【正文】 共陽極和共陰極兩種。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。在本設(shè)計(jì)中數(shù)碼管的顯示采用動態(tài)掃面的方式。而各位的共陰 極或共陽極分別由相應(yīng)的 I/O 口控制，實(shí)現(xiàn)位選時各位分時選通。 如圖 所示 。 74HC138 特有 3 個使能輸入端：兩個低有 效（ E1 和 E2）和一個高有效（ E3）。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4片 74HC138 芯片和1 個反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個 132（ 5線到 32線）譯碼器。 因此當(dāng)利用 8 位 I/O 口中的 3 位即可實(shí)現(xiàn) 8 個數(shù)碼管的位選。上述保持 1ms 的時間響應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。另外，顯示位的增多，也將占用大量的 CPU 時間，因此動態(tài)顯示的實(shí)質(zhì)是以犧牲 CPU 的時間來換取元件的減少。否則數(shù)碼管將一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對密碼鎖進(jìn)行開鎖時，按下開關(guān) 鍵按鍵后利用鍵盤上的數(shù)字鍵 0－ F 輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在數(shù)碼管上顯示一個數(shù)字，當(dāng)輸入六位密碼正確則打開電子鎖，若輸入密碼不正確次數(shù)達(dá)三次則啟動報警。 如圖 所示。由 6 腳和 4只電容構(gòu)成。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。 其中 13腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11腳（ T1IN）、 14腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN輸入轉(zhuǎn)換成 RS232數(shù)據(jù)從 T1OUT、T2OUT 15 圖 MAX232 引腳及外圍電路 送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 4） 功耗低，典型供電電流 5mA 5） 內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū)動器 6） 內(nèi)部集成兩個 RS232C 接收器 7） 高集成度，片外最低只需 4 個電容即可工作。以聲卡來說，要實(shí)現(xiàn)對模擬信號 或 48kHz 的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個 或48kHz的時鐘頻率。但是現(xiàn)在的娛樂級聲卡為了降低成本，通常都采用 SCR 將輸出的采樣頻率固定在48kHz，但是 SCR會對音質(zhì)帶來傷害，而且現(xiàn)在的娛樂級聲卡都沒有很好地解決這個問題 。 晶振電路圖如圖 所示。石英晶體振蕩器廣泛地應(yīng)用在電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、無線通訊設(shè)備、電子鐘表、單片機(jī)、數(shù)字儀器儀表電子設(shè)備中。在單片機(jī)中為其提供時鐘頻率。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝了的。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛 宣布全面支持 Keil 即可看出。運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB或更多 RAM、 20M以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN202WINXP 等 操作系統(tǒng) 。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。 uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。它可以支持所有 8051 的衍生產(chǎn)品，也可以支持所有兼容的仿真器，同時支持其它第三 方開發(fā)工具。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代 碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 18 . Keil C51 單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 I shell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。然后分別由 C51及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。 ABS 文件由 OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行 源代碼 級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM 中。 使用時只要將 Keil C51 生成的 .HEX 文件燒進(jìn)單片機(jī)就可以了，操作非常簡單。 1） 鍵盤掃描模塊 鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒有按鍵按下的時候，單片機(jī)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。密碼修改程序要求密碼要輸入兩次，程序?qū)纱屋斎氲拿艽a比較一致時，即用此密碼代替原先的密碼，如果兩次輸入的密碼不一致，則重復(fù)操作。 3） 密碼比較判斷模塊 該模塊的功能是將鍵盤輸入的密碼與設(shè)定的密碼進(jìn) 行比較，若密碼正確，則開鎖；若不正確，則密碼輸入次數(shù)計(jì)數(shù)單元計(jì)數(shù)，如達(dá)不到 3 次，返回鍵盤掃描模塊；若計(jì)數(shù)已達(dá) 3 次，則調(diào)用報警模塊。 5） 報警模塊 該模塊為了保證安全性，當(dāng)密碼輸入的次數(shù)超過 3 次，就會發(fā)出報警，以便引起人們的注意。該單片機(jī)采用高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，能兼容 MCS51 指令系統(tǒng)， 其應(yīng)用更靈活。本系統(tǒng)由電源電路、鍵盤電路、報警電路、顯示電路、電子鎖控制電路和單片機(jī)電路組成，所以，對單個模塊的調(diào)試及功能測試是不可少的環(huán)節(jié)： 1）鍵盤電路 采用 4 4 矩陣鍵盤輸入，這種接口方式適用于按鍵數(shù)量較多的場合。 矩陣鍵盤搭建好之后，用萬用表測試過各條行線和列線，均為導(dǎo)通狀態(tài)。 3）顯示電路 采用共陰極的數(shù)碼管，其公共陰極接電源，其它管腳接低電平后， 8段數(shù)碼管均能被點(diǎn)亮，這也說明數(shù)碼管這一元器件是好的，能正常工作。 4）單片機(jī)電路 整個電路的核心部分，它連接其他各電路模塊，因此接線在這里顯得極為 重要。 聯(lián)機(jī)調(diào)試 單片機(jī)芯片內(nèi)輸入所編寫的程序之后，我們對系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件的結(jié)合工作，其碰到的主要問題就是接觸問題。 在系統(tǒng)調(diào)試過程中，碰到的主要問題有： 1） 顯示問題， 數(shù)碼管的段選和位選問題 數(shù)碼管的位選分別接在 3— 8 譯碼器的 8 個輸出上數(shù)碼管是共陰的，所以只要位選給高 電平 1，相應(yīng)的位就會被點(diǎn)亮。 8個輸出引腳剛好對應(yīng)數(shù)碼管的 8 個位選，例如輸入是 101，十進(jìn)制數(shù)就表示5，也就是第 5 只腳高電平，在芯片上就是 Y5輸出 1，世紀(jì)能看到的就是數(shù)碼管的第 5 位點(diǎn)亮了。 2） 鍵盤的輸入問題 因?yàn)殒I盤是矩陣鍵盤， 分行線和列線，用 P00— P03分別接矩陣鍵盤的行線，P04— P07分別接矩陣鍵盤的列線，因?yàn)橐粋€按鍵的狀態(tài)是由行線和列線共同決定，因此寫程序比較復(fù)雜，而 且 還有一個問題就是當(dāng)鍵盤按下去時人的手會輕微的抖動，掃描程序會誤認(rèn)為按下去多次， 解決這個問題的辦法只能是用軟件實(shí)現(xiàn)，在按鍵時加一個延時程序，經(jīng)過多次試驗(yàn)，得出延時設(shè)為 8ms 比較適中，理論上說在按鍵松手后應(yīng)該還有松手檢測，即確認(rèn)按鍵是否真的松開，這樣就萬無一失了，但在實(shí)際過程中，不加松手檢測也沒出過 錯，試驗(yàn)多次也沒出問題，因而把松手檢測部分省略掉提高程序的運(yùn)行速率。單片機(jī)上電是通過 USB 供電。本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)下載部分是由串口通信芯片 MAX232 來完成的， 下載線用的是 USB 轉(zhuǎn)串口通信，在一般默認(rèn)情況下 windows 操作系統(tǒng)里是不帶 USB 轉(zhuǎn)串口的驅(qū)動程序的， 22 因此在下載程序之前要先安裝驅(qū)動程序。 4） 系統(tǒng)的具體操作和執(zhí)行過程，在此以表格形式說明 。 本設(shè)計(jì) 是一個數(shù)字密碼鎖，相對于已有的電子密碼鎖， 硬件設(shè)計(jì)中 還有 有很多不足之處，比如密碼的顯示部分，用數(shù)碼管只能一位一位來顯示數(shù)字和字母，而且顯示起來很不方便；密碼的設(shè)計(jì)部分也有改進(jìn)的方法 。用液晶顯示器的好處是可以顯示中文 或英文 來提醒具體 應(yīng)該如 何 操作，還可以設(shè)置更多位的密碼。 2）密碼設(shè)計(jì)的改進(jìn) 要加強(qiáng)電子鎖的防盜功能，密碼的設(shè)計(jì)還可以采用指紋識別、人臉識 別、體溫識別、掌紋識別、以及刷卡識別等。 3）控制功能的改進(jìn) 在本設(shè)計(jì)中，由于經(jīng)費(fèi)問題沒有設(shè)計(jì)密碼鎖的其他控制功能。 ） 、 數(shù)字 密碼控制功能 、 反鎖功能 、 語音音量調(diào)節(jié)功能 、 系統(tǒng)故障自動巡檢功能 、 火災(zāi)報警功能 （ 在室內(nèi)如果溫度達(dá)到 75176。 軟件方面的改進(jìn) 在本設(shè)計(jì)的軟件編寫中，由于時間原因，編寫的程序只能實(shí)現(xiàn)開鎖功能，至于退格，刪除，確認(rèn)這些功能鍵都沒設(shè)置。 24 改進(jìn)方法，在原來 4 4 矩陣鍵盤的基礎(chǔ)上，加 上四個獨(dú)立鍵S17,S18,S19,S20。獨(dú)立按鍵中加了管理員解密這一功能，管理員解密就是當(dāng)輸入密碼三次出錯后密碼鎖會被鎖定，這時只有按下管理員解密這一按鍵，并且輸入內(nèi)置的密碼才能開鎖。 表 51 獨(dú)立鍵盤功能說明 按鍵 功能 S17 返回 S18 刪除 S19 確認(rèn) S20 管理員解密 把獨(dú)立按鍵加上以后，再配合程序的設(shè)計(jì) ，改進(jìn)后的電子密碼鎖的 系統(tǒng)工作過程如表 52 所示。在指導(dǎo)老師崔星的悉心指導(dǎo)下，我終于順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且是對自己能力的一種提高。要學(xué)習(xí)的東西還很多，以前老是覺得什么東西都會什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。注重理論和實(shí)踐的結(jié)合。它是大學(xué)生完成學(xué)業(yè)的標(biāo)志性作業(yè)，是對學(xué)習(xí)成果的綜合性總結(jié)和檢閱。 對于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) ，總的來說還是比較成功的，硬件部分基本完成。在硬件部分由于 MCS51 系列單片機(jī)具有良好的通用性，兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中所用的芯片還可以用同類的其他芯片代替，這樣使得密碼鎖的設(shè)計(jì)更加靈活。由于時間有限和本人知識水平的有限發(fā)揮，本系統(tǒng)可以改進(jìn)的地方還很多，在第 5 章已經(jīng)詳細(xì)介紹過了。設(shè)計(jì)過程中懂得了很多東西，也培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)的能力，也樹立了我們對知識應(yīng)用的信心，使自己充分體會到了在設(shè)計(jì)過程中的成功喜悅。 本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師 崔星 的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 崔 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 真誠的感謝參加論文評審和答辯的各位老師，感謝你們的辛勤勞動和即將從你們那里獲得的有益教誨；感謝 學(xué)長 和同學(xué)們在 設(shè)計(jì) 中給予的指導(dǎo)和幫助。多虧了張濤學(xué)長的開導(dǎo)和幫助，這次的設(shè)計(jì)才得以順利完成。在此，也對他們表示衷心感謝。最后要感謝的是我的父母和家人，感謝他們多年來對我默默的支持和幫助。 27 附錄一 程序 include //包含頭文件，頭文件包含特殊功能寄存器的定義 define uchar unsigned char //將 unsigned char 定義為 uchar，簡化輸寫。 //定義音樂輸出端口 define uint unsigned int sbit H1=P0^4。 sbit H3=P0^6。 sbit key1=P3^2。 sbit key3=P1^0。 uchar code duma[]={0x3f,0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40}。 //P1 口的片選位 uchar k,i,num=0。 uchar timer0h,timer0l,time。 // 音階頻率表 高八位 code uchar FREQH[]={0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8, 0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,0xFC, //1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE, 0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF}。 void delay(uchar t) { uchar t1。 for(t1=0。t1++) { for(t2=0。t2++) {。 } /*定時器中斷 */ void t0int() interrupt 1 { TR0=0。 TH0=timer0h。 TR0=1。 TL0=timer0l。 delay(time)。 uchar b[6]。p9。 delay(1)。 } while(1) { P2=0x00。 if(H1==0){ P1=numb。b[j]=P2。 delay(1) 。numb++。P2=0x06。j++。 num++。 } //按鍵盤 S2,顯示 1 if(H3==0){P1=numb。b[j]=P2。 delay(1) 。num