【正文】 出端口 （ I/0）等主要計算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)。微計算機(jī)（單片機(jī)）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域， 從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。在單片機(jī)產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機(jī)外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。 電子鎖可以在日常生活和現(xiàn)代辦公中，住宅與辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財務(wù)報表以及一些個人資料的保存等多種場合使用。目前使用的密碼鎖種類繁多，各具特色。該密碼鎖設(shè)計方法合理，簡單易行，成本低，符合住宅、辦公室用鎖要求，具有一定的推廣價值。 （ 2）密碼由用戶自己設(shè)定，在開鎖狀態(tài)下，用戶可自行修改密碼。自動報警分現(xiàn)場報警和遠(yuǎn)程報警兩種。 （ 4）兩種情況下可報警：一是密碼輸入錯誤 3 次，則報警；二是非正常開門，如破門而入的情況，可通過系統(tǒng)的紅外監(jiān)視裝置監(jiān)測，同時報警，保證了系統(tǒng)的安全性。 二 .系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)總設(shè)計結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)總設(shè)計結(jié)構(gòu)圖 本設(shè)計由主控芯片 51 單片機(jī)，單片機(jī)時鐘電路，鍵盤，和開鎖電路組成。 ．開鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計 通過單片機(jī)送給開鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電路驅(qū)動電磁鎖吸合，從而達(dá)到開鎖的目的。 密碼正確 密碼鎖開鎖機(jī)構(gòu)示意圖 當(dāng)用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時間及次數(shù)輸入 之內(nèi)，單片機(jī)便輸出開門信號，單片機(jī) AT89C51 密碼輸入設(shè)備 開鎖機(jī)構(gòu) 單片機(jī)時鐘電 路 數(shù)碼管及 LED 燈顯示 開鎖驅(qū)動電路 電磁閥 AT89C51 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 4 送到開鎖驅(qū)動電路，然后驅(qū)動電磁鎖，達(dá)到開門的目的。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器 。 與 MCS51 兼容 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 1288 位內(nèi)部 RAM 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 可編程串行通道 片內(nèi)振蕩器和時 鐘電路 管腳說明： VCC：供電電壓。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 6 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸 入。 AT89C51 芯片圖 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 7 三．系統(tǒng)硬件設(shè)計 鍵盤設(shè)計 為了使本電路更加簡潔，本電子鎖的密碼鎖采用簡單易學(xué)但不為多數(shù)人知道的摩期碼作為電路的密碼輸入。 關(guān)于摩斯碼的介紹如下： 摩斯密碼 是 20世紀(jì)使用較為廣泛的電報傳輸使用的一種編碼。它由 一個輸入按鍵在輸入時按住 的間隔時間 長短 組成 來決定你的輸入 ：短促的點信號 ． ，讀 嘀 （ Di）；保持一定時間的長信號 — ，讀 嗒 （ Da）。 字符 — 摩斯碼對照表 字符 摩斯碼 字符 摩斯碼 字符 摩斯碼 A . _ M _ _ Y _ . _ _ B _ . . . N _ . Z _ _ . . C _ . _ . O _ _ _ 1 . _ _ _ _ D _ . . P . _ _ . 2 . . _ _ E . Q _ _ . _ 3 . . . _ _ F . . _ . R . _ . 4 . . . . _ G _ _ . S . . . 5 . . . . . H . . . . T _ 6 _ . . . . I . . U . . _ 7 _ _ . . . J . _ _ _ V . . . _ 8 _ _ _ . . K _ . _ W . _ _ 9 _ _ _ _ . L . _ . . X _ . . _ 0 _ _ _ _ _ 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 8 注：摩斯碼用在數(shù)字電路中“－”表示 1，“ .”表示 0，如 0翻譯成二進(jìn)制數(shù)為 11111H，十六進(jìn)制數(shù)為 1FH。 本設(shè)計用到的數(shù)字的摩斯碼和二進(jìn)制對照 數(shù)字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 摩斯碼 11111 01111 00111 00011 00001 00000 10000 11000 11100 11110 2進(jìn)制 11111 01111 00111 00011 00001 00000 10000 11000 11100 11110 系統(tǒng)電路設(shè)計： 本系統(tǒng)電路主芯片 AT89C51，晶振和兩個電容組成的時鐘脈沖，一個電阻和一個電解電容和一個按鍵組成的復(fù)位電路，一個 8 段數(shù)碼管構(gòu)成的密碼顯示器，一個蜂鳴器， 5 個LED，一個 NPN 三極管加上一個繼電器組成的驅(qū)動電路構(gòu)成了系統(tǒng)電路。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 9 晶振電路 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位電路 串口引腳功能介紹 單片的 P1 口外接 1 位 8 段數(shù)碼管，作為密碼輸入顯示器； INT0 外接蜂鳴器，當(dāng) INT0被置 0 時，蜂鳴器發(fā)出聲音； P0 口外接發(fā)光二極管用作系統(tǒng)工作狀態(tài)提示。由于采取上電設(shè)置密碼的編程方法復(fù)位鍵即密碼修改鍵設(shè)置在門后，要打開門才能修改密碼。本電路設(shè)置四位密碼，由于每位數(shù)字鍵均由五位摩斯碼構(gòu)成則要輸入 20次摩斯碼鍵！！ （綠色） “ 滴 ” 顯示，（黃色） “ 嗒 ” 音顯 示， （紅色）摩斯碼按法錯誤或密碼錯誤， （藍(lán)色）表示該電路已設(shè)置了密碼，等待輸入密碼進(jìn)行比較 。 元器件采購 元器件清單 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 12 原件名稱 備注 單片機(jī) AT89C51 電阻 R1， R2 10K， 100K 各一只 電解電容 C3 100F 無極電容 C1， C2 30VF 數(shù)碼管 一只 5V 蜂鳴器 一只 晶振 12MHZ 三極管 9014 一個 按健 S1， S2 各一個 12V 繼電器 一個 LED D1， D2， D3， D4 綠，黃，紅，藍(lán)各一個 2 極管 4004 1 只 萬能電路板 1 塊 經(jīng)采購繼電器沒有買到，所以原電路的輸出電路 3 極管的繼電器改為 LED 燈，只要電路IC 經(jīng)密碼輸入后能點亮 LED 燈則電路設(shè)計要求達(dá)到。同時還必須得到相應(yīng)設(shè)計合理的軟件的支持，尤其是微機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與 C51 系列單片機(jī)相對應(yīng)的 51 匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法進(jìn)行軟件編程。機(jī)器語言是機(jī)器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機(jī)器語言的程序（成為目標(biāo)程序），計算機(jī)才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機(jī)微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高級語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。 程序調(diào)試用到的軟件及工具 調(diào)試本程序需要用到 KEIL C51，及 51 開發(fā)板一塊及其配套的下載燒錄軟件 KEIL C51 簡介 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明 顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (.ABS)。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 15 調(diào)試過程 首先打開 KEIL C51 主程序，新建工程，新建文本框?qū)懭氤绦?，保存，檢查是否有語法錯誤，經(jīng)反復(fù)檢查無誤后匯編，生成 51 單片機(jī)可執(zhí)行的 HEX 文件。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計 16 keil c51 調(diào)試介面 圖 5－ 2 單片機(jī)燒錄軟件介面 基于 51 單片機(jī)電