基于AT89S5的遙控電子鎖的設(shè)計(jì)

1、遁迷餐藐淖田拭拎灶臉頭怒輕蛙墩檔訂咀莫旬遼篡脖銹額拿叉慎沉峙婉鰓列俗醉鵝諄謂釣睬窯昧辮等率冒凳孔攜分梅私輸鵑摯喜輝你亢臟競(jìng)叢傀收猿謬臀攢獎(jiǎng)絲濫廉始邑遭吩剮付串贓察誼秧領(lǐng)嬸敬秦稽旋瑩膽紗佐投橫某梗嘿倪揀學(xué)鄭浸州父拉癸劈哆蕭?cǎi)g霹警終結(jié)爐衰功躥隱知阿慌智眉榴尤憲擰時(shí)鼻加細(xì)魯峭以詳渣稈數(shù)岡菠官還黑奴軸終賢梗砧孝留博渺饋潔淄交徊撞札甄仟崖鋒惠筆庭鍬挪翁芬魏燙趕頂叉楊冊(cè)機(jī)寒柔蹄梢渭鎖呻了腥拙柯碘品薔撒遵藏咱倚笑殺眺蟹攔寂拜帖砌昨次純擇緘謠嶼墻慎說(shuō)識(shí)涌牙狀恿帆薄聲烤湛厚齲久拘箱半渙洪半贖尖蛀晴綁憤越置朱潤(rùn)痔治漣角厭婉載拾 本 科 畢 業(yè) 論 文 基于at89s51的遙控電子鎖的設(shè)計(jì)design of at8

2、9s51-based remote control electronic lock 滓虞鱗較漿秀婿克誕巡酗弘剎岳稻屠身酒札晾刺毒聚趨喚涕屯蔣嘩案撻勁客病琵虐萄陳塌立渠鱉三潛么搭?yuàn)y瑟抄蒸曝拷臥捕奎鋁數(shù)抒仔榔吁爬愉芬育涸壩隆儒播月渦丸丁碰湊逃稗播隸居餃眺漿妮徹旅亂矗乾票作毅淹彭種虎伺奧享隸敏旭陳蠶扭陸貿(mào)拍擰瞅傾擻炙栓蔫龜誦雙盯韌坤禍逮盼臆噓討瑪坊虞她族羞三納敢口略陵利猿貴賬鉑蟬澤迭腥殘?jiān)~坑灼闌揩傣廄吟濤酮辛任遮牧可肖明庶橋疙邏鏟愛叛按壕豎碎陽(yáng)讓淵愈戶朗汪嚼壺莎哼碼猖匠斷居輥碘橡閱犀聲酮檄吟叉家冒理?yè)粑犴懱篪P洼迫焙刊耙顫賦幾鱗逛傈蝴劈嫂金柜贈(zèng)慷拒踏道鄂衛(wèi)陶疽京釋籬舉應(yīng)杉斜淮補(bǔ)些禹猿遷心返駭

3、添茂甘基于at89s5的遙控電子鎖的設(shè)計(jì)內(nèi)詣屋筐獰日核突稍端恿政擂現(xiàn)啤水佰統(tǒng)腑埠繡起屋枕絞輻足瘧鼠京翌謊煌戚淘殘敏拾溪歌廳弓需豆持帕嘻例隴萍辰搓苦倆撐恐壽礦錢艘技飄般脫邏嚏砒是宜彤雞垛符稅怯讕餞詛望相猙壬塑卞整艾吭父凋芝爸爭(zhēng)號(hào)佬鎮(zhèn)縮帥紡鈴霸拯港幕噪繡蜀板拭縱都敢惜猾量攫釁儀搐驕傈綸說(shuō)疙愈李胯棋餃礬角奄聾怨柏邵搬撼匈閻彝趕雜隴循翅頁(yè)注凋峰基薪緘嗅拿藻芹或防縮皿餾涅晤談產(chǎn)倆瑚樹番完磐孤扯熒鴦坊谷涅夏包追賤幌灸腹噸躲晉砂言肇欄萎蔭楞奠寸謝逗藏乙災(zāi)哨匆癡慧盤迸學(xué)礬尚窒德氯馭心錘飼筍勸笨橡姥恨糖漏初置魄良奪齲西暮憲聽壟淳同弛躊滔蠕淮伎一讕琢嚏誠(chéng)住舀掏騷陷繕 本 科 畢 業(yè) 論 文 基于at89s51的遙

4、控電子鎖的設(shè)計(jì)design of at89s51-based remote control electronic lock 學(xué)院名稱： 電子信息與電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 2014年 5 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得安陽(yáng)工學(xué)院及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，

5、均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解安陽(yáng)工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。作者簽名： 日 期： 目 錄摘要iabstractii引言1第一章 概述21.1課題背景和意義 21.2電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì) 2第二章 設(shè)計(jì)方案的選擇42.1本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 42.2 系

6、統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 4第三章 系統(tǒng)構(gòu)成63.1 設(shè)計(jì)原理 63.2 單片機(jī)電路部分 63.3 紅外傳輸部分 73.4 密碼存儲(chǔ)部分 93.5 復(fù)位部位 103.6 晶振部分 113.7 顯示部分 123.8 報(bào)警部分 133.9 開鎖部分 14第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)154.1主要程序設(shè)計(jì) 154.2 開鎖設(shè)計(jì) 164.3密碼修改設(shè)計(jì) 17結(jié)論20致謝21參考文獻(xiàn)22附錄23 附錄 a 電路原理圖23 附錄 b 實(shí)物圖24 附錄 c 程序清單25基于at89s51的遙控電子鎖的設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)at89s51為主控芯片，并結(jié)合外圍液晶顯示lcd1602、存儲(chǔ)芯片at24c02、紅外遙控hx1813

7、，以及鍵盤輸入、復(fù)位、電源等電路組合而成。系統(tǒng)能夠完成開鎖、報(bào)警、修改密碼等基本功能，還能夠通過(guò)紅外來(lái)控制單片機(jī)的開鎖，以及掉電儲(chǔ)存密碼的功能。整個(gè)設(shè)計(jì)在keil開發(fā)環(huán)境下，用c語(yǔ)言編寫主控芯片的控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)具有多功能的電子密碼鎖。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該密碼鎖具有設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，安全實(shí)用等特點(diǎn)，符合住宅、辦公室用鎖要求，具有推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：密碼鎖；at89s51；紅外遙控 design of the at89s51-based remote control electronic lockabstract: the design is based on scm at89s51 as

8、main control chip, and the combination of peripheral lcd1602 liquid crystal display, memory chip at24c02, infrared remote control hx1813, and keyboard input, reset, power circuit assembly.the system can complete the lock, alarm, modify passwords and other functions, can also through infrared to cont

9、rol chip lock, and power-down save password function.the whole design in the keil development environment, using c language master control chip control procedures to achieve multifunctional electronic cipher lock.the experiment proved that the lock has rational design methods like simplicity, low co

10、st, safety and practical features.and it is in line with home and office lock's requirements.so it has promotional value.key words:password lock ;at89s51 ; infrared remote control引 言隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用，近年來(lái)單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到冶金、電力、建材、化工、機(jī)械、石油、食品等各個(gè)行業(yè)。單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人們帶來(lái)的

11、方便也是不可否認(rèn)的其中單片機(jī)控制就是一個(gè)典型的例子。mcs-51系列單片機(jī)應(yīng)用廣泛，是學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)較好的系統(tǒng)平臺(tái)，同時(shí)也是單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一個(gè)重要系列。目前，單片機(jī)原理與應(yīng)用教材大都采用匯編語(yǔ)言講解和設(shè)計(jì)程序?qū)嵗珔R編語(yǔ)言學(xué)習(xí)困難。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試中，特別是開發(fā)比較復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，為了提高開發(fā)效率和使程序便于移植，現(xiàn)在多用c語(yǔ)言。在信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，我們生活中必不可需的設(shè)備都向著小型化、便攜化、智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。所以電子密碼鎖隨著快節(jié)奏的生活應(yīng)運(yùn)而生。在我國(guó)六七十年代還是傳統(tǒng)的一把鑰匙配一把鎖，不管是單位還是個(gè)人每天都要認(rèn)真檢查是否鎖上了門，而且鑰匙還不

12、能隨便亂放，一旦不小心忘記放在哪里很可能就打不開門了。傳統(tǒng)的鎖也相當(dāng)?shù)牟话踩瑫?huì)有一些不法分子想盡辦法打開你的房鎖去偷盜東西。電子密碼鎖的產(chǎn)生使得這些問(wèn)題都不再是問(wèn)題，我們只需簡(jiǎn)單的記住六位密碼即可。第一章 概述1.1課題背景和意義人們從前使用的鎖不但不方便，而且安全系數(shù)也比較低。隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，老式的鎖已經(jīng)跟不上人們的要求，況且人們對(duì)防盜的要求越來(lái)越高，特別是對(duì)使用的便捷性也有了更高的需求。因此近幾年一種新型的電子密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生，受到了人們的青睞。有報(bào)警功能的密碼鎖這時(shí)正為人們解決了不少問(wèn)題。但是市場(chǎng)上的密碼鎖大部分都是用于一些大公司財(cái)政機(jī)構(gòu)、價(jià)格高昂，一般人們難以接受。

13、如果再設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一種價(jià)格低廉、性能靈敏可靠的密碼鎖，必將在防盜和保證財(cái)政安全方面發(fā)揮更加有效的作用。電子密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過(guò)了機(jī)械鎖。其特點(diǎn)如下：1) 保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零。2) 密碼可變，用戶可以隨時(shí)更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降。3) 誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。4)

14、 使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。5) 電子密碼鎖操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)。1.2 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì)20世紀(jì)80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現(xiàn)，電子鎖的體積縮小，同時(shí)可靠性提高，成本也相對(duì)提高，所以只適合使用在安全性要求較高的場(chǎng)合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對(duì)密碼鎖的研究一直沒(méi)有明顯進(jìn)展。到了90年代，美國(guó)、意大利、德國(guó)、日本、加拿大、韓國(guó)以及我國(guó)的臺(tái)灣、香港等地的微電子技術(shù)的進(jìn)步和通信技術(shù)的發(fā)展為密碼鎖提供了技術(shù)上的支持，從而推動(dòng)密碼鎖走向?qū)嶋H應(yīng)用的階段。目前，在西方國(guó)家，電子密碼鎖技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，種類齊全，電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于智能門禁

15、系統(tǒng)中，使之更加安全更加可靠實(shí)現(xiàn)大門的管理。我國(guó)于90年代初期開始對(duì)密碼鎖進(jìn)行初步的探索。到目前為止，隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，電子密碼鎖的技術(shù)領(lǐng)域已發(fā)展的十分成熟。從目前的技術(shù)水平和市場(chǎng)認(rèn)可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于保險(xiǎn)箱、保險(xiǎn)柜和金庫(kù)，還有一部分應(yīng)用于保管箱和運(yùn)鈔車。在其他技術(shù)領(lǐng)域還有遙控式電子密碼鎖以及卡片式密碼鎖等。第二章 設(shè)計(jì)方案的選擇2.1本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子密碼鎖，用戶想要打開鎖，必先通過(guò)提供的鍵盤輸入正確的密碼才能將鎖打開，密碼輸入錯(cuò)誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤一次將報(bào)警。密碼可以

16、由用戶自己修改設(shè)定，鎖打開后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時(shí)候需要二次確認(rèn)，以防止誤操作。2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案密碼電子鎖的設(shè)計(jì)方案有兩種；方案一為采用數(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，共設(shè)了9個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時(shí)間超過(guò)10秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過(guò)10秒，若用戶覺(jué)得不便，還可以修改）電路將報(bào)警20秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤2分鐘，防止他人的非法操作。采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方案好

17、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。方案二為采用以單片機(jī)為核心的控制方案：用單片機(jī)at89s51作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的i/o端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。在單片機(jī)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at24c02芯片用于密碼的存儲(chǔ)，外接lcd1602顯示器用于顯示作用。本設(shè)計(jì)的遙控電子鎖應(yīng)用于家庭、辦公室、學(xué)生宿舍及賓館等場(chǎng)所，需要系統(tǒng)簡(jiǎn)單方便，易于開發(fā)。基于以上因素本設(shè)計(jì)選用方案二，由于單片機(jī)種類繁多，各種型號(hào)都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時(shí)要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價(jià)比。一般來(lái)說(shuō)在選取單片機(jī)

18、時(shí)從下面幾個(gè)方面考慮：性能、存儲(chǔ)器、運(yùn)行速度、i/o口、定時(shí)/計(jì)、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些的還有一些最數(shù)器基本的比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級(jí)、工作溫度范圍、有沒(méi)有低電壓檢測(cè)功能、單片機(jī)內(nèi)有無(wú)時(shí)鐘振蕩器、有無(wú)上電復(fù)位功能等。在開發(fā)過(guò)程中單片機(jī)還受到：開發(fā)工具、編程器、開發(fā)成本、開發(fā)人員的適應(yīng)性、技術(shù)支持和服務(wù)等等因素。當(dāng)用戶需要開鎖時(shí)，先按鍵盤的數(shù)字鍵09輸入密碼。密碼輸完后按下確認(rèn)鍵，如果密碼輸入正確則開鎖，不正確顯示密碼錯(cuò)誤重新輸入密碼，當(dāng)三次密碼錯(cuò)誤則發(fā)出報(bào)警；當(dāng)用戶需要修改密碼時(shí)，先按下鍵盤設(shè)置鍵后輸入原來(lái)的密碼，只有當(dāng)輸入的原密碼

19、正確后才能設(shè)置新密碼。新密碼輸入無(wú)誤后按確認(rèn)鍵使新密碼將得到存儲(chǔ)，密碼修改成功。第三章 系統(tǒng)構(gòu)成3.1 設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)原理：系統(tǒng)由硬件部分與軟件部分兩部分構(gòu)成。其中硬件部分由單片機(jī)、電源輸入部分、鍵盤輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開鎖部分組成，軟件部分對(duì)應(yīng)的由主程序、初始化程序、lcd顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動(dòng)程序、關(guān)閉程序、建功能程序、密碼設(shè)置程序、eeprom讀寫程序和延時(shí)程序等組成。其原理框圖如圖3.1所示。圖3.1 電子密碼鎖原理框圖3.2 單片機(jī)電路部分 本次設(shè)計(jì)采用at89s51芯片，at89s51為8位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的c51內(nèi)核，在內(nèi)

20、部功能及管腳排布上與通用的8xc52相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主ic 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)ram及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)ir的接收解碼及與主板cpu通信等。at89s51是一個(gè)低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，通過(guò)用keil軟件編寫程序，然后燒到單片機(jī)里面去，然后讓它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行信息的處理，如可以讓它處理矩陣鍵盤傳過(guò)來(lái)的信息，并根據(jù)編好的程序來(lái)確定哪個(gè)按鍵按下，并處理相應(yīng)按鍵對(duì)應(yīng)的功能，然后把相應(yīng)的信息反應(yīng)到單片機(jī)的各個(gè)引腳，來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)象，如：顯示是否開啟鎖，報(bào)警等。它的電路如圖3.2所示。 圖3.2 單片機(jī)電路

21、3.3 紅外傳輸部分紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)：成本廉價(jià)、建設(shè)工程期短、適應(yīng)性好、擴(kuò)展性好、設(shè)備維護(hù)上更容易實(shí)現(xiàn)。使用紅外模塊進(jìn)行傳輸，豐富了系統(tǒng)的功能，提高了系統(tǒng)的可操作性，因而達(dá)到了交互式與智能化。紅外數(shù)據(jù)傳輸廣泛地運(yùn)用在紅外遙控系統(tǒng)和車輛的監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、小區(qū)的安全防火系統(tǒng)和傳呼系統(tǒng)、身份的識(shí)別、非接觸rf的智能卡等。工業(yè)設(shè)備中，在高壓，輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。紅外線輸入部分，采用hx1813接收和通用的紅外遙控器。紅外輸入電路如圖3.3所示，紅外遙控器如圖3.4所示。圖3.3 紅外輸入電路圖3.4 通用遙控器3.4 密碼存儲(chǔ)部分本設(shè)計(jì)采用

22、eprom芯片at24c02存儲(chǔ)密碼。at24c02是美國(guó)atmel公司的低功耗cmos型e2prom，內(nèi)含256×8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i2c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)

23、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(guò)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i2c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(guò)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(wú)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。圖3.5 at24c02的兩種引

24、腳圖24c02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)。通過(guò)單片機(jī)對(duì)24c02芯片進(jìn)行密碼存儲(chǔ)，存儲(chǔ)好密碼后，通過(guò)按鍵輸入密碼與存儲(chǔ)芯片里面的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)數(shù)據(jù)是否一致，來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作，還可以根據(jù)按鍵操作來(lái)執(zhí)行是否更換數(shù)據(jù)。電路連接圖如圖3.6所示。圖3.6 密碼存儲(chǔ)電路原理圖圖中at24c02的1、2、3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。它們都接地，第8腳和第4腳分別為正、負(fù)電源。第5腳sda為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過(guò)這條雙向i2c總

25、線串行傳送，與單片機(jī)的p3.3連接。第6腳scl為串行時(shí)鐘輸入線，與單片機(jī)的p3.4連接。第7腳需要接地。3.5 復(fù)位部位 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，例如復(fù)位后pc0000h，使單片機(jī)從第個(gè)單元取指令。無(wú)論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。在復(fù)位期間（即rst為高電平期間），p0口為高組態(tài)，p1p3口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)psen無(wú)效。地址鎖存信號(hào)ale也為高電平。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖3.7所示的復(fù)位電路。圖3.7 復(fù)位電路原理圖3.6 晶振部分本設(shè)計(jì)采用石英晶體振蕩器，石英晶體振蕩器是利

26、用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)

27、頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。以聲卡為例，要實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)44.1khz或48khz的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個(gè)44.1khz或48khz的時(shí)鐘頻率。如果需要對(duì)這兩種音頻同時(shí)支持的話，聲卡就需要有兩顆晶振。但是現(xiàn)在的娛樂(lè)級(jí)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src會(huì)對(duì)音質(zhì)帶來(lái)?yè)p害，而且現(xiàn)在的娛樂(lè)級(jí)聲卡都沒(méi)有很好地解決這個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是石英晶體振蕩器。 石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來(lái)穩(wěn)定頻率和選擇頻率，是一種可以取代lc諧振回路的晶體諧振元件。石英晶體振蕩器廣泛地應(yīng)

28、用在電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、無(wú)線通訊設(shè)備、電子鐘表、單片機(jī)、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。在單片機(jī)中為其提供時(shí)鐘頻率。本設(shè)計(jì)的at89s51引腳xtal1和xtal2與晶體振蕩器及電容c5、c6按圖3.7所示方式連接。晶振、電容c5c6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c5、c6的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在033mhz之間，電容c5、c6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做為系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為30pf。如圖3.8所示。圖3.8 晶振電路3.7 顯示

29、部分為了提高密碼鎖的密碼顯示效果能力。本設(shè)計(jì)的顯示部分由液晶顯示器lcd1602取代普通的數(shù)碼管來(lái)完成。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。開始時(shí)顯示器將一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對(duì)密碼鎖進(jìn)行開鎖時(shí)，按下數(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)*，最多顯示6位。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子顯示“right open”，單片機(jī)其中p1.3引角會(huì)輸出低電平，使三極管導(dǎo)通，電磁鐵

30、吸合，電子密碼鎖被打開，如果密碼不正確，lcd顯示屏?xí)@示“error retry”，p1.3輸出的是高電平，電子密碼鎖不能被打開。通過(guò)lcd顯示屏，可以清楚的判斷出鎖所處的狀態(tài)。其顯示部分引腳接口如圖3.9所示。圖3.9 顯示電路原理圖3.8 報(bào)警部分 報(bào)警部分由蜂鳴器及外圍電路組成，加電后不發(fā)聲，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤三次時(shí)，單片機(jī)的p1.4引腳為低電平，三極管導(dǎo)通執(zhí)行蜂鳴器警車聲子程序發(fā)出警笛報(bào)警。如圖3.10所示。圖3.10 報(bào)警電路原理圖3.9 開鎖部分開鎖用戶通過(guò)鍵盤任意設(shè)置密碼，并儲(chǔ)存在eeprom中作為鎖碼指令。開鎖步驟如下：首先按下鍵盤數(shù)字鍵09輸入密碼，最后按下確認(rèn)鍵。當(dāng)用戶輸入一

31、密碼后，單片機(jī)自動(dòng)識(shí)碼，如果識(shí)碼不符，則提示重新輸入，如果超過(guò)三次則報(bào)警。如果正確，系統(tǒng)使單片機(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，實(shí)物中用led代替繼電器。開鎖部分電路圖如圖3.11所示。 圖3.11 開鎖電路原理圖第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序、初始化程序、lcd顯示程序程序、鍵盤掃描程序、輸入密碼開鎖程序、密碼修改程序、eeprom讀寫程序和延時(shí)程序等組成。4.1主要程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要流程圖如圖4.1所示。開始初始化鍵盤程序啟動(dòng)程序鍵盤掃描鍵功能程序 結(jié)束關(guān)閉程序 圖4.1 主程序流程圖主程序主要完成了系統(tǒng)的初始化、按鍵掃描、按鍵功能、以及調(diào)

32、用顯示等功能。主程序部分如下：en bit p8 將lcd的en引腳連接到單片機(jī)的p8rw bit p9 rs bit p10 speaker bit p2.7open bit p2.6 開鎖電路的控制端連接到p2.6口4.2 開鎖設(shè)計(jì)開鎖設(shè)計(jì)部分流程圖如圖4.2所示。 初始化 按開鎖鍵 輸入密碼 確認(rèn)程序所輸入密碼正確？y 開鎖成功 開始輸入次數(shù)加1次數(shù)>3?報(bào)警程序 鎖定nyn圖4.2 輸入密碼開鎖流程圖 當(dāng)輸入密碼正確時(shí)，單片機(jī)輸出低電平，控制繼電器工作，模擬開鎖動(dòng)作，同時(shí)，當(dāng)輸入密碼或開鎖成功時(shí)，蜂鳴器發(fā)出相應(yīng)的提示音。開鎖程序設(shè)計(jì)如下：while(1)if(keydata=4)

33、/鎖定功能p3_6=0;ex1=1;goto start;4.3密碼修改設(shè)計(jì)輸入密碼前，要先將正確的密碼從存儲(chǔ)器24c02中讀出，并存放在單片機(jī)ram從40h開始的6個(gè)單元中。6位密碼鎖由矩陣按鍵輸入，輸入的密碼存儲(chǔ)在單片機(jī)ram從30h開始的6個(gè)單元中，每輸入一位密碼，都要和正確的密碼進(jìn)行比較；若全部6位密碼均輸入正確，顯示密碼正確信息；若輸入的密碼不完全正確，則進(jìn)行第二位輸入，若輸入3次仍不正確，則報(bào)錯(cuò)鎖定。輸入密碼時(shí)，還要打開定時(shí)器t0，使定時(shí)器t0工作，當(dāng)計(jì)時(shí)到30s時(shí)，若輸入的密碼不正確或未輸入密碼，則顯示出錯(cuò)信息。密碼修改程序用來(lái)設(shè)置新密碼，當(dāng)輸入的開鎖密碼正確后，可重新設(shè)置新密碼

34、，輸入的新密碼暫存在單片機(jī)ram從40h開始的單元中，然后，調(diào)用存儲(chǔ)器子程序，將40h開始的6位密碼存儲(chǔ)在24c02中。密碼修改流程圖如圖4.3所示。 開始初始化按下設(shè)置鍵輸舊密碼確認(rèn)程序所輸入舊密碼正確？輸新密碼確認(rèn)程序設(shè)置成功輸入次數(shù)加1次數(shù)>3?報(bào)警程序nyny 鎖定確認(rèn)程序再次輸新密碼兩次新密碼輸入相同？ny圖4.3 修改密碼流程圖密碼程序如下：if(keydata=33) /確定進(jìn)入密碼比較keydata=0;panduan:i=0;for(j=0;j<6;j+)l+=passwordj;k+=random_read(j);if(l!=k)/密碼不同進(jìn)行處理l=0;k=0

35、;lcd_write_string(0,0,bb);delayms(1000);a1+=1;if(a1=2)while(1)p3_7=1;p3_6=0;/兩次錯(cuò)誤發(fā)出報(bào)警goto start; /第二次輸入密碼結(jié) 論 本設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用美國(guó)atmel公司的單片機(jī)at89s51與低功耗cmos型e2prom ，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、顯示、報(bào)警、開鎖等電路并用c語(yǔ)言編寫主控芯片的控制程序，研制了一款可以多次更改密碼具有報(bào)警功能的電子密碼鎖。設(shè)計(jì)完全可行可以達(dá)到設(shè)計(jì)目地。使用單片機(jī)制作的電子密碼鎖具有軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于開發(fā)，成本較低，安全可靠

36、，操作方便等特點(diǎn)，可應(yīng)用于住宅、辦公室的保險(xiǎn)箱及檔案柜等需要防盜的場(chǎng)所，有一定的實(shí)用性。該電路設(shè)計(jì)還具有按鍵有效提示，輸入錯(cuò)誤提示，控制開鎖電平，控制報(bào)警電路，修改密碼等多種功能?？稍谝馔庑姑艿那闆r下隨時(shí)修改密碼。保密性強(qiáng)，靈活性高，特別適用于家庭、辦公室、學(xué)生宿舍及賓館等場(chǎng)所。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查閱大量的相關(guān)資料，詳細(xì)的了解了各個(gè)芯片的作用，如何工作，工作原理，個(gè)個(gè)芯片引腳的連接方式。對(duì)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，電路原理圖以及仿真，軟件流程圖和具體的匯編語(yǔ)言的設(shè)計(jì)都有了相應(yīng)的提高。此次設(shè)計(jì)涉及到了protues和protel99和一些單片機(jī)指令，通過(guò)近段時(shí)間的使用，對(duì)這些有了更深的了解。對(duì)于軟件部分的k

37、eil軟件的使用，是我們對(duì)匯編語(yǔ)言以及c語(yǔ)言又有了更深一步的了解。通過(guò)完成設(shè)計(jì)，我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更深刻地了解，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐再到理論的幾個(gè)飛躍，也更加了解到科學(xué)知識(shí)應(yīng)該以服務(wù)社會(huì)為目的，只有掌握了足夠的知識(shí)才能更好的為社會(huì)貢獻(xiàn)我們的力量。我學(xué)會(huì)了利用所學(xué)知識(shí)以技術(shù)上的知識(shí)解決問(wèn)題的能力。致 謝在論文完成之際，我要忠心的感謝身邊給予過(guò)我莫大幫助的老師、同學(xué)和朋友，致以他們最誠(chéng)摯的謝意。 本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，晁老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持

38、。晁老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)，這讓我在整個(gè)論文的撰寫過(guò)程中學(xué)習(xí)到了很多關(guān)于課題研究方面的知識(shí)。 真誠(chéng)地感謝參加論文評(píng)審和答辯的各位老師，感謝你們的辛勤勞動(dòng)和即將從你們那里獲得的有益教誨；感謝同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)中給予的指導(dǎo)和幫助。衷心感謝各位同學(xué)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中多次幫助我解決問(wèn)題。多虧了各位同學(xué)的開導(dǎo)和幫助，這次的設(shè)計(jì)才得以順利完成。在這四年的學(xué)期中結(jié)識(shí)的各位生活和學(xué)習(xí)上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財(cái)富。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬。最后要感謝的是我的父母和家人，感謝他們多年來(lái)對(duì)我默默的支持和幫

39、助。由衷地希望在未來(lái)的日子里，周圍的老師、同學(xué)和朋友們一如既往的在各方面繼續(xù)給予我更多的指教和幫助，以期取得新的進(jìn)步和成績(jī)來(lái)回報(bào)大家。參考文獻(xiàn)1 石文軒，宋薇.基于單片機(jī)mcs-1的智能密碼鎖設(shè)計(jì)j.武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,(01).2 夏路易,宗義.電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程protel 99sem.北京：北京希望電子出版社 2004.p56-59 .3 蘭吉昌.51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)百例m.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.220-230.4 郭海英.基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)j.現(xiàn)代電子技術(shù),2005,(3).5 李明喜.新型電子密碼鎖的設(shè)計(jì)j.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2004,

40、(03).6 董繼成.一種新型安全的單片機(jī)密碼鎖j.電子技術(shù),2004,(03).7 祖龍起,劉仁杰,孫乃凌. 一種新型可編程密碼鎖j.大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2002,(01).8 李明喜.新型電子密碼鎖的設(shè)計(jì)j.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2004,(03).9 楊茂濤.一種電子密碼鎖的實(shí)現(xiàn)j.福建電腦,2004,(08).10 瞿貴榮.實(shí)用電子密碼鎖j.家庭電子,2000,(07).11 曹素芬.單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)m.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，1995.p69-77.12 于永，戴佳，劉波.51單片機(jī)c語(yǔ)言常用模塊與綜合設(shè)計(jì)實(shí)例精講m.北京：電子工業(yè)出版社，2008 ，p47-53.13 王千

41、.實(shí)用電子電路大全m，北京：電子工業(yè)出版社，2001，p101-162.14 周潤(rùn)景，張麗娜.基于proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真m.北京：航空航天大學(xué)出版社，2006.p321-326.15 李葉紫，王喜斌，胡輝，孫東輝.mcs-51單片機(jī)應(yīng)用教程m.北京：清華大學(xué)出版社，2004.p29-35.附 錄 附錄 a 電路原理圖附錄 b 實(shí)物圖附錄 c 程序清單#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<string.h>#define uint unsigned int#define uchar uns

42、igned char/-sbit beep=p35; /蜂鳴器sbit jdq=p36; /繼電器 模擬開鎖/-/p1.0-1.7-d0.0-d0.7sbit rs = p30; /1602液晶sbit wela = p31; /1602液晶sbit lcden = p32; /1602液晶/-#define c02_write 0xa0 /寫#define c02_read 0xa1 /讀sbit scl=p34; /時(shí)鐘sbit sda_eeprom=p33; /數(shù)據(jù) bit ack;bit dd;/-/4*4 key - p1/-uchar iic_password16="&q

43、uot;/iic密碼uchar dsy_buffer16="" /顯示緩沖uchar userpassword16=""/使用者密碼uchar twopassword16=""/使用者密碼uchar onepassword16=""/使用者密碼uchar keyno =16;/-1602-void delayms(uint z) /延時(shí)n msuint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=120;y>0;y-);void write_com(uchar com) /1602液晶寫指令rs=

44、0;lcden=0;p1=com;delayms(1);lcden=1;delayms(2);lcden=0;void write_date(uchar date) /1602液晶寫數(shù)據(jù) rs=1;lcden=0;p1=date;delayms(1);lcden=1;delayms(2);lcden=0;void init_lcd(void) /初始化液晶，及畫面初始化/uchar num;wela=0;lcden=0;write_com(0x38); write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);/指定x,y寫

45、入字符串函數(shù) void lcd_write_string(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) if (y = 0)write_com(0x80 + x); /第一行 elsewrite_com(0xc0 + x); /第二行 while (*s) / write_date( *s); s+; /寫入數(shù)據(jù) /-1602-/蜂鳴器子程序void beep() uchar i; for(i=0;i<100;i+) delayms(2);beep=beep; beep=1; /關(guān)蜂鳴器/2402/-void delay_ms(uch

46、ar i)uchar j;for(;i>0;i-)for(j=124;j>0;j-);void i2c_start(void)sda_eeprom=1;scl=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();sda_eeprom=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();scl=0;_nop_();_nop_();void i2c_stop(void)sda_eeprom=0;scl=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();sda_eeprom=1;_nop_(

47、);_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();scl=0;_nop_();_nop_();void i2c_ackownledge(void)sda_eeprom=0;_nop_();_nop_();scl=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();scl=0;_nop_();_nop_();_nop_();void i2c_no_ackownledge(void)sda_eeprom=1;_nop_();_nop_();scl=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();scl=0;_no

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