電子密碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目名稱： 電子密碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 年 級(jí)： 層次： 本科 ?？?學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 技術(shù)職稱： 講師 學(xué)生專業(yè)： 學(xué)習(xí)中心名稱： 重慶學(xué)習(xí)中心 西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院制 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 任 務(wù) 書 題目名稱 電子密碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 題目性質(zhì) 真實(shí)題目 虛擬題目 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 專業(yè)名稱 技術(shù)職稱 學(xué)生層次 學(xué)習(xí)中心名稱 重慶學(xué)習(xí)中心 2010 年 5 月 26 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與要求： 1.本課題是電子密碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ，根據(jù)我國(guó)實(shí)際國(guó)情，為適應(yīng)電子密碼鎖向自 動(dòng)化發(fā)展的要求而設(shè)計(jì)出的

2、合理，經(jīng)濟(jì)，實(shí)用的電子密碼系統(tǒng)。 2.該電子密碼系統(tǒng)的設(shè)利用避開了以前密碼系統(tǒng)存在的多種不足之處。保證了密碼 系統(tǒng)工作的穩(wěn)定并大大節(jié)省了制造成本。 3.本設(shè)計(jì)是用單片機(jī)控制，增加錯(cuò)誤輸入密碼報(bào)警功能。密碼視個(gè)人而定，應(yīng)能保 證密碼的正確輸入、修改和復(fù)位，這樣可代替原設(shè)計(jì)中的固定密碼，又能在防盜方面 做出了相應(yīng)的改進(jìn)。 4.本設(shè)計(jì)從電子密碼系統(tǒng)的性能進(jìn)行全面的比較，并從實(shí)踐中得到證明，同時(shí)為開 發(fā)新一代的電子密碼鎖理清了思路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： （簽字） 2010 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 成績(jī)考核表 總成績(jī) 過程評(píng)分評(píng)閱成績(jī)答辯成績(jī) 百分制等級(jí)制 1、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 建議成績(jī) 指導(dǎo)教

3、師簽字： 2010 年 月 日 2、論文評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ) 建議成績(jī) 評(píng)閱教師簽字： 2010 年 月 日 3、畢業(yè)答辯專家組評(píng)語(yǔ) 建議成績(jī) 答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日 4、畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組推優(yōu)評(píng)語(yǔ) 組長(zhǎng)簽字： 年 月 日 摘 要 隨著科技和人們的生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突 出，傳統(tǒng)機(jī)械鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬事件屢見不鮮；電子鎖由于其保密性高，使用靈 活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的青睞。 本設(shè)計(jì)由單片機(jī)系統(tǒng)，矩形鍵盤，LED 顯示和報(bào)警系統(tǒng)組成，重點(diǎn)是在密碼鎖的 電子線路部分，主要是為了實(shí)現(xiàn)密碼鎖常用的功能以及對(duì)外圍器件接口的設(shè)置。突出 密碼鎖與機(jī)械鎖的對(duì)比優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)

4、出錯(cuò)報(bào)警鎖定功能。系統(tǒng)能完成開鎖，超時(shí)報(bào)警， 操作錯(cuò)誤報(bào)警，輸入狀態(tài)顯示的功能。除上述基本的密碼鎖功能外，依據(jù)實(shí)際的情況 還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 AT89C51 電子密碼鎖 LED 顯示 ABSTRACT Along with science and technology and raise the level of peoples life, and how to realize the family security this problem has become particularly prominent, the traditional mech

5、anical lock because of simple structure, common broken, Electronic locks, use because of its high flexibility good secrecy, high safety coefficient by the majority of customers. This design by single-chip microcomputer system, rectangle, LED display and keyboard, the key is the alarm system composed

6、 of electronic circuit in locks, main part is to realize the function of commonly used locks and peripheral device interface. Outstanding locks and mechanical lock comparison superiority, realize error alarm lock function. System can accomplish the lock, overtime, operating error alarm, alarm input

7、status display function. Besides the fundamental locks function, according to the actual circumstance also can add function of remote control. This system cost, function and practical. Key words AT89C51 Electronic locks LED display 目 錄 第一章 緒論.1 1.1 課題背景 .1 1.2 課題來源 .2 1.3 方案設(shè)計(jì) .2 第二章 單片機(jī)的結(jié)構(gòu).3 2.1 AT

8、89C51 單片機(jī)的簡(jiǎn)介.3 2.2 單片機(jī)的構(gòu)成 .3 2.3 控制器 .4 2.4 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) .4 2.5 并行 I/O 口 .5 2.6 時(shí)鐘電路與時(shí)序 .6 2.7 AT89C51 單片機(jī)的引腳說明.6 2.8 AT89C51 單片機(jī)邏輯圖和引腳圖.6 第三章 硬件設(shè)計(jì).9 3.1 單片機(jī)控制方案 .9 3.2 開鎖機(jī)構(gòu) .9 3.3 基本復(fù)位功能 .10 3.4 震蕩電路 .11 3.5 矩陣式鍵盤接口 .12 3.6 揚(yáng)聲器部分設(shè)計(jì) .13 第四章 程序設(shè)計(jì).16 第五章 調(diào)試仿真.18 5.1 KEIL調(diào)試 .18 5.2 PROTEUS仿真 .18 結(jié) 論.20 致 謝.2

9、1 參考文獻(xiàn).22 第一章 緒論 1.1 課題背景 單片機(jī)自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS48 開始，迄今已有二十多年了。由于單 片機(jī)集成度高，功能強(qiáng)，可靠性高，體積小，功耗低，使用方便，價(jià)格低廉等一系列 優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無處不在，無所不為” 。單 片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制，通訊，交通，智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn) 品，辦公自動(dòng)化，汽車電子，PC 機(jī)外圍一記網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。 單片機(jī)有兩種基本形式：一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將程序存儲(chǔ)器 和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè) 的結(jié)構(gòu)，稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器截然

10、分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序 存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開的結(jié)構(gòu)為多。 本文談?wù)摰膯纹瑱C(jī)多功能定時(shí)器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51 系列單片機(jī)，配 置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng) 等特點(diǎn)。不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供開發(fā)，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。 20 世紀(jì) 80 年代中期以后，Inter 公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許 多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如 ATMEL，PHILIPS，ANALOG，DEVICES，DALLAS 等。 這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS-51 系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確的說是與

11、 MCS-51 指令系統(tǒng)兼 容的單片機(jī)。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，采用 CMOS 工藝，因而，常用 80C51 系列來稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì) 8051 單片機(jī)一般都做了 一些擴(kuò)充，更具有特點(diǎn)，其功能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，不該把它們直接稱呼為 MCS-51 系列單片機(jī)，因?yàn)?MCS 只是 Intel 公司專用的單片機(jī)系列型號(hào)。MCS-51 系列以及 80C51 單片機(jī)有多種品種。它們的引腳和指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些 區(qū)別。目前使用的 MCS-51 系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型，增 強(qiáng)型，低功耗性，專用型，超 8 位型，片內(nèi)閃爍存

12、儲(chǔ)器型。 1.2 課題來源 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其突出，傳統(tǒng)的 機(jī)械鎖由于去構(gòu)造的簡(jiǎn)單，機(jī)械鎖在使用中暴露了很多缺點(diǎn)，被撬的事件屢見不鮮。 機(jī)械鎖存在的問題有： 1）容易被技術(shù)開啟； 2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率極高； 3）換鎖的煩惱； 4）互開率高； 5）易被破壞； 6）帶鑰匙的煩惱； 7）鑰匙開門的煩惱：開門前總要花一定時(shí)間在許多鑰匙之間挑選。 針對(duì)機(jī)械鎖的缺點(diǎn)電子鎖的設(shè)計(jì)就顯得非常重要，電子鎖由于其保密性高，使用 靈活性好，安全系數(shù)高，受到廣大用戶的親睞。 1.3 方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是以 AT89C51 為核心的單片機(jī)控制方案，采用的是 8 位密碼管組成的顯示

13、電路作為提示信息，密碼為“” 。初始化時(shí)，顯示“ZJ” ，接著輸入密碼，當(dāng)密碼輸入 完后，按下“ENTER” ，當(dāng)密碼正確時(shí)，在數(shù)碼管上顯示“RIGHT”的信息，當(dāng)密碼錯(cuò) 誤時(shí)，在密碼管上顯示“ERROR”的信息。若密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，可以利用鍵盤上的 “DEL”鍵刪除剛才輸入的錯(cuò)誤數(shù)字。該設(shè)計(jì)有能按設(shè)計(jì)的密碼開鎖；輸入狀態(tài)顯示； 密碼錯(cuò)誤報(bào)警；復(fù)位功能；鍵盤掃描電路；驅(qū)動(dòng)電路和密碼的顯示功能。 第二章 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 2.1 AT89C51 單片機(jī)的簡(jiǎn)介 AT89C51 單片機(jī)是一種低功耗，高性能的片內(nèi)含有 4KB 的 ROM。FPER 芯片上 的 ROM 允許在線編程或非遺失存儲(chǔ)編輯器對(duì)編輯器重

14、復(fù)編程。 AT89C51 單片機(jī)帶有 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)，其內(nèi)部的 可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制 造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 單片機(jī)是一種高效微控制 器，也為嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活高且價(jià)廉的方案，這就顯示出了 AT89C51 單 片機(jī)的優(yōu)越性。 2.2 單片機(jī)的構(gòu)成 AT89C51 單片機(jī)是在一塊芯片中集成了 CPC、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多 種功能的 I/O 線等一臺(tái)

15、計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件，AT89C51 單片機(jī)內(nèi)包含了下列 幾個(gè)部件： 1）一個(gè) 8 位 CPU； 2）一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路； 3）4K 字節(jié) ROM 程序存儲(chǔ)器； 4）128 字節(jié) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； 5）兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 6）可尋址 64K 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 64K 外部程序存儲(chǔ)器空間的控制電路； 7）32 條可編程的 I/O 線（四個(gè) 8 位并行 I/O 端口） ； 8）一個(gè)可編程全雙工串行口； 9）具有五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套終端結(jié)構(gòu)。 其內(nèi)部機(jī)構(gòu)框圖如圖 2.1 所示： 圖 2.1 MCS-51 單片機(jī)內(nèi)部機(jī)構(gòu)框圖 2.3 控制器 控制器（CPU）是單片機(jī)的

16、指揮控制部件，控制器的主要任務(wù)是識(shí)別指并根據(jù)指 令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)的工作。 單片機(jī)執(zhí)行指令是在控制器的控制下進(jìn)行的。首先從程序存儲(chǔ)器中讀出指令，送 指令寄存器保存，然后送至指令譯碼，譯碼結(jié)果送定時(shí)控制邏輯電路，有定時(shí)控制邏 輯產(chǎn)生各種定時(shí)信號(hào)和控制信號(hào)，再送到單片機(jī)的各個(gè)部件去進(jìn)行相應(yīng)的操作。這就 是執(zhí)行一條指令的全過程，執(zhí)行程序就是不斷重復(fù)這一過程 ?？刂破髦饕ǔ绦蛴?jì) 數(shù)器、程序地址寄存器、指令寄存器 IR、指令譯碼器、條件轉(zhuǎn)移邏輯電路及時(shí)序控制 邏輯電路。 2.4 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) 單片機(jī)在存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)上，其共同特點(diǎn)是將程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開

17、，它們 有各自的尋址方式。AT89C51 單片機(jī)內(nèi)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，同時(shí)還具有強(qiáng)大的外部存儲(chǔ) 器擴(kuò)展能力，存儲(chǔ)其實(shí)單片機(jī)系統(tǒng)中的重要組成部分。在一片芯片內(nèi)除了許多基本的 記憶單元構(gòu)成的存儲(chǔ)矩陣外，還包括譯碼驅(qū)動(dòng)電路，讀寫電路等。圖 2.2 為半導(dǎo)體存儲(chǔ) 器芯片的基本結(jié)構(gòu)框圖。 圖 2.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的基本結(jié)構(gòu)框圖 MCS-51 單片機(jī)存儲(chǔ)器采用的結(jié)構(gòu)，即程序存儲(chǔ)器空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間截然分 開，程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各有自己的尋址方式，尋址空間和控制系統(tǒng)。 這種結(jié)構(gòu)對(duì)于單片機(jī)面向控制的實(shí)際應(yīng)用極為方便，有利。在 8051/8751 彈片擊中， 不僅在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

18、器級(jí)眾多的特殊功能寄存器，而 且還具有極強(qiáng)的外存儲(chǔ)器的擴(kuò)展能力，尋址能力分別可達(dá) 64KB，尋址和操作簡(jiǎn)單方便。 MCS-51 的存儲(chǔ)器空間可劃為如下幾類：程序存儲(chǔ)器；內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；特殊功能寄存 器（SFR-Special Function Register） 。 2.5 并行 I/O 口 MCS-51 單片機(jī)共有 4 個(gè)雙向的 8 位并行 I/O 端口（Port） ，分別記作 P0-P3，共有 32 根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器所組成。實(shí)際上 P0- P3 已被歸入特殊功能寄存器之列。這四個(gè)口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。 由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口

19、的性質(zhì)和功能有一些差異。 P0 口是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，此口為地址總線（低 8 位）及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口， 可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。PI 口是 8 位準(zhǔn)向 I/O 口，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型負(fù)載。P2 口 是 8 位準(zhǔn)向 I/O 口，與地址總線（高 8 位）復(fù)用，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。P3 口 是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。P1 口、P2 口、 P3 口各 I/O 口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當(dāng)這 3 個(gè)準(zhǔn)雙向 I/O 口做輸入口使用時(shí)， 要向該口先寫“1” ，另外準(zhǔn)雙向 I/O 口無高阻的“

20、浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài) I/O 口。 2.6 時(shí)鐘電路與時(shí)序 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生 MCS-51 單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)。MCS-51 單片機(jī)本身 就是一種復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，MCS-51 單片機(jī)應(yīng)在唯一 的時(shí)鐘信號(hào)控制下，嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行進(jìn)行工作。 2.7 AT89C51 單片機(jī)的引腳說明 AT89C51 單片機(jī)采用 40 條引腳雙向直插式器件，引腳除 5V(Vcc40 腳)和電源地 （Vss20 腳）外，其功能分為時(shí)鐘電路、控制信號(hào)、輸入、輸出三部分，邏輯圖及引腳 圖如圖 2.3 所示： 圖 2.3 AT89C51 單片機(jī)的引腳 2.8 AT89C51 單片

21、機(jī)邏輯圖和引腳圖 Vcc：供電電源 1 GND：接地 2 時(shí)鐘電路 3 控制信號(hào)： 4 芯片內(nèi)部進(jìn)行初始化復(fù)位，P0 口-P3 口輸出高電平，將初始值 07H 寫入堆棧指針。 ALE（30 腳）地址鎖存信號(hào)：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口輸出的 8 位地址由 ALE 輸出控制信號(hào)鎖存到片外地址存儲(chǔ)器，P0 口輸出地址低 8 位后，又能與片外存儲(chǔ)器之 間傳送信號(hào)。PSEN 片外程序存儲(chǔ)器讀選通：PSEN 低電平有效，PSEN 作為程序存儲(chǔ) 器的讀信號(hào)，輸出負(fù)脈信號(hào)，PSEN 可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 門。 EA/vpp（30 腳）：當(dāng) EA 為高電平且 PC 值小于 OFFFH 時(shí)，CPU 執(zhí)行內(nèi)部

22、程序存 儲(chǔ)器程序：當(dāng) EA 為低電平時(shí)，CPU 僅執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器程序。 I/O 接口： 5 P0 口（P0.0-P0.7，39-32 腳）三態(tài)雙向口：P0 口結(jié)構(gòu)包括一個(gè)輸出儲(chǔ)存器、兩個(gè) 三態(tài)緩沖器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)電路和一個(gè)輸出控制端。P0 口做地址線/數(shù)據(jù)復(fù)用總線使用。 若從 P0 口輸出地址數(shù)據(jù)信息，此時(shí)控制端為低平，若從 P0 口輸入數(shù)據(jù)指令時(shí)，引腳 信號(hào)應(yīng)從輸入三態(tài)緩沖器進(jìn)入地址總線，它可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 門。P0-P3 口上的“讀-修 改-寫”功能，其操作是將字節(jié)的全部 8 位數(shù)讀入，再通過指令修改某些位，然后將新 的數(shù)據(jù)寫入到所存儲(chǔ)器中。 P1 口（P1.1-P1.7，1-8

23、 腳）準(zhǔn)雙向口：P1 口做通用 I/O 接口使用，P1 口的每一位 口線能獨(dú)立的作用與輸入線，P1 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 門。 P2 口（P2.0-P2.7，21-28 腳）通用 I/O 接口：它是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，此時(shí)轉(zhuǎn)換開關(guān) MUX 導(dǎo)向左邊，輸出極與鎖存器相連，引腳可作為用戶 I/O 口線使用。 P3 口（P3.0-P3.7， ）雙功能口：P3 口做通用 I/O 接口使用，輸出功能控制線為高 電平，與非門的輸出取決于鎖存器的狀態(tài)，此時(shí)鎖存器的 Q 端的狀態(tài)與其引腳狀態(tài)是 一致的。 P3 口作為 AT89C51 的一些特殊功能口使用如： P3.0RXD(串行輸入口) P3.1TXD（串行輸

24、出口） P3.2/INTO（外部中斷 0） P3.3/INTI（外部中斷 1） P3.4/TO（計(jì)時(shí)器 0 外部輸入） P3.5TI(計(jì)時(shí)器 1 外部輸入) P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） 。 第三章 硬件設(shè)計(jì) 3.1 單片機(jī)控制方案 本系統(tǒng)采用的是 8 位數(shù)碼管組成的顯示電路作為提示信息，默認(rèn)密碼為“” 。初始 上電時(shí)，顯示“ZJ” ，接著輸入最大的 6 位數(shù)的密碼，密碼輸入完，按“ENTER” ，進(jìn) 行密碼比較，密碼正確時(shí)顯示“RIGHT” ，錯(cuò)誤輸出“ERROR” 。每輸入一位密碼顯示 器顯示“8” 。從右向左依次顯示。輸入超過 6 位時(shí)，給出報(bào)警。輸入過程中可以利用 “DEL”

25、鍵刪除錯(cuò)誤數(shù)字。 利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的 T/O 端口，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖定功能， 換能添加調(diào)電儲(chǔ)存、聲光提示，甚至添加遙控控制功能。其原理功能如圖 3.1 所示： 圖 3.1 單片機(jī)控制方案 3.2 開鎖機(jī)構(gòu) 通過單片機(jī)送給開鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合，從而達(dá)到開鎖的目的。其 原理如圖 3.2 所示： ， 圖 3.2 密碼鎖開鎖機(jī)構(gòu)示意圖 當(dāng)用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)輸入完后的話，單片機(jī)便輸出開門信 號(hào)，送到開鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，達(dá)到開門目的。如果密碼錯(cuò)誤，或者未按 規(guī)定的時(shí)間內(nèi)輸入，那么單片機(jī)便輸出不開門信號(hào)，送到錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)報(bào)警器 將報(bào)警。 電源

26、部分的設(shè)計(jì)如圖 3.3 所示： 圖 3.3 電源設(shè)計(jì) 3.3 基本復(fù)位功能 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位 信號(hào)。為可靠期間，電源穩(wěn)定后換要經(jīng)過一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān) 或電源擦頭分合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。復(fù)位電路如圖 3.4 所示： 圖 3.4 復(fù)位電路 3.4 震蕩電路 震蕩電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī) 內(nèi)部已集成了振蕩器，使用振蕩器。按 1819 腳。只要買來晶振，電容，連上就可以 了，按圖接上即可。XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大 器可以 配置為片內(nèi)振蕩

27、器。晶振電路如圖 3.5 所示： 圖 3.5 晶振電路 3.5 矩陣式鍵盤接口 矩陣式鍵盤（也稱行列式鍵盤）適用于按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合，它由航線和列線組 成，按鍵位與行列的焦點(diǎn)上。一個(gè) 3*3 的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)有 9 個(gè)按鍵的鍵盤。 同理，一個(gè) 4*4 的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè) 16 鍵的鍵盤，很顯然，在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng) 合，矩陣式鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的 I/O 口線。按鍵設(shè)置在行列線交點(diǎn) 上，行列線分別接到按鍵開關(guān)兩端。行線通過上拉電阻接到+5V 上。平時(shí)無按鍵按下 時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由于此行線相連的該 列線電平為高電平。這是識(shí)別矩陣鍵盤按

28、鍵是否按下的關(guān)鍵所在。由于矩陣鍵盤中行 列線為多鍵公用，個(gè)按鍵均影響該鍵所在的行列的電平。因此各按鍵彼此將相互發(fā)生 影響，所以必須將行列信號(hào)配合起來再作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合健的位置。矩陣 鍵盤電路如圖 3.6 所示： 圖 3.6 顯示電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用 LED 數(shù)碼 管是一種較好的選擇。LED 數(shù)碼管顯示清楚、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn) 單易行。LED 數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，其中七只發(fā)光 二極管分別對(duì)應(yīng) a-g 筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管 Dp 作為小數(shù)點(diǎn)。因此這 種 LED 顯示器稱為七段數(shù)碼

29、管或八段數(shù)碼管。 在本次設(shè)計(jì)中， 7SEG-MPX4-CA LED 數(shù)碼管（如圖 3.7 所示）和 LED 顯示電路 采用 74LS245 驅(qū)動(dòng)器（如圖 3.8 所示） 。 圖 3.7 數(shù)碼管顯示 圖 3.8 74LS245 驅(qū)動(dòng)器 3.6 揚(yáng)聲器部分設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中，密碼多次輸入錯(cuò)誤時(shí)，電路會(huì)進(jìn)行報(bào)警提示，設(shè)計(jì)的電路由揚(yáng)聲 器和三極管、電阻等組成。電路如圖 3.9 所示： 圖 3.9 揚(yáng)聲器電路 整體電路如圖 3.10A、3.10B、3.10C 所示： 圖 3.10A 整體電路圖 圖 3.10B 整體電路圖（續(xù)上） 3.10C 整體電路圖（續(xù)上） 第四章 程序設(shè)計(jì) 1.主程序模塊 主程序主

30、要完成初始化、設(shè)置中段向量、檢查有無按鍵按下、以及調(diào)用顯示等。 主程序圖如圖所示。 2.鍵盤采用查詢方式，放在主程序中，當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)，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。主程序如圖 4.1 所示： 圖 4.1 鍵盤掃描程序圖 3.程序流程圖如圖 4.2 所示： 圖 4.2 程序流程圖 第五章 調(diào)試仿真 5.1 Keil 調(diào)試 1)在 Wendows 下運(yùn)行 Keil uvisiion2 軟件，進(jìn)入 Keil uvisiion2 開發(fā)環(huán)境。 2)在 Keil uvisiion2 選擇 projct/new prejct，建一個(gè)新的工程那個(gè)項(xiàng)目。 3)給

31、工程項(xiàng)目取名 lock，然后保存。 4)緊接著自動(dòng)化彈出期間選擇窗，選擇 Atml 公司的 AT89C51，并在彈出窗口中選 擇否。 5)在 keil uvisiion2 中選擇 File/New，打開程序編輯器。 6)輸入程序，檢查無誤后保存文件（擴(kuò)展名.asm 或擴(kuò)展名.c）在工程項(xiàng)目相同的目 錄中。 7)在 Preject wokspace 窗口中，選擇 source groupl 條目并單擊右鍵，在彈出的菜單 再選擇 add files to goupsource goup 1。 8)加入剛才保存的混編程序源文件 led88.asm，注意，按一次 add 即可，選完后單 擊 close

32、 退出。 9)在 Preject wokspace 窗口中，選擇 target 1 條目并單擊右鍵，在彈出的菜單中選 擇 option for target target 1，準(zhǔn)備為 Target 1 配置編譯環(huán)境。 10）選擇配置好后.在 Keil uvisiion2 中選擇 Project/Build target 編譯工程項(xiàng)目。 11)編譯結(jié)果顯示在 Output windows 中，若有錯(cuò)，可雙擊錯(cuò)誤提示行，然后定位到 源程序偵破修改；若無誤可進(jìn)下面的軟件調(diào)試。 5.2 Proteus 仿真 Proteus 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析仿真系統(tǒng)，可仿真各種電

33、路和 IC 并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。 該軟件的特點(diǎn)： 1）全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的 優(yōu)勢(shì)。 2）具有模式電路仿真，數(shù)字電路仿真.單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真。 3） RS-232： 動(dòng)態(tài)仿真、1C 調(diào)試器、SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能、有各種虛似儀 器，如示波器、邏輯分析儀、PICI6 系列、Z80 系列以及各種外圍芯片。 4）支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片。總之該軟件一款單片機(jī)和 SPCE 分析于一身的 仿真軟件、功能及其強(qiáng)的可仿真 51.AVR.PIC。 啟動(dòng) Proteus

34、軟件、按照元件清單選擇所需要的元件、按照電路圖連接好電路圖， 選擇單片機(jī)，載入已編譯好的程序，然后運(yùn)行，此時(shí)已完成了對(duì)電子密碼鎖的仿真。 結(jié) 論 經(jīng)過自己的努力，我終于完成了大學(xué)生涯最具有挑戰(zhàn)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。經(jīng)過努力順利 完成了基于 AT809C51 單片機(jī)控制的電子密碼的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)，所完成的工作主 要包括以下幾個(gè)方面： 1）準(zhǔn)備階段的工作： 準(zhǔn)備階段的工作主要包括：查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文件，了解單片機(jī)微控制器的主要作 用，發(fā)展過程及發(fā)展趨勢(shì)和使用方法，詳細(xì)了解電子密碼鎖電路的工作原理。 2）本次的設(shè)計(jì)基于 AT89C51 單片機(jī)的電子密碼鎖組要由 89C51 單片機(jī)處理器控 制鍵盤輸入，開鎖控制

35、電路，鎖定鍵盤控制電路，報(bào)警電路等組成。此外還包括一些 基本的電路如：晶振。 3）根據(jù)電子密碼鎖的功能和系統(tǒng)硬件電路，進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用 模塊化設(shè)計(jì)，即控制系統(tǒng)中的各個(gè)功能塊都按照模塊化方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。軟件由鍵盤輸 入子程序和輸入數(shù)字比較程序兩部分組成。 最終實(shí)現(xiàn)密碼鎖大的功能，電路能夠按設(shè)定的秘密進(jìn)行開鎖；有輸入狀態(tài)顯示； 秘密輸入錯(cuò)誤能進(jìn)行報(bào)警提示；三次錯(cuò)誤輸入；正確后則鎖定鍵盤。通過做我得到了 一次難得的將理論和實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，讓我更加熟悉了 prote199 和 KeilC51 的使用， 通過做設(shè)計(jì)讓我更加的理解了所學(xué)的知識(shí)，還通過查閱資料學(xué)了更多的東西，也知道 自己許多

36、地方還不足，以后還要不斷的學(xué)習(xí)！ 致 謝 從開始寫作到畢業(yè)論文成稿，光靠我一個(gè)人是完不成的，這里面包括著很多人的 心血和汗水。我要感謝大學(xué)教導(dǎo)過我的所有老師。他們不僅教給了我很多專業(yè)知識(shí)， 使我有能力為社會(huì)做貢獻(xiàn)，而且，教給了我許多做人的道理，對(duì)我以后的人生之路具 有很重要的意義。 本篇論文從提綱到初稿乃至成稿，都經(jīng)過他們精心的指導(dǎo)和修改，提出了嚴(yán)格的 要求和許多寶貴的意見?？梢哉f，我的整篇論文凝聚著他們的心血。 這里再次感謝你們，所有給過我寶貴意見的人！謝謝你們！ 參考文獻(xiàn) 1. 何立民. 單片機(jī)高級(jí)教程 ，第一版，北京.北京航空航天大學(xué)出版社，2001 2. 趙曉安. MCS-51 單片機(jī)原理及應(yīng)用 ，天津.天津大學(xué)出版社，2001.3 3. 李廣第. 單片機(jī)基礎(chǔ)，第一版 ，北京.北京航空航天大學(xué)出版社，1999 4. 趙惠民、安德寧. 單片微型計(jì)算機(jī)原理接口與應(yīng)用 ，第一版，北