【正文】 。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(yīng)運而生。 在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密 碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術(shù)上還是 在性能上都獲得了大大的 提高。 隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識別、 IC 卡辨認(rèn)）已 在國內(nèi)外相繼面世。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞， IC 卡還 存在容易丟失、損壞等缺點，再加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn) 品的普及和 推廣。 2 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)方案設(shè)計 以 STC89C52 單片機為電子密碼鎖系統(tǒng)核心，使用 4*4 矩陣鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入方式，驅(qū)動 1602A 顯示器提示程序運行過程和開鎖的步驟，利用 AT24C02 芯片實現(xiàn)掉電存儲。 圖 1 單片機控制密碼鎖的系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)工作原理 本系統(tǒng)以 ST C89C52 單片機為核心 , 使用 4 * 4 矩陣鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入方式 , 驅(qū)動1602 顯示器提示程序運行過程和開鎖的步驟。若輸入 6 位密碼與設(shè)定的密碼不相同 , 按下確認(rèn)鍵后 , 模擬燈（ LED 綠燈）不亮 , 自動返回主界面可以重新輸入。 修改密碼功能如下：當(dāng)密碼輸入正確后 , 按下修改密碼鍵可新設(shè)置密碼。 STC89C52 單片機 AT24C02 存儲芯片 矩陣 鍵盤 控制 LCD 1602A 蜂鳴器提示電路 電源模塊 LED 密碼校驗提示 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 STC89C52 最小系統(tǒng)設(shè)計 時鐘電路設(shè)計 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作時所必需的時鐘控制信號，常用的時鐘電路有內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。時鐘電路中的晶振震蕩頻率范圍通常是～ 12MHz， STC89C52 常選擇 6MHz 或 12MHz 的石英晶體，為消除誤差，得到準(zhǔn)確的波特率，本設(shè)計選擇震蕩頻率為 的石英晶，時鐘電路如圖 2 所示。 MCS51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的 ， STC89C52 也不例外，復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，為方便復(fù)位操作，本文采用按鍵電平復(fù)位，電路如圖 5 所示。 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 VCC復(fù)位開關(guān) 10KR210uFC3RSTS1 圖 3 復(fù)位電路 鍵盤、顯示電路硬件設(shè)計 鍵盤電路硬件設(shè)計 每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要 M 條行線和 N 條列線，即可組成具有 M N 個按鍵的鍵盤。本設(shè)計中，矩陣鍵盤行線和單片機 相連，列線與單片機 相連。 鍵盤掃描采用行掃描法，即依次置行線中的每一行為低電平，其余均為高電平，掃描列線電平狀態(tài)，為低電平即表示該鍵按下。如下所示，圖 5 為 1602A 液晶顯示器的接口示意圖，表 1 為接口說明。 表 2 顯示模塊與 MCU 連接說明 序號 1602A 液晶顯示器引腳 STC89C52 單片機引腳 1 RS引腳 (A13) 2 R/W 引腳 (A14) 3 E引腳 (A15) 4 D0引腳 (AD0) 5 D1引腳 (AD1) 6 D2引腳 (AD2) 7 D3引腳 (AD3) 8 D4引腳 (AD4) 9 D5引腳 (AD5) 10 D6引腳 (AD6) 11 D7引腳 (AD7) 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 AT24C02 掉電存儲單元的設(shè)計 本設(shè)計中掉電存儲單元采用 AT24C02 外部存儲器，其作用是在系統(tǒng)電源斷開的時候，存儲當(dāng)前設(shè)定的密碼數(shù)據(jù)。其采用兩線串行的總線和單片機通訊，電壓最低可以到 ，額定電流為 1mA，靜態(tài)電流 10Ua()，芯片內(nèi)的資料可以在斷電的情況下保存 40 年以上，而且采用 8 腳的 DIP 封裝，使用方便。 圖 6 AT24C02 管腳示意圖 表 3 AT24C02 管腳說明 管腳名稱 功能 管腳名稱 功能 A0 A1 A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 SCL 串行 時鐘信號 WP 寫保護 VCC 工作電壓 VSS 接地 本設(shè)計中， AT24C02 的 SCL 和 SDA 引腳接上拉電阻后與單片機的 （ T0）和 （ T1）腳相連，其電路圖如圖 7所示。蜂鳴器能夠根據(jù)脈沖信號，以及信號的頻率發(fā)出各種不同的聲音，這樣可以根據(jù)系統(tǒng)要求在密碼出入正確和密碼輸入錯誤時發(fā)出不同的聲音提示，已達到報警的要求。 圖 8 報警電路 LED 提示電路 當(dāng)用戶輸入的密碼正確時，單片機便輸出開門信號，送到開鎖驅(qū)動電路，然后驅(qū)動大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 電磁鎖，達到開門的目的。其中，綠發(fā)光二極管亮，表示開鎖；否則，表示密碼輸入錯 誤并開啟報警電路，如圖 9 所示。密碼鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括主程序模塊、密碼比較判斷模塊、鍵盤掃描模塊、修改密碼模塊、數(shù)碼管顯示模塊等及按鍵檢測模塊。系統(tǒng)程序流 程如圖 10 所示。其密碼輸入和比較判決流程圖如圖 11 所示。圖 12 為修改密碼流程圖。如圖 13 所示，為鍵盤掃描流程圖。其中命令是用于控制液晶狀態(tài)是否顯示光標(biāo) , 光標(biāo)是否閃爍 , 是否清除原來數(shù)據(jù)以及顯示的具體位置。 開始 延時去抖動 計算輸入鍵值 鍵值送入單片機 有按鍵輸入？ 有按鍵輸入？ 有按鍵輸入？ 返回 N N Y Y 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 5 總結(jié) 從基本方案的制定，到硬件電路的選擇，再到電路的焊接，最后進行程序調(diào)試 ——在此期間我遇到很多困難，但經(jīng)過不懈努力，和再學(xué)習(xí)，終于擊破了各個難點，達到的所需要的效果。與此同時，也因為這次設(shè)計，我們得到一定的鍛煉，體會到理論與實踐相結(jié)合的重要意義。期待以后有機會對以上設(shè)想進行進一步研究實踐。 致謝 非常感謝在這次畢業(yè)設(shè)計中給我很大幫助的朱金榮老師，感謝朱老師一如既往的嚴(yán)格要求，感謝朱老師給我們的壓力，讓我強迫自己從開始的迷茫困惑中漸漸熟悉掌握了畢業(yè)設(shè)計的思路和方向。這次畢業(yè)設(shè)計我學(xué)到許多新的知識，也鞏固了很多原來學(xué)過的知識，這對我以后的工作有極大地幫助。感謝王志俊同學(xué)對我的無私的幫助。 參考文獻 [1]郭海英 .基于單片機的電子安全密碼鎖的設(shè)計 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 2020， 28（ 13）： 9597. [2]張毅剛 .單片機原理及應(yīng)用 [M].北京：高等教育出版社， 2020. [3]譚浩強 .C 程序設(shè)計 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [4]楊章偉，韓雪，張浩然 .跟我學(xué) C 程序設(shè)計 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [5]張培仁 .基于 C 語言編程 MCS51 單片機原理與應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2020 [6]周潤景，張麗娜，丁莉 .基于 PROTEUS 的電路及單片機設(shè)計與仿真 [M].北京：北大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 京航天航空大學(xué)出版社， 2020 [7] YB1602A 液晶模塊使 用說明書 [DB/OL]. [8]AT24C02[DB/OL]. [9]at24c02 中文資料 [DB/OL]. [10]金桂，向國梁 .基于 C 語言 STC89C52 單片機電子密碼鎖的設(shè)計與仿真 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)， 2020， 19： 176182. 附錄 1 器件清單 器件名稱 規(guī)格型號 編號 數(shù)量 單價（元） 總價（元） 備注 MCU STC89C52 U1 1 7 7 外部存儲器 AT24C02 U2 1 LCD 1602A LCD1 1 20 20 發(fā)光二極管 3mm D1 1 綠光 普亮 3mm D2 1 紅光 普亮 三極管 8550 Q1 1 晶振 12MHz X1 1 電阻 4 10kΩ 2 10K 排阻 RP1 1 電容 22P C1C2 2 10μ F C3 1 大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 IC 座 8 腳 IC 座 1 40 腳 IC 座 1 單排插座 1 蜂鳴器 LS1 1 電池盒 5V 電池盒 1 4 4 焊錫 2 1 2 導(dǎo)線 1 1 1 電路板 9 15cm 萬用板 1 2 源 程序 include define uchar unsigned char void WrToROM(uchar Address,uchar Data[],uchar Num)。 void LCD_init()。 void KeyDisp()。 uchar ppp[5]=222。 WrToROM(0x00,passwd,5)。 LCD_DISPLAY(Wele china ! Plz input passwd)。 } } //***************** 80s52 對鍵盤 **********************// include include define uchar unsigned char void LCD_DISPLAY(uchar *str)。 void write_data(uchar Data)。 void RdFromROM(uchar Address,uchar Data[],uchar Num)。 uchar code tab2[]={RIGHT!}。 uchar code tab4[]={Input the codes:}。 uchar code tab6[]={Input old codes:}。 //存放用戶密碼和正確密碼：前四位是用戶輸入密碼，后四位是系統(tǒng)的正確密碼 uchar passwd[5]=1111。 sbit relay = P2^0。 /****************************** 矩 陣 鍵 盤 子 程 序大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 *********************************/ void delay(uchar v)//延時 { while(v!=0) v。 for(c=n。c) for(b=173。b) for(a=143。a)。 P1 = 0xF0。0xF0)!= 0xF0) // 若有鍵按下 { delay(200)。0xF0) != 0x