基于at89c51單片機的電子密碼鎖的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 密碼鎖開鎖機構示意圖 當用戶輸入的密碼正確而且是在規定的時間輸入的話，單片機便輸出開門信號，送到開鎖驅動電路，然后驅動電磁鎖，達到開門的目的。其實際電路如圖 所示。由 D R T10 組成驅動電路，其中 T10 可以選擇普通的小功率三極管。 D5 作為開鎖的提示 ， 由 D C2 T11 組成。其中 D C24 是為了消除電磁鎖可能產生的反向高電壓以及可能產生的電磁干擾。 在本次設計中，基于節省材料的原則，暫時用發光二極管代替電磁鎖，發光管亮，表示開鎖； 沒亮而且報警 ，表示 密碼錯誤或輸入有誤！ 圖 開鎖裝置圖 單片機控制系統 AT89C51 報警 輸入密碼 校正密碼 燈亮開鎖 正確 錯誤 12 顯示電路設計 電子密碼鎖中需要顯示的信息比較少，一般密碼設計為 6 位。本設計采用的是 8位數碼顯示管，前面用 6 位是用來存儲密碼的，后面兩位是來識別是否按下 Enter 鍵，具體連接方式如圖 所示。 圖 顯示電路連接圖 AT24C02 掉電存儲單元的設計 掉電存儲單元的作用是在電源斷開的時候，存儲當前設定的單價信息。AT24C02 是 ATMEL 公司的 2KB 字節的電可擦除存儲芯片，采用兩線串行的總線和單片機通訊，電壓最低可以到 ，額定電流為 1mA，靜態電流 10Ua()，芯片內的資料可以在斷電的情況下保存 40 年以上，而且采用 8 腳的 DIP 封裝，使用方便。其電路如圖 所示。 13 圖 掉電存儲電路原理圖 圖 中 R R10 是上拉電阻，其作用是減少 AT24C02 的靜態功耗，由于AT24C02 的數據線和地址線是復用的，采用串口的方式傳送數據，所以只用兩根線SCL（移位脈沖）和 SDA（數據 /地址）與單片機傳送數據。 電源電路設計 為了防止停電情況的發生，本電路后備了 UPS 電源，它包括市電供電電路，停電檢測電路，電子開關切換電路，蓄電池充電電路和蓄電池組成。 市電 供 電路圖如圖 所示。 圖 電源電路原理圖 220V 市電通過變壓器降壓成 12V 的交流電 ,再經過整流橋整流 ,7805 穩壓到5V 送往電由 R8， R9， R6， R7 及 IC14 構成電壓比較器，正常情況下， V+V IC14輸出高電平，繼電器的常閉觸點和市電相連；當市電斷開， V+V IC14 輸出高電平，由 T3， T4 構成的達林頓管使繼電器 J 開啟，將其常開觸電將蓄電池和電路相連，實現市電和蓄電池供電的切換，保證電子密碼鎖的正常工作（視電池容量而定持續時間）。其電路圖如 圖 所示： 14 R850KR940KR730KR620KT39018R 10T49014123I C 1 4741繼電器蓄電池供電5V 直流電源 A1蓄電池 A25V 直流電源 A1蓄電池 A2VCC常閉常開 圖 蓄電池電路 原理圖 T1， T2 構成的蓄電池自動充電電路，它在電池充滿后自動停止充電，其中 D1亮為正在充電， D2 為工作指示。由 R4， R5， T1 構成電壓檢測電路，蓄電池電壓低，則 T1， T2 導通，實現對其充電；充滿后， T1， T2 截止，停止充電，同時 D1熄滅，電路中 C4 的作用是濾除干擾信號。其電路圖如圖 所示： 圖 蓄電池自動充電原理圖 15 總體原理圖 圖 總體電路原理圖 16 第 4 章 軟件設計 程序設計 程序設計 (Programming)是指設計、編制、調試程序的 方法和過程。它是目標明確的智力活動。 在進行微機控制系統設計時，除了系統硬件設計外，大量的工作就是如何根據每個生產對象的實際需要設計應用程序。因此，軟件設計在微機控制系統設計中占重要地位。對于本系統，軟件也占有重要的地位。 在單片機控制系統中，大體上可分為數據處理、過程控制兩個基本類型。數據處理包括：數據的采集、數字濾波、標度變換等。過程控制程序主要是使單片機按一定的方法進行計算，然后再輸出，以便控制生產。 為了完成上述任務，在進行軟件設計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。 把一個程序分成 具有多個明確任務的程序模塊，分別編制、調試后再把它們連接在一起形成一個完整的程序，這樣的程序設計方法稱為模塊化程序設計 。所謂“模塊”，實質上就是能完成一定功能，并相對獨立的程序段，這種程序設計方法稱為模塊程序設計法。 模塊程序設計法的主要優點是： (1)單個模塊比起一個完整的程序易編寫、調試 及修改 。 (2)程序的易讀性好。 (3)程序的修改可局部化。 (4)模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務在不同條件下調用。 (5)模塊程序允許設計者分割任務和利用已有程序，為設計者提供方便。 本系統軟件采用模塊化結構，由 主程序模塊，鍵盤掃描及識別子程序，調電存儲服務程序，顯示子程序。 主程序設計 (1)主程序模塊 主程序主要完成初始化、設置中斷向量、檢查有無按鍵按下、以及調用顯示等等。當初始化就會自動等待輸入密碼，若操作有誤便會報警提示并對各位進行清零，等待密碼的再次輸入；若輸入密碼正確，在輸完之后等待你按下 Enter 鍵，再判斷密碼是否正確，若錯誤便報警并再次將各位密碼清零；若輸入密碼正確就會自動開鎖并亮燈。 主程序的流程圖如 圖 所示 。 17 圖 主程序流 程圖 在系統的程序設計中， 主控模塊只負責根據消息調用相應模塊的處理函數，具體如何處理這些消息由各功能模塊中的對應 程序 決定。 主程序 LED_BIT_1 EQU 30H LED_BIT_2 EQU 31H LED_BIT_3 EQU 32H LED_BIT_4 EQU 33H 開 始 初 始 化 等待密碼的輸入 有鍵按下？ 操作有誤？ 各位清零并報警提示 繼續輸入密碼 密碼正確？ 開鎖并亮燈 N Y Y N Y N 18 LED_BIT_5 EQU 34H LED_BIT_6 EQU 35H LED_BIT_7 EQU 36H LED_BIT_8 EQU 37H 。以下 6 個字節存放初始密碼 WORD_1 EQU 38H WORD_2 EQU 39H WORD_3 EQU 3AH WORD_4 EQU 3BH WORD_5 EQU 3CH WORD_6 EQU 3DH 。以下 6 個字節存放用戶輸入的 6 位密碼 KEY_1 EQU 3EH KEY_2 EQU 3FH KEY_3 EQU 40H KEY_4 EQU 41H KEY_5 EQU 42H KEY_6 EQU 43H CNT_A EQU 44H CNT_B EQU 45H KEY_CNT EQU 46H 。已輸出的密碼位數 LINE EQU 47H 。按鍵行號 ROW EQU 48H 。按鍵列號 VAL EQU 49H 。鍵值 ORG 00H SJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START:MOV CNT_A,00H 。程序初始化 MOV CNT_B,00H MOV KEY_CNT,00H 19 MOV LINE,00H MOV ROW,00H MOV VAL,00H SETB MOV LED_BIT_1,00H 。段碼存儲區清 0 MOV LED_BIT_2,00H MOV LED_BIT_3,00H MOV LED_BIT_4,00H MOV LED_BIT_5,00H MOV LED_BIT_6,00H MOV LED_BIT_7,79H MOV LED_BIT_8,73H MOV KEY_1,00H 。輸入密碼存儲區清 0 MOV KEY_2,00H MOV KEY_3,00H MOV KEY_4,00H MOV KEY_5,00H MOV KEY_6,00H MOV WORD_1,6 。設置初始密碼為 123456 MOV WORD_2,5 MOV WORD_3,4 MOV WORD_4,3 MOV WORD_5,2 MOV WORD_6,1 MOV TMOD,01H MOV TH0,(65536700)/256 MOV TL0,(65536700)MOD 256 MOV IE,82H A0:LCALL DISP 鍵盤掃描及識別子程 序設計 20 鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環主程序，一旦有按鍵按下，便轉向相應的子程序處理，處理結束再返回。其程序流程如圖 所示。 圖 鍵盤掃描及識別子程序流程圖 LSCAN:MOV P3,0F0H 。掃描行碼 L1: JNB ,L2 LCALL DLY_S JNB ,L2 MOV LINE,00H LJMP RSCAN L2: JNB ,L3 LCALL DLY_S JNB ,L3 MOV LINE,01H LJMP RSCAN L3: JNB ,L4 LCALL DLY_S JNB ,L4 中 斷 保護現場 報警器提示 清中斷 結束 21 MOV LINE,02H LJMP RSCAN L4: JNB ,A0 LCALL DLY_S JNB ,A0 MOV LINE,03H RSCAN:MOV P3,0FH 。掃 描列碼 C1: JNB ,C2 MOV ROW,00H LJMP CALCU C2: JNB ,C3 MOV ROW,01H LJMP CALCU C3: JNB ,C1 MOV ROW,02H CALCU:MOV A,LINE 。計算鍵值 MOV B,03H MUL AB ADD A,ROW MOV VAL,A CJNE A,0AH,J1 。是否為 CLR鍵 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,00H,J2 LCALL ALARM_1 LJMP START J2:LCALL SHIFTR DEC KEY_CNT W00:LCALL DISP 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W01 LJMP A0 22 W01:MOV A,P3 CJNE A,0F0H,W02 LJMP A0 W02:SJMP W00 J1: MOV A,VAL CJNE A,0BH,J3 。判斷是否為 ENTER鍵 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,06H,J4 MOV A,WORD_1 。比較密碼 CJNE A,3EH,J5 MOV A,WORD_2 CJNE A,3FH,J5 MOV A,WORD_3 CJNE A,40H,J5 MOV A,WORD_4 CJNE A,41H,J5 MOV A,WORD_5 CJNE A,42H,J5 MOV A,WORD_6 CJNE A,43H,J5 CLR LCALL DLY_L LJMP FINI J5: LCALL ALARM_2 LJMP START J4: LCALL ALARM_1 LJMP START J3: INC KEY_CNT 。按下數字鍵 MOV A,KEY_CNT CJNE A,07H,K1 LCALL ALARM_1 23 W10:LCALL DISP 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W11 LJ