【正文】 計 [M]．西安電子科技大學(xué)出版社． 2020 預(yù)期目標和成果形式 學(xué)會如何查閱資料，掌握電子電路設(shè)計并熟練掌握單片機設(shè)計流程，熟練 C 語言軟件設(shè)計平臺 KEIL 的使用。該操作可通過鍵盤或遙控進行。該操作可通過鍵盤或遙控進行。該操作可通過鍵盤或遙控進行。提高保密性。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 小區(qū)智能密碼鎖設(shè)計 姓 名 李興華 學(xué) 號 28010202060 專業(yè)班級 集成電路（ IC）設(shè)計 08 所在學(xué)院 電子信息學(xué)院 指導(dǎo)教師（職稱）王紅航（講師） 完成時間 2020 年 4 月 電子科技大學(xué)中山學(xué)院教務(wù)處制發(fā) 電子科技大學(xué)中山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 題目名稱 小區(qū)智能密碼鎖 設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容和要求 密碼輸入：鍵盤輸入 :每按下一個數(shù)字鍵，就輸入一個數(shù)值，并在顯示器上顯示出該數(shù)值，同時將先前輸入 的數(shù)據(jù)依次左移一個數(shù)字位置。無線輸入 :采用 藍牙頻率進行無線通信，輸入密碼時發(fā)射端與接收端以特定的協(xié)議進行頻率跳變。 密碼清除：按下清除鍵可以清除前面所有的輸入值，清除成為“ 0000”。 密碼更改：按下更改鍵可將目前的數(shù)碼設(shè)定成新的密碼。 密碼上鎖：按下上鎖鍵可將密碼鎖上鎖。 密碼解除：按下確認鍵首先檢查輸入的密碼是否正確，密碼正確即開鎖。以及熟練掌握無線收發(fā)芯片 NRF24L01 的應(yīng)用。 起止時間 2020 年 9 月 20日 至 2020 年 4 月 30 日 指導(dǎo)單位 電子信息學(xué)院 指導(dǎo)教師 王紅航 2020 年 9 月 25日 審核意見 審核 簽名 年 月 日 電子科技大學(xué)中山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表 設(shè)計（撰寫）過程 評語： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 成績 論文評閱 評語： 評閱教師： 年 月 日 成績 論文答辯 評語： 答辯組長： 年 月 日 成績 總分 審核人： 年 月 日 I 小區(qū)智能密碼鎖設(shè)計 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。密碼鎖具具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。 設(shè)計了一款可以多次修改密碼、具有密碼錯誤報警功能和無線開鎖功能 的無線遙控密碼鎖。整機電路 穩(wěn)定性高，成本低，還能擴展很多功能。s demands for safe and secured devices increase highly in daily life. In order to meet the requirements of the lock and to increase the security of it, the key with passwords instead of the lock es into being. The key with passwords has the advantage of safety, low cost, low power consumption and easy operation. The design use STC89C52 MCU for the main chip and AT24C02 chip for storage of the powerdown. A wireless remote control lock was designed, which can repeatedly change the password, also enjoy password error alarm functions and wireless unlock function. The system includes: matrix keyboard input module, LCD display module, error alarm modules, powerdown memory module, wireless input module. The programming language adopted is C language. The whole circuit not only pocesses high stability and low cost, but also extends a lot of functions. Keywords: STC89C52。 Electronic code lock。 Poweroff protection。但在使用中暴露了很多缺點：一是機械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的不同齒形與鎖芯的配合來工作的。二是鑰匙一旦丟失，無論誰撿到都可以將鎖打開。四是機械鑰匙容易被復(fù)制。 隨著人們生活質(zhì)量的提高和安全意識的加強， 如何更好的防盜這一問題也變得尤為重要，傳統(tǒng)的機械鎖具由于其構(gòu)造簡單，帶有鎖孔，被撬的事件屢見不鮮，已遠遠不能滿足人們的需要。電子式的密碼鎖，它具有成本 低 ，密碼量大，不易破譯的優(yōu)點，但是 目前的 電子密碼鎖系統(tǒng) 大 都采用的是固定式的鍵盤 ，鍵盤外漏很容 易導(dǎo)致密碼被竊 。 論文針對目前市場上的密碼鎖具存在的缺點，設(shè)計出一款既能夠通過無線鍵盤輸入密碼又帶有鍵盤輸入功能的密碼鎖，該產(chǎn)品具有很好的實用意義。能夠做到一個遙控開多個鎖，方便實用。密碼可以由用戶自己任意設(shè)定（只支持 8 位及 8 位以下密碼），在輸入新密碼時候需要二次確認，以防止誤操作。 2. 密碼顯示 為了幫助用戶確認是否輸入成功，特在電路中設(shè)置了液晶顯示電路；而為了防止密碼外泄，顯示時，并不是顯示用戶按下的數(shù)字信息，而是以一個特定的字母符號提醒用戶是否輸入成功。若無鍵按下，則不會顯示字符。 3. 本機鍵開鎖 當用戶鍵入正確密碼后，再按確認鍵，便會自動開鎖，如果鍵入完密碼后不按確認鍵，2 默認放棄開鎖。由蜂鳴器發(fā)出報警聲。這時必須按復(fù)位方可停止。 5. 遙控解鎖 當有特殊情況發(fā)生時，或怕有人偷窺到密碼時，或不想用鍵盤開鎖時，可選用遙控器來解鎖。 該設(shè)計使用 AT24C02 保存密碼，支持復(fù)位保存，掉電保存功能。此乃本設(shè)計安全可靠性之四。 STC89C52 是一個低功耗，高性能 的 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器 和256bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）。其 芯片內(nèi) 部 集成 了 8 位中央處理器和 ISP Flash 可反復(fù)擦寫的存儲單元。 無線模塊的選擇 在本系統(tǒng)中采用遙控方式來進行開鎖的主要目的就是使鎖的安全性更高，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的準確無誤，更加方便人們使用。紅外，作為無線通信方式的一種，具有實現(xiàn)簡單、價格便宜等優(yōu)點 。由于紅外線的波長較長，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無線通訊的場合，進行點對點的直線通信。另外，紅外通信的保密性相對較差。 方案二 采用 NRF24L01 了作為無線通信器件。既節(jié)省收發(fā)能量又能提高收發(fā)速度。其通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)的承載方式都極具加密性。對于通信的加密性方面有極大幫助。 鍵盤的選擇 由于本系統(tǒng)要使用 13 個按鍵，其中數(shù)字鍵 10 個（ 0－ 9），特殊功能鍵 3 個，若使用獨立式按鍵連接方式需要 13 個 I/O 口，這樣一來 I/O 口的占用量太大， 浪費 I/O 資源，所以選用 4*4 的矩陣鍵盤，這樣可以省下 5 個 I/O 資源。 LCD1602 雖然價格比較便宜，但只能用于符號顯示或數(shù)字的顯示，不能顯示漢字。最終定下了 NOKIA5110 液晶。除此之外，該液晶具有所需 I/O 口少，體積小，編程方便等優(yōu)點。其中基本密碼開鎖包括：鍵盤輸入模塊、 LCD 液晶顯示模塊、報警模塊、存儲?？?、電源轉(zhuǎn)換電路模塊、無線接收模塊、開鎖模塊。 無線遙控密碼鎖的基本密碼鎖開鎖部分硬件框圖如圖 31 所示： 圖 31 無線密碼鎖的基本密碼鎖開鎖部 分硬件框圖 各功能模塊的具體功能如下： 鍵盤輸入模塊：用一個 4*4 的矩陣鍵盤，通過鍵盤輸入的正確與否來執(zhí)行相應(yīng)的操作。 報警模塊：當用戶出現(xiàn)輸入密碼不正確時發(fā)出報警信息。 電源轉(zhuǎn)換電路模塊：由于單片機的工作電壓為 5V，但無線模塊的最好工作電壓為。 無線發(fā)送模塊：將遙控模塊中鍵盤輸入的值傳送給無線接收 模塊。 STC89C52 鍵盤輸入模塊 顯示模塊 報警模塊 開鎖 電源轉(zhuǎn) 換電路 存儲模塊 無線接收模塊 6 無線遙控的系統(tǒng)框圖如圖 32 所示： 圖 32 無線密碼鎖的發(fā)射硬件框圖 元器件的選擇 經(jīng)過對市場的 了解 ， 綜合各方面的因素考慮，本系統(tǒng)的設(shè)計主要采用以下幾款元器件： 主控芯片： STC89C52 無線模塊 ： NRF24L01 EEPROM： AT24C02 LCD 液晶： NOKIA5110 報警器： 1 個蜂鳴器 鍵盤： 4*4 矩陣鍵盤 各 功能模塊的介紹與設(shè)計 主控芯片的介紹 STC89C52 帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory ）。兼容工業(yè)標準的 MCS51 輸出管腳和指令集。還可以作為單片機與 PC 機的串口通信接口電路。當該兩個引腳與定時元件相連時 內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩 從而產(chǎn)生定時信號帶動單片機工作 。晶體振蕩 器 頻率 范圍為～ 12MHz，電容值 范圍為 5～ 30pF，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。對于 外部振蕩 器 信號， 需要 保證脈沖寬度 在特定范圍內(nèi) ，一般 采用頻率低于 12MHz 的方波 。 復(fù)位操作中 把 PC 初始化為 0000H，使單片機從 0000H單元開始執(zhí)行程序。 當程序運行失常，導(dǎo)致單片機死機時，復(fù)位操作可以使系統(tǒng)重啟，單片機便能進入正常工作狀態(tài)。 8 表 31 一些寄存器的復(fù)位狀 態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H （ 2）復(fù)位信號及其產(chǎn)生 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。若使用 頻率 為 6MHz 的晶振， 復(fù)位端需要有 4us 以上的高電平才能使系統(tǒng)進入復(fù)位狀態(tài) 。 GND(Pin20)：接地線。 XTAL2：片內(nèi)振蕩電路的輸出端或外部時鐘的輸入端。 ALE/PROG：地址鎖存允許信號。 EA/VPP：程序存儲器選擇端，接低電平使用外部程序存儲器，接高電平則使用內(nèi)部程序存儲器。 P0 口： 8 位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 P2 口： 8 位準雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 STC89C52 內(nèi) 部主要硬件： 兩個外部中斷。 3 個定時器。 很低的應(yīng)用成本： NRF24L01 集成了 RF。沒有 SPI 接口的單片機可以利用單片機的 I/O 口進行模擬，內(nèi)部有 FIFO，用于數(shù)據(jù)緩存，因此 NRF24L01 可以與各種高低速微處理器接口，便于使用低成本單片機。能自動檢測到數(shù)據(jù)丟失并重新發(fā)送數(shù)據(jù)，重發(fā)間隔時間以及重發(fā)次數(shù)由軟件控制。 NOKIA5110 模塊的介紹與設(shè)計 NOKIA5110 模塊如圖 37 所示： 圖 37 NOKIA5110 模塊 它與單片機六個 I/O 口相連。支持多種串行通信協(xié)議（如 AVR 單片機的 SPI、 MCS51 的串口模式 0 等）， 4Mbps 傳輸速率。 (4) 采用低電壓供電，正常顯示時的工作電流在 200μA 以下，且具有掉電模式。只需將 5110 模塊插入該排座就完成連接。 AT24C02 有一個 16 字節(jié) 的 頁寫緩沖器。 （ 3） 特性： 數(shù)據(jù)線上的 看門狗定時器 可編程復(fù)位門欄電平 高 數(shù)據(jù)傳送速率 為 400KHz 和 1C 總線兼容 7V的工作電壓 低功耗 CMOS 工藝 12