【正文】 仍然 允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng) 等 繼續(xù)工作。 AT89C51 引腳圖 如下圖 所示： 圖 AT89C51 引腳圖 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 6 此外， AT89S51 單片機還 配置了 12MHz 的晶振并且 可 以 通過軟件 來 設(shè)置 它的 省電模式。 另外 該芯片有 TQFP、PLCC 和 PDIP 這 三種 不同的 封裝形式，以 滿足 不同 市場 的需求。 LCD1602 主要特性 :能夠顯示 16*2個字符 ,芯片工作電壓為 ~,工作電流 2MA（ 5V）包括背光電流，字符尺寸： *，帶有英文和日文字符庫，使用方便?？刂旗`活、方便。容易，且不會占用單片機的大量資源。 密碼存儲芯片 AT24C02 由于 51 單片機掉電后會丟失數(shù)據(jù)存儲器里的數(shù)據(jù)，因此必須外加掉電存儲電路。美國 Atmel 公司的低功耗 CMOS 型E2PROM — AT24C02，其內(nèi)部存儲空間有 256 8 位，可擦寫次數(shù) 10000 次以上、工作電壓寬在 ～ V 之間、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)不易丟失、寫入速度小于 10 ms、體積小。 AT24C02 運用 IIC 規(guī)程，采用主機 (通常為單片機 )／從機 (AT24C02) 雙向通信，二者均可在發(fā)送器和接收器狀態(tài)下工作。主機和從機在接收到一個字節(jié)后都必須要發(fā)出一個確認的信號 ACK。 2 電子密碼鎖的硬件設(shè)計 硬件設(shè)計原理 本系統(tǒng)硬件部分包含電源輸入電路、復位電路、晶振電路、按鍵電路、LCD1602 顯示電路。為了避免系統(tǒng)在不穩(wěn)定情況下工作所以增加了一個復位電路。具體的硬件框圖如下圖 所示： 圖 系統(tǒng)框圖 復位電路設(shè)計 單片機復位 【 1】 是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)， 并從這個狀態(tài)開始工作，例如復位后 PC＝ 0000H，使單片機從第四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 8 — 個單元取指令。在復位期間（即 RST 為高電平期間）， P0 口為高組態(tài)，P1－ P3 口輸出高電平；外部程序存儲器讀選通信號 PSEN 無效。 根據(jù)實際情況選擇如圖 所示的復位電路。為了防止死機時無法順利復位我增加了手動復位按鍵加以保障。此電路在加電后延遲大約 10ms 振蕩器起振，在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為 3V 左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率決定。 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 9 圖 晶振電路圖 按鍵電路設(shè)計 因為本設(shè)計所用到的按鍵數(shù)量較多所以不適合用獨立式按鍵，因此 我們引入了矩陣鍵盤 【 3】 的應(yīng)用，采用四條 I/O 線作為行線，四條 I/O 線作為列線組成鍵盤。這樣 矩陣鍵盤上的 按鍵個數(shù)就為 16 個 ，這樣就能 有效地提高系統(tǒng) I/O 口的利用率 。并且鍵盤的每個按鍵功能在程序設(shè)計中設(shè)置。其按鍵結(jié)構(gòu)及與單片機引腳接法如圖 所示。 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 10 圖 按鍵電路圖 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 開鎖 上鎖 輸入新密碼 保存新密碼 重新輸入 未定義 圖 按鍵功能分配 圖 密碼存儲電路的設(shè)計 如圖 所示，在 AT89C51 試驗開發(fā)板上它們都接地，第 8 腳和第4 腳分別為正、負電源，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 總線串行傳送，在 AT89C51 試驗開發(fā)板上和單片機的 連接，第 6 腳 SCL 為串行時鐘輸入線，在 AT89C51 試驗開發(fā)板上和單片機的 連接，第 7 腳需要接地。本設(shè)計的顯示部分由液晶顯示器 LCD1602【 5】 。按下開啟鍵顯示器就處于開啟狀態(tài)，再按下關(guān)閉按鍵顯示器就處于關(guān)閉狀態(tài)。當密碼輸入完成時，按下確認鍵，如果輸入的密碼正確的話，顯示屏顯示“四川師范大學成都學院歡迎您”，如果密碼不正確， LCD 顯示屏會顯示“ ERROR”， 輸出的是高電平，電子密碼鎖不能被打開。其電路的具體設(shè)計如下圖 所示： 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 12 圖 LCD1602 顯示電路圖 報警電路 報警部分由陶瓷壓電發(fā)聲裝置及外圍電路組成 , 加電后不發(fā)聲 , 當有鍵按下時 , 發(fā) / 叮 0 聲 , 每按一下 , 發(fā)聲一次 ,單片機的 P3. 1 引腳為低電平 , 三極管 T3 導通。 3. 把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的 ~ 端口分別依次連接到“矩陣鍵盤”區(qū)域中的“行和列”端口上。 3. 把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的 端口連接到“蜂鳴器”上。 3 電子密碼鎖的軟件設(shè)計 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 14 程序設(shè)計思路 本設(shè)計軟件部分要實現(xiàn)的功能分別為： 鍵盤掃描，延時 【 6】 ，顯示器顯示 【 4】 ，密碼存儲等。 c、 220V 供電下，設(shè)計系統(tǒng)所需電源，并考慮掉電后原始數(shù)據(jù)的保存，總的流程圖如下圖 所示： 圖 軟件總流程圖 初始化 調(diào)用顯示 識別按鍵 有按鍵按下？ 全部按完？ 比較密碼 開 始 LED 燈亮 開 始 N N 保存 修改密碼 Y Y 密碼正確？ 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 15 鍵盤掃描軟件設(shè)計 鍵盤掃描 【 7】 流程圖如圖 所示 ,在按鍵當中，有與輸入、開鎖、清除、設(shè)置、確認的程序相對應(yīng)的按鍵，并按順序與輸入的數(shù)相比較，當輸入正確時，進入密碼程序，錯誤時進行清除，輸入兩次新密碼正確時，可進行重新設(shè)置密碼，最后確認程序。 圖 按鍵掃描流程圖 開 始 行列端口賦值0xf0 讀端口，結(jié)果相等？ 延時 10 毫秒 保存首次賦值 讀端口，兩次賦值運算 讀端口，結(jié)果 相 等？ 查表發(fā)出鍵模 行列端口賦值 0x0f 返回 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 16 圖 24C02讀寫操作的軟件算法流程圖 圖 2 修改密碼流程圖 輸入密碼 存入緩沖 再輸入一 比較密碼 按下輸入新密碼 調(diào) 用 24C02 調(diào)用顯示 重新輸入 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 17 系統(tǒng)功能及仿真 （一）開鎖 （二） LCD1602 液晶顯示 （三）密碼修改 （四）報警 （五）還能添加掉電存儲 當給單片機上電后，單片機顯示如圖： 圖 41 仿真圖 1 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 18 當輸入密碼時，單片機顯示如圖： 圖 42 仿真圖 2 密碼錯誤的情況下修改密碼（即輸入新密碼）顯示如圖： 圖 43 仿真圖 3 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 19 當輸入正確密碼時單片機顯示如圖： 圖 44 仿真圖 4 輸入新密碼之后保存 顯示： 圖 45 仿真圖 5 四川師范大學成都學院電子工程系課程設(shè)計報告 20 圖 46 實物圖 5 總 結(jié) 以上為本人設(shè)計的電子密碼鎖電路。另外，在系統(tǒng)應(yīng)用程序方面，該設(shè)計只實現(xiàn)了修改密碼、開關(guān)鎖、自動報警等功能，要想在現(xiàn)實生活中推廣，還必須針對實際應(yīng)用場合的需要，進一步完善系統(tǒng)功能的程序。其經(jīng)過多次的整理，是一個比較不錯的設(shè)計，可以滿足人們的基本需求，但是因為水 平有限，此電路中也存在一定的問題， 的設(shè)計并不奢望一定能成功，但一定要對已學的各種電子知識能有一定的運用能力，我做設(shè)計的目的是希望能檢查下對所學知識的運用能力的好壞，并且開始慢慢走上創(chuàng)造的道路，這是非?？少F的一點。電路的密碼不能忘記，一旦忘記，就難以打開，這可以通過增加電路解決，但那過于復雜。也許還有其他的一些不足，還請老師給以支持。 // 當輸入 0~9 中的數(shù)字時可以輸入密碼，不超過 6 位數(shù)，輸入完成后按下 A // 鍵開鎖，密碼正確時 LED 點亮，液晶顯示開鎖成功。 //