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武 威 職 業(yè) 學(xué) 院 應(yīng)用電子技術(shù) 專業(yè)(??疲┊厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 多功能電子密碼鎖 姓 名 朱三兄 學(xué) 號(hào) 1402090114 指 導(dǎo) 老 師 郭睿涵 完 成 日 期 2016 .6.24 教 學(xué) 系 電子信息工程系 摘 要隨著人們生活水平的提高,如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變得尤為突出,傳統(tǒng)的機(jī)械鎖,由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單,安全性能低,無法滿足人們的需要。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天,電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用顯得日趨重要。本次設(shè)計(jì)的題目是基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì),系統(tǒng)由AT89S52與低功耗CMOS型EPROM AT24C02作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元,結(jié)合外圍的鍵盤輸入、LCD顯示、報(bào)警、開鎖等電路模塊。它能完成以下功能:正確輸入密碼前提下,開鎖;錯(cuò)誤輸入密碼情況下,報(bào)警;密碼可以根據(jù)用戶需要更改。本密碼鎖具有設(shè)計(jì)方法合理,簡(jiǎn)單易行,成本低,安全實(shí)用等特點(diǎn),具有一定的推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞 :電子密碼鎖 報(bào)警 液晶顯示AT89S52目 錄前 言II第1章 緒 論11.1 課題背景11.2 課題設(shè)計(jì)目標(biāo)1第2章 系統(tǒng)方案論證22.1 主控部分22.2 密碼輸入方式的選擇2第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)43.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)43.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.2.1 AT89S5253.2.2 存儲(chǔ)芯片AT24C0263.2.3 LCD1602顯示器8第4章 硬件設(shè)計(jì)104.1 鍵盤輸入模塊114.2 密碼存儲(chǔ)模塊114.3 復(fù)位電路124.4 晶振電路134.5 顯示模塊134.6 報(bào)警電路144.7 開鎖控制電路14第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)155.1 系統(tǒng)程序流程圖155.1.1 主程序流程圖155.1.2 鍵功能程序流程圖165.1.3 開鎖程序流程圖17開鎖子程序18致 謝20參考文獻(xiàn)21II前 言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)日常生活的安全保險(xiǎn)器件的要就越來越高,電子安全密碼鎖是基于這一要求的保險(xiǎn)器件,其設(shè)計(jì)概念及應(yīng)用與常見的保安密碼鎖有所不同。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)看,電子安全密碼鎖是一個(gè)實(shí)體域定義的概念,比較機(jī)械安全密碼鎖,具有設(shè)計(jì)/實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便,密碼裝定靈活制造成本低廉等優(yōu)點(diǎn),每一位解鎖意圖碼在安全密碼鎖內(nèi)部引發(fā)的試圖解鎖動(dòng)作,可稱為安全密碼的“解鎖事件”一個(gè)解鎖事件序列包含一系列有序的解鎖事件。電子安全密碼鎖完全匹配時(shí)方可逐步開啟密碼鎖。當(dāng)今智能電子密碼鎖發(fā)展已經(jīng)到了非常高的境界,由于電子元件特別是單片機(jī)應(yīng)用在這幾年得到空前發(fā)展,無論功能性,穩(wěn)定性都比較全面,在保密方面已做到人眼識(shí)別,指紋識(shí)別,人聲識(shí)別基本上電影上有的現(xiàn)實(shí)也有。在國(guó)外發(fā)展比較早,所以應(yīng)用也比較廣泛,主要在家庭裝較貴重地方,銀行,保險(xiǎn)柜等應(yīng)用較多,在國(guó)內(nèi)這方面發(fā)展也較快,不管自己開發(fā)或是引進(jìn)都有,在重要地方應(yīng)用也較多,由于價(jià)錢比普通電子鎖貴,早幾年應(yīng)用較少,現(xiàn)在越來越普及到平常化,未來的發(fā)展也會(huì)越來越被大眾采用,由于它的功能、安全是電子鎖無法相比的,發(fā)展前境是非常大的。第1章 緒 論1.1 課題背景隨著人們生活水平的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng),對(duì)安全的要求也就越來越高。鎖自古以來就是把守護(hù)門的鐵將軍,人們對(duì)它要求甚高,既要安全可靠的防盜,又要使用方便,這也是制鎖者長(zhǎng)期以來研制的主題2。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,各類電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生,電子密碼鎖就是其中之一。據(jù)有關(guān)資料介紹,電子密碼鎖的研究從20世紀(jì)30年代就開始了,在一些特殊場(chǎng)所早就有所應(yīng)用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷,就是為提高鎖的安全性。由于電子鎖的密鑰量(密碼量)極大,可以與機(jī)械鎖配合使用,并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼,無需攜帶金屬鑰匙,免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱,而被越來越多的人所欣賞。電子鎖的種類繁多,例如數(shù)碼鎖,指紋鎖,磁卡鎖,IC卡鎖,生物鎖等。但較實(shí)用的還是按鍵式電子密碼鎖。 1.2 課題設(shè)計(jì)目標(biāo)本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)為主控芯片,結(jié)合外圍電路,通過軟件程序組成電子密碼鎖系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn):1 正確輸入密碼前提下,開鎖并有正確提示;2 錯(cuò)誤輸入密碼情況下,蜂鳴器報(bào)警并短暫鎖定鍵盤;3 密碼可以根據(jù)用戶需要更改。4 為防止誤操作,更改密碼需有兩次確認(rèn)。5 輸出密碼錯(cuò)誤三次鎖死鍵盤。6 密碼掉電保存功能。第2章 系統(tǒng)方案論證2.1 主控部分方案一:采用數(shù)字電路控制用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制,將密碼保存在JK觸發(fā)器中,與輸入密碼通過比較器比較,判斷結(jié)果是否相符合4。采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方案好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,但控制的準(zhǔn)確性和靈活性差,故不采用。 方案二:采用以單片機(jī)為核心的控制方案選用單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心部件,實(shí)現(xiàn)控制與處理的功能。單片機(jī)具有資源豐富、速度快、編程容易等優(yōu)點(diǎn)。利用單片機(jī)內(nèi)部的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)及其引腳資源,外接液晶顯示(LCD),鍵盤輸入等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理傳輸和顯示功能,基本上能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo),因此綜合考慮,本系統(tǒng)采用方案二。2.2 密碼輸入方式的選擇方案一:指紋輸入識(shí)別 指紋識(shí)別技術(shù)主要涉及四個(gè)功能:讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對(duì)。通過指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像,然后要對(duì)原始圖像進(jìn)行初步的處理,使之更清晰,再通過指紋辨識(shí)軟件建立指紋的特征數(shù)據(jù)。軟件從指紋上找到被稱為“節(jié)點(diǎn)”(minutiae)的數(shù)據(jù)點(diǎn),即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置,這些點(diǎn)同時(shí)具有七種以上的唯一性特征。通常手指上平均具有70個(gè)節(jié)點(diǎn),所以這種方法會(huì)產(chǎn)生大約490個(gè)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù),通常稱為模板。通過計(jì)算機(jī)模糊比較的方法,把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較,計(jì)算出它們的相似程度,最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果,從而判斷輸入結(jié)果的正確與否??紤]到本方案軟硬件太過復(fù)雜,而且成本也高,故不采用。方案二:矩陣鍵盤輸入識(shí)別 由各按鍵組成的矩陣鍵盤每條行線和列線都對(duì)應(yīng)一條I/O口線,鍵位設(shè)在行線和列線的交叉點(diǎn),當(dāng)一個(gè)鍵按下就會(huì)有某一條行線與某一條列線接觸,只要確定接觸的是哪兩條線,即哪兩個(gè)I/O口線,就可以確定哪一個(gè)鍵被觸動(dòng)。 行線設(shè)計(jì)成上拉口線,初始時(shí)被置高電位,列線懸空,初始置低。通過不斷讀行線口線,或者中斷方式觸發(fā)鍵位掃描。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下,將列線逐一置低,其他列線置高,讀行線口線。當(dāng)某條列線置低時(shí),某條行線也被拉低,則確定這兩條線的交點(diǎn)處的按鈕被按下。每個(gè)按鍵都可通過程序賦予功能,從而完成密碼識(shí)別。本方案簡(jiǎn)單易行,故采用。第3章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲(chǔ)等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。由用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼,后經(jīng)過單片機(jī)對(duì)用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì)比,從而判斷密碼是否正確,然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報(bào)警電路控制開鎖還是報(bào)警,實(shí)際使用時(shí)只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可。系統(tǒng)整體框圖如圖3-1所示。顯示模塊鍵盤輸入模塊 AT89S52報(bào)警電路復(fù)位電路開鎖電路密碼存儲(chǔ)模塊 圖3-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖各模塊功能如下:1鍵盤輸入模塊:分為密碼輸入按鍵與幾個(gè)功能按鍵,用于完成密碼鎖輸入功能。2顯示模塊:用于完成對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)顯示及操作提示功能。3復(fù)位電路:完成系統(tǒng)的復(fù)位。4報(bào)警電路:用于完成輸錯(cuò)密碼時(shí)候的警報(bào)功能。5密碼存儲(chǔ)模塊:用于完成掉電存儲(chǔ)功能,使修改的密碼斷電后仍能保存。6開鎖電路:應(yīng)用繼電器及發(fā)光二極管模擬開鎖,完成開鎖及開鎖提示。3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.2.1 AT89S52AT89S52單片機(jī)是一個(gè)低功耗,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含8K Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案7。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能: 8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM,32 位I/O 口線,看門狗定時(shí)器,2個(gè)數(shù)據(jù)指針,三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口,片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外,AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作,支持2種軟件可選擇節(jié)電模式??臻e模式下,CPU停止工作,允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下,RAM內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。AT89S52的管腳分布如圖3-2所示。圖3-2 AT89S52芯片管腳P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí),被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時(shí),將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個(gè)TTL門電流,當(dāng)P2口被寫“1”時(shí),其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時(shí),P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí),P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí),它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì),當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí),P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P3口作為AT89S52的一些特殊功能管腳備選功能,P3.0 RXD(串行輸入口)P3.1 TXD(串行輸出口)P3.2 /INT0(外部中斷0)P3.3 /INT1(外部中斷1)P3.4 T0(記時(shí)器0外部輸入)P3.5 T1(記時(shí)器1外部輸入)P3.6 /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7 /RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)AT89S52主要特性如表3-1所示。表3-1 AT89S52主要特性兼容MCS-51指令系統(tǒng)8k可反復(fù)擦寫(1000次)ISP Flash ROM32個(gè)雙向I/O口4.5-5.5V工作電壓3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率0-33MHz全雙工UART串行中斷口線256x8bit內(nèi)部RAM2個(gè)外部中斷源低功耗空閑和省電模式中斷喚醒省電模式3級(jí)加密位看門狗(WDT)電路軟件設(shè)置空閑和省電功能靈活的ISP字節(jié)和分頁編程雙數(shù)據(jù)寄存器指針3.2.2 存儲(chǔ)芯片AT24C02 AT24C02是美國(guó)Atmel公司的低功耗CMOS型EPROM,內(nèi)含2568位存儲(chǔ)空間,具有工作電壓寬(2.55.5 V)、擦寫次數(shù)多(大于10000次)、寫入速度快(小于10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。而且他是采用了IC總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件,占用很少的資源和I/O線,并且支持在線編程,進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便。AT24C02中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后,該地址寄存器自動(dòng)加1,以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時(shí)間,一次操作可寫入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。他通過SDA(串行數(shù)據(jù)線)及SCL(串行時(shí)鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息,并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。 AT24C02正是運(yùn)用了IC規(guī)程,使用主/從機(jī)雙向通信,主機(jī)(通常為單片機(jī))和從機(jī)(AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機(jī)產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào)(通過SCL引腳)并發(fā)出控制字,控制總線的傳送方向,并產(chǎn)生開始和停止的條件。無論是主機(jī)還是從機(jī),接收到一個(gè)字節(jié)后必須發(fā)出一個(gè)確認(rèn)信號(hào)ACK。AT24C02的控制字由8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成,在開始信號(hào)發(fā)出以后,主機(jī)便會(huì)發(fā)出控制字,以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。管腳描述:SCL 為串行時(shí)鐘:串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘這是一個(gè)輸入管腳。SDL 為串行數(shù)據(jù)/地址:雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收SDL,是一個(gè)開漏輸出管腳可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或。A0、A1、A2 為器件地址輸入端:當(dāng)使用24C02 時(shí)最大可級(jí)聯(lián)8個(gè)器件,如果只有一個(gè)24C02被總線尋址,這三個(gè)地址輸入腳A0、A1、A2可懸空或連接到Vss。WP為寫保護(hù):如果WP 管腳連接到Vcc 所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)只能讀當(dāng)WP,管腳連接到Vss 或懸空,允許器件進(jìn)行正常的讀/寫操作8。管腳圖如圖3-3所示。圖3-3 AT24C02引腳圖3.2.3 LCD1602顯示器 現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。1602型LCD顯示模塊具有體積小,功耗低,顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。1602型LCD可以顯示2行16個(gè)字符,有8位數(shù)據(jù)總線D0D7和RS,R/W,EN三個(gè)控制端口,工作電壓為5V,并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能。1602型LCD的接口信號(hào)說明如表3-2所示。表3-2 1602型LCD的接口信號(hào)說明第1腳VSS 電源地第9腳D2雙向數(shù)據(jù)線第2腳VDD +5V電源第10腳D3雙向數(shù)據(jù)線第3腳VEE 液晶顯示偏壓信號(hào)第11腳D4雙向數(shù)據(jù)線第4腳RS 數(shù)據(jù)/命令選擇端第12腳D5雙向數(shù)據(jù)線第5腳R/ W 讀/寫 選擇端第13腳D6雙向數(shù)據(jù)線第6腳E 使能端第14腳D7雙向數(shù)據(jù)線第7腳D0雙向數(shù)據(jù)線第15腳BLA 背光源正極第8腳D1 雙向數(shù)據(jù)線第16腳BLK 背光源負(fù)極主要技術(shù)參數(shù):1602型LCD的主要技術(shù)參數(shù)如表3-3所示。表3-3 1602型LCD的主要技術(shù)參數(shù)顯示容量162個(gè)字符芯片工作電壓4.55.5V工作電流2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓5.0V字符尺寸2.954.35(WXH)mm基本操作程序:讀狀態(tài):令RS=L,RW=L, E=H 輸出:D0D7=狀態(tài)字讀數(shù)據(jù):令RS=H,RW=H, E=H 輸出:無寫指令:令RS=L,RW=L,D0D7=指令碼,E=高脈沖 輸出:D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù):令RS=H,RW=L, D0D7=數(shù)據(jù), E=高脈沖 輸出:無 第4章 硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)外圍電路包括鍵盤輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、顯示部分、報(bào)警部分、開鎖部分組成,根據(jù)實(shí)際情況鍵盤輸入部分選擇44矩陣鍵盤,顯示部分選擇字符型液晶顯示LCD1602,密碼存儲(chǔ)部分選用AT24C02芯片來完成。其原理圖如圖4-1所示。圖4-1 電路原理圖4.1 鍵盤輸入模塊由于本設(shè)計(jì)所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤。采用的是矩陣式按鍵鍵盤,它由行和列組成,也稱行列式鍵盤,按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上,密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成,與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比,要節(jié)省很多I/O口。本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè)44鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用。鍵盤的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置。它與單片機(jī)的連接如圖4-2所示。圖4-2 鍵盤輸入模塊4.2 密碼存儲(chǔ)模塊圖4-3所示AT24C02的1、2、3腳是三條地址線,用于確定芯片的硬件地址。在AT89S52試驗(yàn)開發(fā)板上它們都接地,第5腳和第8腳分別為正、負(fù)電源。第8腳SDL為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出,數(shù)據(jù)通過這條雙向IC總線串行傳送,在AT89S52試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的P3.6連接。第6腳SCL為串行時(shí)鐘輸入線,在AT89S52試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī)的P3.7連接。SDL和SCL都需要和正電源間各接一個(gè)5.1K的電阻上拉。第6腳接P3.5。AT24C02中帶有片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后,該地址寄存器自動(dòng)加1,以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時(shí)間,一次操作可寫入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。圖4-3 密碼存儲(chǔ)電路4.3 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài),并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。在接通電源瞬間,電容C2上的電壓很小,復(fù)位下拉電阻上的電壓接近電源電壓,即RST為高電平,在電容充電的過程中RST端電壓逐漸下降,當(dāng)RST端的電壓小于某一數(shù)值后,CPU脫離復(fù)位狀態(tài),由于電容C2足夠大,可以保證RST高電平有效時(shí)間大于24個(gè)振蕩周期,CPU能夠可靠復(fù)位。其電路如圖4-4所示。圖4-4 復(fù)位電路4.4 晶振電路AT89S52引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容C2、C3按圖4-5所示方式連接。晶振、電容C2C3及片內(nèi)與非門(作為反饋、放大元件)構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器,振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容C2、C3的容量有關(guān),但主要由晶振頻率決定,范圍在033MHz之間,電容C2、C3取值范圍在530pF之間。根據(jù)實(shí)際情況,本設(shè)計(jì)中采用12MHZ作為系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為30pF。其電路圖如圖4-5所示。圖4-5 晶振電路4.5 顯示模塊顯示部分由液晶顯示器LCD1602取代普通的數(shù)碼管完成。開鎖時(shí),按下鍵盤上的開鎖按鍵后,利用鍵盤上的數(shù)字鍵09輸入密碼,每按下一個(gè)數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個(gè)*,輸入多少位就顯示多少個(gè)*。當(dāng)密碼輸入完成時(shí),按下確認(rèn)鍵,如果輸入的密碼正確的話, LCD顯示“DOOR OPEN”,單片機(jī)其中P2.0引腳會(huì)輸出低電平,使三極管T2導(dǎo)通,電磁鐵吸合,繼電器開關(guān)跳轉(zhuǎn),電子密碼鎖被打開,如果密碼不正確,LCD顯示屏?xí)@示“CODE WRONG”,P2.0輸出的是高電平,電子密碼鎖不能打開。通過LCD顯示屏,可以清楚地判斷出密碼鎖所處的狀態(tài)。電路圖如圖4-6所示。圖4-6 顯示電路4.6 報(bào)警電路 報(bào)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(dāng)有鍵按下時(shí),“叮”聲,每按一下,發(fā)聲一次,密碼正確時(shí),響兩聲并開鎖,當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí),單片機(jī)的P2.1引腳為低電平,三極管T3導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)出噪聲報(bào)警。如圖4-7所示。圖4-7 報(bào)警電路4.7 開鎖控制電路開鎖控制電路的功能是當(dāng)輸入正確的密碼后將鎖打開。系統(tǒng)使用單片機(jī)其中一引腳線發(fā)出信號(hào),經(jīng)三極管放大后,由繼電器驅(qū)動(dòng)電磁閥動(dòng)作將鎖打開。用戶通過鍵盤任意設(shè)置密碼,并儲(chǔ)存在E2PROM中作為鎖碼指令。只有用戶操作鍵盤時(shí),單片機(jī)的電源端才能得到3V電源,否則,單片機(jī)處于節(jié)電工作方式。開鎖步驟如下:首先按下鍵盤上的開鎖按鍵,然后利用鍵盤上的數(shù)字鍵09輸入密碼,最后按下確認(rèn)鍵。當(dāng)用戶輸入密碼后,單片機(jī)自動(dòng)識(shí)別密碼,如果密碼不符,則報(bào)警。只有當(dāng)密碼正確,單片機(jī)才能使繼電器處于開鎖狀態(tài)。具體電路如圖4-8所示。圖4-8 開鎖電路第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 系統(tǒng)程序流程圖5.1.1 主程序流程圖主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖5-1所示。 開始初始化 修改開鎖密碼正確 輸入舊密碼N原密碼相同 Y開鎖出錯(cuò)報(bào)警 N N Y設(shè)新密碼 返回 圖5-1主程序流程圖5.1.2 鍵功能程序流程圖鍵功能程序流程圖如圖5-2所示。 鍵功能程序鍵值=09?鍵值=開鎖?鍵值=確認(rèn)?鍵值=設(shè)置? 返回密碼輸入程序確認(rèn)程序設(shè)置程序開鎖程序YNYNYN YN 圖5-2 鍵功能流程圖5.1.3 開鎖程序流程圖開鎖程序流程圖如圖5-3所示。LCD初始化按開鎖鍵輸入密碼確認(rèn)程序開鎖N輸入密碼正確?報(bào)警程序開鎖成功返回Y 圖5-3 開鎖流程圖開鎖子程序 if(N=6) if(ReInputEn=0)/重置密碼功能未開啟for(i=0;i6;) if(CurrentPasswordi=InputDatai)i+;else ErrorCont+;if(ErrorCont=3)/錯(cuò)誤輸入計(jì)數(shù)達(dá)三次時(shí),報(bào)警并鎖定鍵盤write_1602com(er);for(i=0;i16;i+)write_1602dat(Errori);doAlam_KeyUnable();while(1);elseTR0=1;/開啟定時(shí)key_disable=1;/鎖定鍵盤pass=0;break;if(i=6)CorrectCont+;if(CorrectCont=1)/正確輸入計(jì)數(shù),當(dāng)只有一次正確輸入時(shí),開鎖,/DisplayListChar(0,1,LockOpen);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(LockOpenj);TwoAlam();/操作成功提示音KEY=0;/開鎖pass=1;/置正確標(biāo)志位TR0=1;

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