選擇多種多樣的探測手段。根據(jù)國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗，金融業(yè)實行安全防范風險等級很有必要，即依據(jù)使用的防盜報警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評估被防護物或區(qū)域的防護能力，得出風險等級，其中，電子密碼鎖的性能至關(guān)重要。組合使用也能夠使電子密碼鎖獲得無窮擴展的可能 性 ， 繼而 使產(chǎn)品多樣化， 那么 對用戶而言是“千挑百選、自得其所”。 （ 2）設(shè)計開鎖密碼位六位密碼的電子密碼鎖。 （ 4）實現(xiàn)輸入密碼錯誤超過限定的三次電子密碼鎖定。 （ 7）密碼可以由用戶根據(jù)個人習慣進行修改設(shè)定，本次設(shè)計都只支持 6位密碼，修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時候需要進行二次確認，以防止誤操作 。 用以 74LS112雙 JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制 單元 ， 一 共設(shè)了9個用 戶輸入鍵，其中只有 幾個特定 個是有效的密碼按鍵， 然后 其它的都是干擾按鍵， 如 若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過 設(shè)定值 秒（一般情況下，用戶不會超過 10秒， 然后 用戶覺得不便，還可以（修改）電路將報警 15秒，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤 ， 防止他人 違反 操作。故不采用 。 采用 單片機 STC89C51 作為本設(shè)計的核心元件， 利用單片機靈活的編程和豐富 多樣 的 IO口，及其控制的準確性，實現(xiàn)基本的密碼鎖 的開鎖、修改密碼等 功能。其原理如下圖 ： 圖 單片機控制密碼鎖原理圖 可以看出方案二控制靈活準確性好且保密性強還具有擴展功能，根據(jù)現(xiàn)實生活的需要此次設(shè)計采用此方案 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 55 頁 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 設(shè)計原理 本設(shè)計主要由 AT89C51單片機、 4*4矩陣鍵盤、 1602液晶顯示器和密碼存儲 AT24C05伏電壓帶動的 簡易密碼鎖 等部分組成。由用戶通過連接單片機的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進行對比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報警電路控制開鎖還是報警，實際使用時只要將單片機的負載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可，當然也可以用繼電器的常開觸點去控制電磁鐵吸合線圈。硬件部分由外部電力輸入單元，矩陣鍵盤輸入部分，密碼存儲，復位部分，所述晶體部分，顯示部分，報 警部，鎖定解除部組。 電子密碼鎖原理框圖 單片機 STC89C51簡介 STC89C51 是一種低功耗，高性能 CMOS 8 位微控制器與 4K系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存。 具有下列標準特性： 4K字節(jié)的 Flash， 512字節(jié) RAM，32位 I/ O口線，看門狗定時器， 2個 16位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行線口?？臻e模式下， CPU停止，允許 RAM，定時器 /計數(shù)器，串行口，中斷工作。 35MHZ的最大工作頻率， 6T /12T 是可選的。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 P0口（ Pin39～ Pin32）： 8位雙向 I/O口線，名稱為 ～ P1口（ Pin1～ Pin8）： 8位準雙向 I/O口線，名稱為 ～ P2口（ Pin21～ Pin28）： 8位準雙向 I/O口線，名稱為 ～ P3口（ Pin10～ Pin17）： 8位準雙向 I/O口線，名稱為 ～ 作頻率 35Mhz， 6T/12T可選。電源、時鐘等電路是使單片機能運行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應用系統(tǒng)的核心部分，通過對其進行存儲器擴展、 A/D擴展等，使單片機完成較復雜的功能。陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 55 頁 用 STC89C52 單片機構(gòu)成最小應用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可，結(jié)構(gòu)如圖 23所示，由于集成度的限制，最小應用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。內(nèi)部時鐘方式如圖 24所示。圖中電容 C1和 C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在 5~30pF，典型值為 30pF。 Y1 H zC230pFC330pF1819 圖 STC89C51內(nèi)部時鐘電路 (2) 復位電路 當引入 STC89C51單片機的 RST引腳高并保持兩個機器周期， MCU將進行復位操作（如果引腳連續(xù)舉辦高， MCU在復位狀態(tài)循環(huán)）。只要 Vcc的上升時間不超過 1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復位。本設(shè)計就是用的按鍵手動復位。其中電平復位是通過 RST(9)端與電源 Vcc 接通而實現(xiàn)的。這是由片內(nèi)的中斷系統(tǒng)來實現(xiàn)的。中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請求后，再回到原來被中止的程序之處（斷點），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。 圖 中斷響應和處理過程 圖 中斷過程 如果單片機沒有中斷系統(tǒng)，單片機的大量時間可能會浪費在查詢是否有服務(wù)請求發(fā)生的定時查詢操作上。 AT24C02存儲芯片 AT24C02是美國 Atmel的低功耗 CMOS型 E2PROM，含 256 8位存儲空間，具有較寬的工作電壓（ ? V），更強的續(xù)航能力（超過 10,000），寫入速度（小于 10毫秒），抗干擾能力強，容易丟失數(shù)據(jù)，體積小等特點。 AT24C02芯片與地址寄存器。所有的單字節(jié)讀取操作。 I2C總線是用于兩線總線的 IC器件之間的連接。 AT24C02是采用了 I2C協(xié)議，采用主 /從雙向通信，主機（通常是微處理器）和奴隸（ AT24C02）可 在接收器和發(fā)射器的工作狀態(tài)。無論是主機或從機，必須在收到一個字節(jié)后發(fā)送一個確認信號ACK。 SOIC PDIP 圖 24C02的兩種引腳圖 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 55 頁 A01A12A23GND4SDA5SCL6WP7VCC8AT24C02R210KR310KV C CP34P35 圖 AT24C02 的電路接線圖 圖 24C02的 3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。第 5腳 SDA為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向 I2C