密碼鎖設(shè)計(jì)論文

湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013屆畢業(yè)生設(shè)計(jì)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū) 15-湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院密碼鎖設(shè)計(jì)論文系別：自動(dòng)化工程系年級(jí)：10級(jí)專業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)姓名：小鋒學(xué)號(hào)：1001020252導(dǎo)師姓名：李清生職稱：教授201目錄TOC\o"1-3"\u1.前言 -1-2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求 -3-3.系統(tǒng)設(shè)計(jì) -4-3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖 -4-3.2各模塊原理說(shuō)明 -4-3.3系統(tǒng)總原理圖說(shuō)明 -9-3.4系統(tǒng)印刷電路板制作圖 -9-3.5系統(tǒng)的操作說(shuō)明 -10-3.6系統(tǒng)操作注意事項(xiàng) -10-參考文獻(xiàn) -11-致謝語(yǔ) -12-附錄 -13-附錄1.電路總原理圖 -13-附錄2.電路板制作圖 -14-附錄3.電路元件清單 -15-附錄4.源程系 -16-

1.前言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子鎖的設(shè)計(jì)也在不斷的發(fā)展。目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的電子鎖有鍵盤(pán)式電子密碼鎖、遙控式電子防盜鎖、卡式電子防盜鎖、生物特征防盜鎖等。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(pán)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(chē)。鍵盤(pán)式電子密碼鎖在鍵盤(pán)上輸入，操作簡(jiǎn)單，因而易于掌握，其突出優(yōu)點(diǎn)是“密碼”是存儲(chǔ)在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準(zhǔn)確又可靠，不會(huì)丟失，難以被竊。但是密碼不能太簡(jiǎn)單，太簡(jiǎn)單了就容易被他人在鍵盤(pán)上試探出來(lái)，或者可能被旁觀者窺測(cè)出來(lái)，造成保密性不足。當(dāng)然，密碼又不能太復(fù)雜，太復(fù)雜了可能自己都糊涂了，或者輸入密碼操作成功率低，造成使用不便。遙控式電子防盜鎖主要有光遙控和無(wú)線電遙控兩類。光遙控又分為紅外線遙控和可見(jiàn)光遙控，光遙控利用窄角度的光傳輸密碼，優(yōu)點(diǎn)是傳輸信息量可以很大、速度極快、人眼識(shí)別不出來(lái)，又無(wú)法在光路徑上以儀器捕獲信號(hào)試圖復(fù)制，因此保密性極高。無(wú)線電遙控的優(yōu)點(diǎn)也是傳輸信息量可以很大、速度快、人眼識(shí)別不出來(lái)，但發(fā)射的信號(hào)彌散空間，容易被儀器捕獲，因此適合采用變化的密碼，如所謂的“跳碼”、“滾碼”(均是隨機(jī)變化而無(wú)明顯規(guī)律)，這樣即使捕獲了當(dāng)時(shí)的信號(hào)也無(wú)利用、復(fù)制的價(jià)值。使用遙控式電子防盜鎖，需要仔細(xì)保管遙控器(即鑰匙)，而且對(duì)某些應(yīng)用而言，這種鑰匙大了一點(diǎn)，可能還要使用特定的電池。當(dāng)前最為活躍的產(chǎn)品則是使用各種“卡”作為鑰匙的電子防盜鎖，無(wú)論卡的種類如何多種多樣，按照輸入卡的操作方式，都可分為接觸式卡和非接觸式卡兩大類。值得注意的是，由于某些行業(yè)的安全要求較高，通常不得使用可靠性差、易被仿制的磁卡。目前接觸式卡的技術(shù)成熟、價(jià)格較低，應(yīng)用也較為廣泛；非接觸式卡使用隱蔽、方便，大有后來(lái)居上之勢(shì)。儲(chǔ)存信息量大是卡的優(yōu)勢(shì)，它不僅作為鑰匙，還可載入多項(xiàng)個(gè)人信息，特別適合金融業(yè)注重“驗(yàn)明正身”的行業(yè)特點(diǎn)，而且一卡多用(如入門(mén)、開(kāi)鎖、存儲(chǔ)、付費(fèi)等)帶來(lái)持卡人的便利。使用這類電子防盜鎖，需要仔細(xì)保管卡(即鑰匙)，尤其丟失了必須盡快取消該卡的授權(quán)。利用生物特征做密碼的電子防盜鎖，由于人的某些與生俱來(lái)的個(gè)性特征(如手、眼睛、聲音的特征)幾乎不可重復(fù)，可作為唯一的“鑰匙”并且可以“隨身攜帶”不怕丟失，因此受到人們的普遍歡迎?，F(xiàn)今，生物特征技術(shù)發(fā)展迅速，除了價(jià)格因素和尺寸體積因素對(duì)普及尚有所限制外，生物特征電子防盜鎖在金融業(yè)的前景被人們普遍看好。不過(guò)，在要求保密性極高的情況下，還不宜單獨(dú)使用生物特征電子防盜鎖，最好是組合其他電子信息作為密碼。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時(shí)間等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息能夠使電子防盜鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴(yán)的金庫(kù)，需要使用復(fù)合信息密碼的電子防盜鎖，這樣對(duì)盜賊而言是望塵莫及的。組合使用信息也能夠使電子防盜鎖獲得無(wú)窮擴(kuò)展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對(duì)用戶而言是千挑百選、自得其所。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)要求：（1）鍵盤(pán)掃描，檢測(cè)用戶輸入的密碼是否與存儲(chǔ)的密碼一樣，假如一樣的話則驅(qū)動(dòng)繼電器把門(mén)打開(kāi)，不一樣則在液晶屏幕上顯示錯(cuò)誤。（2）用戶成功輸入密碼之后可以修改密碼，密碼可以存儲(chǔ)在AT24C02上面，掉電保存。（3）用戶成功輸入密碼之后可以設(shè)置最多允許輸入密碼的錯(cuò)誤次數(shù)，這個(gè)次數(shù)掉電能保存。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖3.1.1本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，主要完成對(duì)鍵盤(pán)的響應(yīng)、液晶顯示等功能的控制，起到總控和協(xié)調(diào)各模塊之間工作的作用。圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，本設(shè)計(jì)可分為以下模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)主控模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、矩陣鍵盤(pán)模塊。下面對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案逐一進(jìn)行論證分析3.2各模塊原理說(shuō)明3.2.1主控模塊STC89C52單片機(jī)最初是由Intel公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，但后來(lái)Intel公司把51核的設(shè)計(jì)方案賣(mài)給了幾家大的電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，譬如SST、Philip、Atmel等大公司。如是市面上出現(xiàn)了各式各樣的但均以51為內(nèi)核的單片機(jī)，倒是Intel公司自己的單片機(jī)卻顯得遜色了。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機(jī)都兼容51指令、并在51的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與51一致的。STC89C52有40個(gè)引腳，4個(gè)8位并行I/O口，1個(gè)全雙工異步串行口，同時(shí)內(nèi)含5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。STC89C52的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由4K的程序存儲(chǔ)器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)組成。STC89C52單片機(jī)的基本組成框圖見(jiàn)圖2-2。圖2-2STC89C52單片機(jī)結(jié)3.2.2液晶原理介紹和模塊簡(jiǎn)介顯示器是人與機(jī)器溝通的重要界面，早期以顯像管(CRT/CathodeRayTube)顯示器為主，但隨著科技不斷進(jìn)步，各種顯示技術(shù)如雨后春筍般誕生，近來(lái)由于液晶(LCD)顯示器具有輕薄短小、耗電量低、無(wú)輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，在近年來(lái)價(jià)格不斷下跌的吸引下，逐漸取代CRT之主流地位，顯示器明日之星架勢(shì)十足。液晶是一種既具有液體的流動(dòng)性又具有光學(xué)特性的有機(jī)化合物，它的透明程度和呈現(xiàn)的顏色受外加電場(chǎng)的影響，利用這特點(diǎn)便可做成字符顯示器。液晶顯示器(LCD)英文全稱為L(zhǎng)iquidCrystalDisplay，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。顯示接口用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)顯示部分用的是LCD液晶模塊，采用一個(gè)16×1的字符型液晶顯示模塊。點(diǎn)陣圖形式液晶由M行×N列個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1個(gè)字節(jié)的8個(gè)位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元和顯示RAM區(qū)1024個(gè)字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。一個(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，即要找到和屏上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8個(gè)字節(jié)，并且要使每個(gè)字節(jié)的不同的位為‘1’，其它的為‘0’，為‘1’的點(diǎn)亮，為‘0’的點(diǎn)暗，這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可.LCD1602液晶模塊采用HD44780控制器，hd44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)，閃爍等功能，LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位或4位并行傳輸兩種方式，hd44780控制器由兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（DDRAM），字符發(fā)生器ROMA（CGOROM）字符發(fā)生器RAM（CGRAM），地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指令碼，只能寫(xiě)入不能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫(xiě)入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)，DDTAM用來(lái)存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼， CGROM由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160中和5*10點(diǎn)陣字符32種.8位字符編碼和字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以查看參考文獻(xiàn)（30）中的表4. CGRAM是為用戶編寫(xiě)特殊字符留用的，它的容量?jī)H64字節(jié)，可以自定義8個(gè)5*7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5*10點(diǎn)陣字符，AC可以存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫(xiě)入IR,則IR自動(dòng)把地址碼裝入AC，同時(shí)選擇DDRAM或CGRAM但愿，LCD1602液晶模塊的引腳圖如圖2-5所示。圖2-4LCD1601引腳圖LCD1602引腳介紹：Vss（1腳）：一般接地。Vdd（2腳）：接電源。Vee（3腳）：液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。RS（4腳）：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。R/W（5腳）：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。E（6腳）：E(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。DB0（7腳）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位）。DB1（8腳）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線1位。DB2（9腳）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線2位。DB3（10腳）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線3位。DB4（11腳）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線4位。DB5（12腳）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線5位。DB6（13腳）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線6位。DB7（14腳）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線7位（最高位）（也是busyflang）。寄存器選擇控制如表2-1。表2-1寄存器選擇控制RSR/W操作說(shuō)明00寫(xiě)入指令寄存器（清除屏等）01讀busyflag（DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0~DB6）值10寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)3.2.3矩陣鍵盤(pán)模塊設(shè)計(jì)圖2-6矩陣鍵盤(pán)模塊電路圖硬件電路設(shè)計(jì)圖如上圖所示。把單片機(jī)的P2.0－P2.7端口通過(guò)8聯(lián)撥動(dòng)撥碼開(kāi)關(guān)連接到“4*4行列式鍵盤(pán)”，其中P2.0-P2.3作為列線，P2.4-P2.7作為行線，系統(tǒng)首先通過(guò)CPU對(duì)全部鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，即把第一根行線置為“0”狀態(tài)，其余行線置于“1”狀態(tài)，讀入輸入緩沖器的狀態(tài)，若其狀態(tài)全為“1”表明該行無(wú)鍵按下，再將第二根行線置為“0”狀態(tài)，同樣讀入輸入緩沖器的狀態(tài)，如其狀態(tài)也全為“1”，則置第一根行線置為“0”狀態(tài)，以此類推。如讀入輸入緩沖器的狀態(tài)不全為“1”，確定哪一根列線為“0”狀態(tài)，當(dāng)某個(gè)鍵的行線和列線都為“0”狀態(tài)時(shí)，表明該鍵按下。矩陣式鍵盤(pán)模式以N個(gè)端口連接控制N*N個(gè)按鍵，實(shí)時(shí)在LED數(shù)碼管上顯示按鍵信息。顯示按鍵信息，省下了很多的I/O端口為他用，相反，獨(dú)立式按鍵雖編程簡(jiǎn)單，但占用I/O口資源較多，不適合在按鍵較多的場(chǎng)合應(yīng)用。并且在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常要用到輸入數(shù)字、字母、符號(hào)等操作功能，如電子密碼鎖、電話機(jī)鍵盤(pán)、計(jì)算器按鍵等，至少都需要12到16個(gè)按鍵。矩陣式鍵盤(pán)簡(jiǎn)介：矩陣式鍵盤(pán)又稱行列鍵盤(pán)，它是用N條I/O線作為行線，N條I/O線作為列線組成的鍵盤(pán)。在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。這樣鍵盤(pán)上按鍵的個(gè)數(shù)就為N*N個(gè)。這種行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口的利用率。最常見(jiàn)的鍵盤(pán)布局如圖1所示。一般由16個(gè)按鍵組成，在單片機(jī)中正好可以用一個(gè)P口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這也是在單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的形式，本設(shè)計(jì)就采用這個(gè)鍵盤(pán)模式。圖2-7鍵盤(pán)布局矩陣式鍵盤(pán)提高效率進(jìn)行按鍵操作管理有效方法，它可以提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性，有利于資源的節(jié)約，降低對(duì)操作者本身素質(zhì)的要求。3.2.4繼電器模塊設(shè)計(jì)電磁繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器的一種。它是利用電磁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電路開(kāi)、關(guān)控制作用的元件，廣泛應(yīng)用在電子設(shè)備、儀器儀表及自動(dòng)化設(shè)備中。在各種自動(dòng)控制設(shè)備中，都要求用一個(gè)低壓電路提控制一個(gè)高壓的電氣電路。這樣不僅可以為電子線路和電氣電路提供良好的電隔離，還可以保護(hù)電子電路和人員安全。本設(shè)計(jì)用一個(gè)LED的亮滅模擬密碼鎖的開(kāi)關(guān)。圖2-8繼電器模塊電路圖3.2.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)3.2.5.1AT24C02功能描述管腳定義AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOSE2PROM，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)，CATALYST公司的先進(jìn)CMOS技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02有一個(gè)16字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器。該器件通過(guò)IC總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。AT24C02支持IC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議IC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過(guò)器件地址輸入端A0、A1和A2可以實(shí)現(xiàn)將最多8個(gè)AT24C02器件連接到總線上。3.2.5.2管腳定義及接口實(shí)現(xiàn)各個(gè)引腳功能如下：（1）SCL串行時(shí)鐘AT24C02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。（2）SDA串行數(shù)據(jù)/地址AT24C02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，SDA是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳，可與其它開(kāi)漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或（wire-OR）。（3）A0、A1、A2器件地址輸入端這些輸入腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0。當(dāng)使用AT24C02時(shí)最大可級(jí)聯(lián)8個(gè)器件。如果只有一個(gè)AT24C02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，如果只有一個(gè)AT24C02被總線尋址這三個(gè)地址輸入腳（A0、A1、A2）必須連接到Vss。（4）WP寫(xiě)保護(hù)如果WP管腳連接到Vcc，所有的內(nèi)容都被寫(xiě)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(xiě)操作。3.3系統(tǒng)總原理圖說(shuō)明本系統(tǒng)是以AT89S51為核心的單片機(jī)控制方案。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，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加聲光提示。本系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容為：①密碼的設(shè)定，在此程序中密碼是固定在程序存儲(chǔ)器ROM中，密碼為6位。②密碼的輸入問(wèn)題：根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的密碼輸入，輸完后按確認(rèn)鍵將執(zhí)行相應(yīng)的功能。。3.4系統(tǒng)印刷電路板制作圖電路板制作圖（見(jiàn)附錄二）3.5系統(tǒng)的操作說(shuō)明鍵盤(pán)數(shù)字，共計(jì)數(shù)字鍵10個(gè)，功能鍵6個(gè)，用4×4組成0－9數(shù)字鍵、確認(rèn)鍵F及修改鍵C，10個(gè)數(shù)字鍵用來(lái)輸入密碼，另外6個(gè)功能鍵分別是：A、B、C、D、E、F。其中C鍵的功能是當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤的時(shí)候，清除前面已經(jīng)輸入的數(shù)據(jù)，重新輸入。F鍵的功能是確認(rèn)輸入的密碼。其中A、B、D、E無(wú)實(shí)際功能。3.6系統(tǒng)操作注意事項(xiàng)1.通電使用前先對(duì)照電路板與電路圖是否有錯(cuò)焊、漏焊、短路、開(kāi)路、元器件相碰等現(xiàn)象，有要處理好后再使用。2.通電使用前先檢查好電路板是否與電源供電線、驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)關(guān)與負(fù)載供電線、負(fù)載供電線之間相互接反，不得在接錯(cuò)的情況下通電，要處理好后再使用。3.通電使用時(shí)人體不得與電路板線路任何一個(gè)部位相碰，防止觸電，注意安全。4.應(yīng)把電極片與電路板隔離，避免電極片與電路板上元器件相碰觸發(fā)生短路現(xiàn)象。5.通電時(shí)應(yīng)把電路板放在絕緣物體上，避開(kāi)其他導(dǎo)電物體避免發(fā)生短路現(xiàn)象。6.使用時(shí)聞到燒焦味、發(fā)現(xiàn)元器件或集成塊冒煙燒毀應(yīng)立即斷開(kāi)電源，待電路板查明原因處理好后才可以繼續(xù)通電使用。7.調(diào)試電路時(shí)應(yīng)小心操作，避免萬(wàn)用表筆或其它導(dǎo)電工具造成人為短路。8.跟換電路板元件、焊接時(shí)應(yīng)斷開(kāi)電源后再操作避免造成元器件擊穿或電路短路現(xiàn)象。參考文獻(xiàn)[1]張齊，朱寧西.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.1[2]王為青，邱文勛.51單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)案例精選[M].北京：人民郵電出版社，2007.8[3]萬(wàn)光毅.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程1[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2006.5[4]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安：電子科技大學(xué)出版社，2002.2[5]王守中，聶元銘.51單片機(jī)開(kāi)發(fā)入門(mén)與典型實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2009[6]吳金戌,沈慶陽(yáng),郭庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004[7]鐘富昭，張晨.8051單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2007[8]胡學(xué)海.單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京電子工業(yè)出版社，2001[9]樓然苗.李光飛51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006[10]陳小忠，黃寧.單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序[M].北京：北京人民郵電出版社，2005.致謝語(yǔ)為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)已讓我非常痛苦的接近尾聲了，我的大學(xué)生涯也即將圈上一個(gè)句號(hào)。此刻我的心中卻有些悵然若失，因?yàn)槟切┦煜さ碾娮酉档亩鲙焸兒透魑豢蓯?ài)的同學(xué)們，我們也即將揮手告別了。在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間李清生老師召集我們開(kāi)會(huì)讓我們確定題目，還通過(guò)QQ、短信、Email等方式詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程。使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)保質(zhì)保量順利完成，為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)畫(huà)上一個(gè)完美的句號(hào)，在此我在一次由衷的感謝她。李清生老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，這些都將使我終生受益。同時(shí)，我要感謝三年來(lái)教過(guò)我的翁娟釵老師、趙麗瓊老師、陳輝煌老師等眾多老師。我以有你們這樣的老師為榮，從你們身上學(xué)到的知識(shí)我無(wú)以回報(bào)，謹(jǐn)此一并表達(dá)我的謝意！還有我要感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家來(lái)到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。最后，要感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。大學(xué)生活在彈指揮間即將告別，有太多的不舍、無(wú)盡的留戀。今天我以母校為榮，有朝一日母校將以我為榮，我即將出發(fā)，路在前方，一定到達(dá)！附錄附錄1.電路總原理圖附錄2.電路板制作圖附錄3.電路元件清單STC89C521個(gè)30PF電容2個(gè)10K電阻3個(gè)1K電阻1個(gè)10UF電容2個(gè)10K排阻1個(gè)10K電位器1個(gè)DIP40插座1個(gè)輕觸按鍵17個(gè)12M晶振1個(gè)24C021個(gè)85501個(gè)繼電器1個(gè)LED3個(gè)LCD16021個(gè)1系統(tǒng)源程序#include<reg52.h>#include"LCD1602.h"#include"key.h"#include"24c02.h" sbitLED1=P2^7;sbitLED2=P2^4;sbitLED3=P2^1;sbitRELAY=P1^5;//繼電器unsignedcharUserInput[6]={32,30,30,30,30,30};bitFlagInputPassword=0;bitFlagNewPassword=0;bitFlagNumofTime=0;unsignedcharNumofTime=3;unsignedcharCountERROR=0;bitFlagdead=0;voidmain(){ unsignedchari=0; unsignedcharkey=0; LCDInit(); LED2=0;//密碼沒(méi)有正確輸入的時(shí)候，第二個(gè)LED亮 LED1=1;//第一個(gè)LED不亮 LED3=1; RELAY=0;//繼電器關(guān)閉// writearray(); readarray(); while(!Flagdead) //將數(shù)組array2的值依次賦給P0口顯示 { if(matrix_key_scan()==11)//關(guān)鎖鍵，直接回到輸入密碼界面 FlagInputPassword=0; if(matrix_key_scan()==10)//當(dāng)需要輸入新的密碼時(shí) FlagNewPassword=1; if(matrix_key_scan()==12)//設(shè)置輸錯(cuò)次數(shù) FlagNumofTime=1; while(!FlagInputPassword)//輸入密碼界面 { LED2=0;//密碼沒(méi)有正確輸入的時(shí)候，第二個(gè)LED亮 LED1=1;//第一個(gè)LED不亮 LED3=1; RELAY=0;//繼電器關(guān)閉 for(i=0;i<6;i++) UserInput[i]=16; LCDDispString(0,1,"Inputpassword:"); LCDDispString(0,2,""); LCDCursor(); LCDDispChar(2,2,''); while(UserInput[0]>9)//輸入第一個(gè)數(shù) UserInput[0]=matrix_key_scan(); LCDDispChar(3,2,'-'); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(UserInput[1]>9)//輸入第2個(gè)數(shù) UserInput[1]=matrix_key_scan(); LCDDispChar(4,2,'-'); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(UserInput[2]>9)//輸入第3個(gè)數(shù) UserInput[2]=matrix_key_scan(); LCDDispChar(5,2,'-'); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(UserInput[3]>9)//輸入第4個(gè)數(shù) UserInput[3]=matrix_key_scan(); LCDDispChar(6,2,'-'); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(UserInput[4]>9)//輸入第5個(gè)數(shù) UserInput[4]=matrix_key_scan(); LCDDispChar(7,2,'-'); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(UserInput[5]>9)//輸入第6個(gè)數(shù) UserInput[5]=matrix_key_scan(); LCDDispChar(8,2,'-'); if(UserInput[0]==array2[0]&&UserInput[1]==array2[1]&&UserInput[2]==array2[2]&& UserInput[3]==array2[3]&&UserInput[4]==array2[4]&&UserInput[5]==array2[5]) { LCDDispString(1,2,""); LCDDispString(3,2,"Correct"); LED1=0;//密碼輸入正確，第一個(gè)燈亮 LED2=1;//第二個(gè)燈滅 RELAY=1;//繼電器導(dǎo)通 FlagInputPassword=1; LCDNotCursor(); CountERROR=0; } elseif(UserInput[0]==6&&UserInput[1]==5&&UserInput[2]==4&& UserInput[3]==3&&UserInput[4]==2&&UserInput[5]==1) { LCDDispString(1,2,"SuperPassword"); LED1=0;//密碼輸入正確，第一個(gè)燈亮 LED2=1;//第二個(gè)燈滅 RELAY=1;//繼電器導(dǎo)通 FlagInputPassword=1; LCDNotCursor(); CountERROR=0; } else//密碼錯(cuò)誤 { CountERROR++; LCDNotCursor(); LCDDispString(3,2,"ERROR"); delayms(1000);//延時(shí)消抖用 LCDDispString(3,2,""); for(i=0;i<6;i++) UserInput[i]=16; if(CountERROR==NumofTime) { FlagInputPassword=1; Flagdead=1; LCDDispString(3,2,"DEAD!"); CountERROR=0; } } } while(FlagNewPassword==1) //修改密碼界面 { LED2=1;//密碼沒(méi)有正確輸入的時(shí)候，第二個(gè)LED亮 LED1=0;//第一個(gè)LED不亮 LED3=0; RELAY=1;//繼電器關(guān)閉 LCDDispString(0,1,"Newpassword:"); LCDDispString(1,2,""); LCDCursor(); for(i=0;i<6;i++) { array1[i]=16; } LCDDispChar(2,2,''); while(array1[0]>9)//輸入第一個(gè)數(shù) array1[0]=matrix_key_scan(); LCDDispNum(3,2,array1[0]); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(array1[1]>9)//輸入第2個(gè)數(shù) array1[1]=matrix_key_scan(); LCDDispNum(4,2,array1[1]); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(array1[2]>9)//輸入第3個(gè)數(shù) array1[2]=matrix_key_scan(); LCDDispNum(5,2,array1[2]); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(array1[3]>9)//輸入第4個(gè)數(shù) array1[3]=matrix_key_scan(); LCDDispNum(6,2,array1[3]); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(array1[4]>9)//輸入第5個(gè)數(shù) array1[4]=matrix_key_scan(); LCDDispNum(7,2,array1[4]); delayms(500);//延時(shí)消抖用 while(array1[5]>9)//輸入第6個(gè)數(shù) array1[5]=matrix_key_scan(); LCDDispNum(8,2,array1[5]); writearray();//將密碼存在24c02中 readarray(); LCDNotCursor(); LCDDispString(3,2,"OK!"); delayms(1000);//延時(shí)消抖用 FlagNewPassword=0; } while(FlagNumofTime==1)//設(shè)置出錯(cuò)次數(shù) { LED2=1;//密碼沒(méi)有正確輸入的時(shí)候，第二個(gè)LED亮 LED1=0;//第一個(gè)LED不亮 LED3=1; RELAY=1;//繼電器關(guān)閉 LCDDispString(0,1,"Numoftime:"); LCDDispString(1,2,""); LCDDispNum(6,2,NumofTime); NumofTime=16; while(NumofTime>9) { NumofTime=matrix_key_scan(); } LCDDispString(3,2,"OK!"); delayms(1000);//延時(shí)消抖用 LCDDispString(3,2,""); LCDDispNum(6,2,NumofTime); FlagNumofTime=0; } } while(1);}#include<reg52.h>#include"24c02.h"unsignedchararray1[6]={1,2,3,4,5,6,}; //寫(xiě)入存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)組unsignedchararray2[6]={0,0,0,0,0,0,}; //從存儲(chǔ)區(qū)讀出數(shù)據(jù)的寄存數(shù)組voiddelayus(unsignedchart) //1.1us11.0592MHz 0<i<255{ while(t--);}voidc02start() //起始信號(hào){ sda=1; delayus(5); scl=1; delayus(5); sda=0; delayus(5);}voidc02stop() //終止信號(hào){ sda=0; delayus(5); scl=1; delayus(5); sda=1; delayus(5);}voidc02respons() //應(yīng)答信號(hào){ unsignedchari=0; scl=1; delayus(5); while((sda==1)&&(i<250))i++;//sda=1或超時(shí)一個(gè)成立及默認(rèn)應(yīng)答 scl=0; delayus(5);}voidc02init() //24c02初始化{ sda=1; delayus(5); scl=1; delayus(5);}voidc02write(unsignedcharbyte) //寫(xiě)一個(gè)字節(jié){ unsignedchari,temp; temp=byte; for(i=0;i<8;i++) { temp=temp<<1; scl=0; delayus(5); sda=CY; delayus(5); scl=1; delayus(5); } scl=0; delayus(5); sda=1; delayus(5); }unsignedcharc02read() //讀一個(gè)字節(jié){ unsignedchari,k; scl=0; delayus(5); sda=1; delayus(5); for(i=0;i<8;i++) { scl=1; delayus(5); k=(k<<1)|sda; scl=0; delayus(5); } returnk;}voidwritedata(unsignedcharadd,unsignedchardata0) //從地址“add”處，寫(xiě)入“data0”{ unsignedchart=255; c02init(); c02start(); c02write(0xa0); //寫(xiě)器件地址和傳輸方向 c02respons(); c02write(add); //寫(xiě)首地址 c02respons(); c02write(data0); //寫(xiě)數(shù)據(jù) c02respons(); c02stop(); while(t) { t--; }}unsignedcharreaddata(unsignedcharadd) //讀出地址“add”處的數(shù)據(jù){ unsignedchardata1; c02init(); c02start(); c02write(0xa0); c02respons(); c02write(add); c02respons(); c02start(); c02write(0xa1); c02respons(); data1=c02read(); c02stop(); returndata1;}voidwritearray() //寫(xiě)入數(shù)組{ unsignedchari=0; while(1) { writedata(i,array1[i]); //將數(shù)組array1中的數(shù)從地址“0”依次寫(xiě)入存儲(chǔ)區(qū) i++; if(i>=6) break; } }voidreadarray() //讀取數(shù)組{ unsignedchari=0; while(1) { array2[i]=readdata(i); //將存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)組依次讀出，并賦給數(shù)組array2 i++; if(i>=6) break; }}voiddelayms(unsignedchari) //1.26ms11.0592MHz 0<i<255{ unsignedintj; while(i--) { for(j=0;j<125;j++); } }//獨(dú)立鍵盤(pán)掃描子函數(shù)unsignedcharmatrix_key_scan(void) { unsignedcharget_port=0; //每次都清0 unsignedchardis_num=0; Key_port=0xfe; //進(jìn)行第四行的掃描，先給端口賦初值 get_port=Key_port; //從端口采回值 get_port=get_port&0xf0; //取出前四位的端口值 if(get_port!=0xf0) //判斷是否有鍵按下 { delayms(8); //延時(shí)消抖 get_port=Key_port; //再次采回端口值 get_port=get_port&0xf0; if(get_port!=0xf0) { get_port=Key_port; switch(get_port) //判斷端口值 { case0xee:return0; //第一個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示0 case0xde:return1; //第二個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示1 case0xbe:return2; //第三個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示2 case0x7e:return3; //第四個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示3 } //switch while(get_port!=0xf0) //等待松手 { get_port=Key_port; get_port=get_port&0xf0; } //while } //if } //if Key_port=0xfd; //進(jìn)行第三行的掃描，先給端口賦初值 get_port=Key_port; //從端口采回值 get_port=get_port&0xf0; //取出前四位的端口值 if(get_port!=0xf0) //判斷是否有鍵按下 { delayms(8); //延時(shí)消抖 get_port=Key_port; //再次采回端口值 get_port=get_port&0xf0; if(get_port!=0xf0) { get_port=Key_port; switch(get_port) //判斷端口值 { case0xed:return4; //第一個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示4 case0xdd:return5; //第二個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示5 case0xbd:return6; //第三個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示6 case0x7d:return7; //第四個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示7 } //switch while(get_port!=0xf0) //等待松手 { get_port=Key_port; get_port=get_port&0xf0; } //while } //if } //if Key_port=0xfb; //進(jìn)行第四行的掃描，先給端口賦初值 get_port=Key_port; //從端口采回值 get_port=get_port&0xf0; //取出前四位的端口值 if(get_port!=0xf0) //判斷是否有鍵按下 { delayms(8); //延時(shí)消抖 get_port=Key_port; //再次采回端口值 get_port=get_port&0xf0; if(get_port!=0xf0) { get_port=Key_port; switch(get_port) //判斷端口值 { case0xeb:return8; //第一個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示8 case0xdb:return9; //第二個(gè)按鍵按下時(shí)，顯示9 case0xbb:return10;//確定 case0x7b:return11;//改密碼 } //switch while(get_port!=0xf0) //等待松手 { get_port=Key_port; get_port=get_port&0xf0; } //while } //if } //if Key_port=0xf7; //進(jìn)行第四行的掃描，先給端口賦初值 get_port=Key_port; //從端口采回值 get_port=get_port&0xf0; //取出前四位的端口值 if(get_port!=0xf0) //判斷是否有鍵按下 { delayms(8); //延時(shí)消抖 get_port=Key_port; //再次采回端口值 get_port=get_port&0xf0; if(get_port!=0xf0) { get_port=Key_port; switch(get_port) //判斷端口值 { case0xe7:return12;//關(guān)鎖 } //switch while(get_port!=0xf0) //等待松手 { get_port=Key_port; get_port=get_port&0xf0; } //while } //if } //ifreturn16; //沒(méi)有輸入時(shí)，返回16/*********************************************************Function:voidDelayN40us(unsignedintn)Description:延時(shí)函數(shù)，延時(shí)40us的整數(shù)倍，傳入值n代表延時(shí) 時(shí)間到n*40us，不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確延時(shí)，只能實(shí)現(xiàn)大 概時(shí)間的延時(shí)，利用的是指令實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。Calls:沒(méi)有調(diào)用其它函數(shù)CalledBy:voidLCDWriteCommand(unsignedchardat); voidLCDWriteData(unsignedchardat);Input:unsignedintn用于延時(shí)時(shí)間的確定，取值、 為1~65535Output:無(wú)Return:無(wú)***********************************************************/voidDelayN40us(unsignedintn){ unsignedinti; unsignedcharj; for(i=n;i>0;i--) for(j=0;j<2;j++);}/*********************************************************Function:voidLCDInit(void);Description:液晶初始化函數(shù),對(duì)LCD1602進(jìn)行初始化操作， 在每一次實(shí)用液晶前必須用到的，外部可調(diào)用 函數(shù)。Calls:voidLCDWriteCommand(unsignedchardat); DelayN40us(unsignedintn);CalledBy:main();或其他Input:無(wú)Output:無(wú)Return:無(wú)***********************************************************/voidLCDInit(void) { LCDWriteCommand(0x38);/*設(shè)置8位格式，2行，5x7*/ LCDWriteCommand(0x38);/*設(shè)置8位格式，2行，5x7*/ LCDWriteCommand(0x38);/*設(shè)置8位格式，2行，5x7，有的液晶做的不好，寫(xiě)三遍保險(xiǎn)?。。。?/ LCDWriteCommand(0x0c);/*整體顯示，關(guān)光標(biāo)，不閃爍*/ LCDWriteCommand(0x06);/*設(shè)定輸入方式，增量不移位*/ LCDWriteCommand(0x01);/*清除屏幕顯示*/ DelayN40us(100); /*清屏延時(shí)*/}/*********************************************************Function:voidLCDWriteCommand(unsignedchardat);Description:寫(xiě)命令函數(shù)，對(duì)LCD1602內(nèi)部寄存器進(jìn)行操作。Calls:DelayN40us(unsignedintn);CalledBy:voidLCDInit(void); voidLCDDispChar(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat); voidLCDDispNum(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat); Input:unsignedchardat寫(xiě)入的命令Output:無(wú)Return:無(wú)***********************************************************/voidLCDWriteCommand(unsignedchardat){ LCD_DB=dat; LCD_RS=0;/*選擇寫(xiě)指令*/ LCD_RW=0;/*寫(xiě)入指令值*/ LCD_E=1;/*使能LCD1602*/ LCD_E=0; DelayN40us(1);/*寫(xiě)命令延時(shí)*/}/*********************************************************Function:voidLCDWriteData(unsignedchardat);Description:寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入LCD1602中。Calls:DelayN40us(unsignedintn);CalledBy:voidLCDInit(void); voidLCDDispChar(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat); voidLCDDispNum(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat); Input:unsignedchardat寫(xiě)入的數(shù)據(jù)Output:無(wú)Return:無(wú)***********************************************************/voidLCDWriteData(unsignedchardat) //寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù){ LCD_DB=dat; LCD_RS=1;/*選擇寫(xiě)數(shù)據(jù)*/ LCD_RW=0;/*寫(xiě)入數(shù)據(jù)值*/ LCD_E=1;/*使能LCD1602*/ LCD_E=0; DelayN40us(1);/*寫(xiě)數(shù)據(jù)延時(shí)*/}/*********************************************************Function:voidLCDDispChar(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat);Description:在某個(gè)屏幕位置上(x,y)位置顯示一個(gè)字符，可外部調(diào)用。Calls:LCDWriteCommand(unsignedchardat); voidLCDWriteData(unsignedchardat);CalledBy:main();及其他Input:X（0-15),y(1-2),dat為顯示字符‘a(chǎn)’形式。Output:無(wú)Return:無(wú)***********************************************************/voidLCDDispChar(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat){ unsignedcharaddress; if(y==1) address=0x80+x; /*顯示在第一排的時(shí)候的x的地址*/ else address=0xc0+x; /*顯示在第二排的時(shí)候的x的地址*/ LCDWriteCommand(address); /*輸入地址*/ LCDWriteData(dat); /*輸入數(shù)據(jù)*/}/*********************************************************Function:voidLCDDispNum(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchardat);Description:在某個(gè)屏幕位置上(x,y)位置顯示一個(gè)數(shù)字，可外部調(diào)用。Calls:LCDWriteCommand(unsignedchardat); voidLCDWriteData(unsignedchardat);CalledBy:main();及其他Input:X（0-15),y(