【正文】 ）44的矩陣鍵盤其中包括09的數(shù)字鍵和AF的功能鍵（6）本產(chǎn)品具備報警功能，當輸入密碼錯誤時蜂鳴器響并且LED燈亮。 總體設(shè)計方案選定采用一種是用以AT89C51為核心的單片機控制方案。在單片機的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接LCD1602顯示器用于顯示作用。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，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，AT89C20與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。作為輸出口用時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在F1ash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。對端口寫“l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。 P2 口：P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I／O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個TTL邏輯門電路。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXRi 指令）時，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不改變。 P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I／0 口。P3口除了作為一般的I／0口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號 RST：復(fù)位輸入。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功能。 ALE／PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。 PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。 EA／VPP：外部訪問允許。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。F1ash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程電壓Vpp。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。（2）最高工作頻率為33MHz，89C51的極限工作頻率為24MHz，就是說C51具有更高的工作頻率，從而具有了更快的計算速度。（4）內(nèi)部集成看門狗計時器，不再需要像C51那樣外接看門狗計時器單元電路。（6）電源關(guān)閉標識。（8）兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。89C51則支持Isp在線編程寫入技術(shù)。（10）電源范圍：89C51電源范圍寬達4～。綜上所述本設(shè)計選定AT89C51。（2）工作電路它由KS006KS0065 及幾個電阻電容組成。可與微處理器或微控制相連,通過送入數(shù)據(jù)和指令，就可使模塊正常工作。它既可當行驅(qū)動用，也可以當列驅(qū)動用，由202Bin 二進制移位寄存器、202Bin 數(shù)據(jù)鎖存器和202Bin 驅(qū)動器組成功能： 通道點陣LCD 驅(qū)動；；：輸出，能產(chǎn)生202 個LCD 驅(qū)動波型；輸入，接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號，偏壓（V1—V6）；特性：：靜態(tài)~1/5；：+5V+10%；：5V； 處理； 引腳、塑封； 控制器KS0066KS0066 是用低功耗CMOS 技術(shù)制造的大規(guī)模點陣LCD控制器（兼帶驅(qū)動器），和4Bin/8Bin 微處理器相連連，它能使點陣LCD 顯示大小英文字母、符號。特性:；7 或510 點字符； 容量：808Bin（80 字符）； 能提供戶所需字符庫或標準庫；字符容量：192 個字符（57 點字符）；32 個字符（510 點字符）； 和CGRAM 都能從Mpu 讀取數(shù)據(jù)；：16 個行掃信號（mon singnal），40 個列掃信號（sengment singnal）；：1/8duty（1Line，57dots+Cursor）；1/11 duty（1Line，510dote+Cuesor）；1/16 duty（2Line，57dots+Cuesir）；；：11 種； 引腳、塑封。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進行各種功能的實現(xiàn)。本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。其原理框圖如圖23所示：圖23 電子密碼鎖原理框圖 本設(shè)計單片機硬件資源的分配： ～?！?。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。圖24即為手動（開關(guān)）復(fù)位電路： 圖24 手動復(fù)位電路復(fù)位后的狀態(tài)，表明復(fù)位后的程序從0000H開始執(zhí)行?！玃3口值為FFH。單片機在復(fù)位后，已使P0～P3口每一端線為“1”，為這些端線用作輸入口做好了準備。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖234。對外接電容Cl、C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。用戶也可以采用外部時鐘。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。 圖26 單片機自激震蕩電路由于單片機有內(nèi)部振蕩器，所以本設(shè)計采用圖27的晶振電路：圖27 晶振電路 芯片擦除 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。 此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 開鎖機構(gòu) 用戶通過LCD提示信息，用鍵盤輸入正確密碼，從而達到開鎖的目的。電路驅(qū)動和開鎖兩級組成。 D1作為開鎖的提示，當輸入密碼正確時，D1亮；本設(shè)計電子鎖控制電路主要由繼電器、三極管和發(fā)光二極管構(gòu)成。三極管的基極通過一個電阻接單片機的引腳。圖中普通二極管是繼電器線圈的續(xù)流二極管，為感應(yīng)電動勢提供回路，以免損壞三極管。 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N條行線和M條列線，即可組成具有NM個按鍵的鍵盤。 （1）44矩陣鍵盤的工作原理 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如下圖所示。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。（2）掃描原理 把每個鍵都分成水平和垂直的兩端接入，比如說掃描碼是從垂直的入，那就代表那一行所接收到的掃描碼是同一個bit，而讀入掃描碼的則是水平，掃描的動作是先輸入掃描碼，再去讀取輸入的值，經(jīng)過比對之后就可知道是哪個鍵被按下。 由於這種按鍵是機械式的開關(guān)，當按鍵被按下時，鍵會震動一小段時間才穩(wěn)定，為了避免讓8051誤判為多次輸入同一按鍵。圖29為鍵盤整體?？驁D： 圖29 鍵盤整體?？驁D 顯示電路設(shè)計 顯示設(shè)計采用字符型液晶屏設(shè)計，由單片機的P0口控制顯示，～。開鎖時，按下鍵盤上的開鎖按鍵后，利用鍵盤上的數(shù)字鍵0－9輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個*，輸入多少位就顯示多少個*。通過LCD顯示屏，可以清楚地判斷出密碼鎖所處的狀態(tài)。Proteus的軟件仿真基于VSM技術(shù)，它與其他軟件最大的不同也是最大的優(yōu)勢就在于它能仿真大量的單片機芯片，比如MCS51系列、PIC系列等等，以及單片機外圍電路，比如鍵盤、LED、LCD等等。 本密碼鎖采用proteus進行電路圖設(shè)計，經(jīng)過元件選型，用萬能實驗版進行硬件焊接，以實現(xiàn)硬件部分。圖31為主程序流程圖： 圖31 主程序的流程圖 主程序模塊主程序主要是完成系統(tǒng)初始化、設(shè)置中斷向量、檢查有無鍵按下、以及調(diào)用顯示等等。 rw bit 。 display equ p0 。 led bit 。 returnbit bit 。程序開始地址 LJMP start。 LJMP intermit_t0。 LJMP intermit_t1。 start: MOV sp,60h。調(diào)用子程序sys_initialization 鍵盤掃描及程序流程圖 鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。行掃描法：行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。 在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。（2）下面給出一個具體的例子：單片機的P1口用作鍵盤I/O口，鍵盤的列線接到P1口的低4位，鍵盤的行線接到P1口的高4位。4根行線和4根列線形成16個相交點?！?”，“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。當檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做