基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 符號 引腳說明 1 GND 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 1602 型 LCD 的技術(shù)參數(shù)：容量 :16 2 字符；芯片工作電壓 :— ；工作電流 :()；模塊最好的電壓 :；字符 : (W H)mm。 1602 型 LCD 基本操作程序如下表所示： 表 LCD1602 基本操作程序 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0— D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=狀態(tài) 字 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=L， D0— D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出 無 晶體振蕩器 晶體振蕩器，簡稱晶振， 其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻率經(jīng)過頻率發(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，基于單片機(jī)的 電子密碼鎖 的設(shè)計 7 要實現(xiàn)對模擬信號 48kHz的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個 48kHz的時鐘頻率。如果需要對這兩種音頻同時支持的話，聲卡就需要有兩顆晶振。但是現(xiàn)在的娛樂級聲卡為了降低成本，通常都采用 SCR 將輸出的采樣頻率固定在 48kHz，但是 SRC 會對音質(zhì)帶來損害，而且現(xiàn)在的娛樂級聲卡都沒有很好地解決這個問題。現(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)用在電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、無線通訊設(shè)備、電子鐘表、單片機(jī)、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。用于產(chǎn)生一個時鐘信號和一個特定的系統(tǒng)中提供一個基準(zhǔn)信號的數(shù)據(jù)處理設(shè)備。在單片機(jī)中為其提供時鐘頻率。 石英晶體振蕩器是由壓電效應(yīng)的石英晶體諧振器裝置（結(jié)晶二氧化硅），其結(jié)構(gòu)基本上：從石英晶體按照一定角度切片（叫做晶片，有正方形、矩形或圓形等），其中，所述銀層的兩個相應(yīng)表面涂覆作為在每個焊接在連接到 管腳引線的一個電極的電極，與所述封裝外殼一起構(gòu)成了一個石英晶體諧振器中，稱為石英晶體或晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般包裝用金屬外殼，也有用玻璃殼，陶瓷或塑料封裝。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動，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，就會發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。 基于單片機(jī)的 電子密碼鎖 的設(shè)計 8 3 總體 方案設(shè)計 該 設(shè)計 的組件主要有 矩陣鍵盤、液晶顯示器、單片機(jī)和密碼存儲。鍵盤 主要在于 數(shù)字密碼 的輸入 和 實現(xiàn)其他 功能。通過連接 到 單片機(jī)的鍵盤輸入 用戶的密碼， 輸入的用戶密碼與存儲 的密碼經(jīng)過單片機(jī)對比 ， 然后判斷是否密碼正確 ，接著 傳到 警報或是開鎖 電路控制開鎖還是報警，實際 應(yīng)用時 只要 吧 單片機(jī)的負(fù)載繼電器換成電子鎖的電磁鐵線圈 就可以了 ，也 能 用繼電器的觸點 來控制 電磁鐵線圈 的吸合 。 該 系統(tǒng) 由 兩 個 部分 組 成， 軟件和硬件 部分。軟件部分 是 由主程序、初始化程序、 LCD 顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動程序、關(guān)閉程序、建功能程序、密碼設(shè)置程序、 EEPROM 讀寫程序和延時程序等組成，硬件部分 是 由 電源 、鍵盤、密碼存儲 器 、復(fù)位 電路 、晶振 電路 、 液晶顯示模塊 、報警 電路 、 開鎖電路構(gòu) 成。 圖 系統(tǒng)總體框圖 電路總體構(gòu)成 知道用什么型號的單片機(jī)后，就應(yīng)該確定外圍電路，外圍電路包括電源輸入、鍵盤、密碼存儲器、復(fù)位電路、晶振電路、液晶顯示模塊、報警電路、開鎖電路組成，根據(jù)實際情況鍵盤選擇 4*4 矩陣鍵盤，液晶顯示選擇字符型LCD1602，用 AT24C02 來作為密碼存儲芯片完成。 其原理圖如圖 所示： 電源輸入電路 晶振電路 復(fù)位電路 鍵盤接口 電路 報警電路 開鎖電路 AT89S51 基于單片機(jī)的 電子密碼鎖 的設(shè)計 9 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1U1Y112MC2 20pFC3 20pFVCCGNDR310KC1 10uFVCCS1P10P11P12546231SW1sw 灰色12P1GNDVCCGND1VCC2VO3RS4RW5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BG/VCC15BG/GND16LCD1LCD1602GNDGNDVCCVOR12KP00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07S2 S3 S4 S5S6 S7 S8 S9S10 S11 S12 S13S14 S15 S16 S17P13P12P11P10P14P15P16P17矩陣鍵盤P30P31P32P33P34P35P36P37電池盒接口電源接口清零鍵B1蜂鳴器Q29012VCCGND+R52KP33Q19012VCCGNDR42KP22K1RelayP20P21P22P13P14E01E12E23VSS4SDA5SCL6WE7VDD8124C02GNDVCC24C02芯片P20P21R152K12D1發(fā)光二極管OUT1VSS2VCC3IR1IRGNDVCC紅外接收頭P15P16P1712P2R62KQ39012 圖 電路總體結(jié)構(gòu)圖 電源輸入電路 密碼鎖主要控制部分電源需要用 5V 直流電源供電，其電路如圖 33 所示，而 5V 電源輸入時往往伴有雜波，所以加一個 的電容濾波。這樣輸出的電壓一般能滿足要求。 圖 電源輸入電路原理圖 鍵盤輸入電路 獨立按鍵式鍵盤由于按鍵數(shù)量較多不適合本設(shè)計。所以用矩陣鍵盤，也成為列式鍵盤有行線和列線構(gòu)成，和獨立式按鍵鍵盤比較，按鍵位于行列的交叉位上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，要節(jié)省很多 I/O 口。使用的這個 4 4 鍵盤除了能正常的輸入密碼還可以當(dāng)做特別功能鍵使用，例如顯示清空等等。每個按鍵的功能都可以在程序中設(shè)定 。其大體功能（看鍵盤按鍵上的標(biāo)記）及與單片機(jī)引腳接法如圖 34 所示 基于單片機(jī)的 電子密碼鎖 的設(shè)計 10 圖 鍵盤輸入原理圖 密碼存儲電路 ATMEL 公司的 2KB 字節(jié)的電可擦除存儲芯片 AT24C02，使用兩線串行的總線與單片機(jī)通信， 的最低電壓， 1mA 的額定電流， 10uA ()的靜態(tài)電流，內(nèi)部數(shù)據(jù)的芯片，斷電情況下和 8 引腳 DIP 封裝存儲超過 40 年，使用方便。其電路如圖 所示。 圖 密碼存儲電路原理圖 圖中 3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址，在 AT89S51 上它們都能接地，第 5 腳和第 8 腳分別為正、負(fù)電源。 AT24C02 中帶有片內(nèi)地址寄存器，每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1，以實現(xiàn)對下一個儲存單元的讀寫，所有字節(jié)均以單一操作方式讀取 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確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC＝ 0000H，使單片機(jī)從第 — 個單元取指令。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時，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)， P1－ P3 口輸出高電平；外部程序存儲器讀選通信號 PSEN 無效。地址鎖存信號 ALE 也為高電平。根據(jù)實際情況選擇如圖 28 所示的復(fù)位電路。電路中的最簡單的復(fù)位電路增加了一個 手動復(fù)位按鈕，電源在瞬間，對電容器 C1 的電壓為小，在下拉電阻基于單片機(jī)的 電子密碼鎖 的設(shè)計 11 接近供電電壓，也就是復(fù)位電壓， RST 為高，則的端電壓在充電期間電容器的RST 逐漸下降，當(dāng)電壓低于一定值的 RST 端子，從復(fù)位狀態(tài)的 CPU，因為電容器 C1 足夠大，以確保 RST 活性高振蕩周期時間大于 24， CPU 可以可靠復(fù)位。增加手動復(fù)位按鈕不能可靠重置，以避免崩潰。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容 C1 通過R5 放電。當(dāng)電容 C1 放電結(jié)束后， RST 端的電位由 R11 與 R15 分壓比決定。由于 R11R15 因此 RST 為高電平， CPU 處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容 C1 充電，RST 端電位下降， CPU 脫離復(fù)位狀態(tài)。 R11 的作用在于限制按鍵按下瞬間電容C1 的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護(hù)按鍵觸電。 圖 復(fù)位電路原理圖 晶振電路 AT89S51 引腳 XTAL1 和 XTAL2 晶體振蕩器和電容器 C2， C1 連接在如圖37 所示的方式。晶體，電容器 C2 / C3 和片上非門（作為一個反饋放大器元件）構(gòu)成電容三點式振蕩器，該信號的振蕩頻率和振蕩器頻率和電容器 C1，有關(guān)容量 C2，但是主要在 0 確定由晶體頻率范圍 ? 33MHz的，電容器 C2， C3 在 5?30pF 的之間的范圍內(nèi)。根據(jù)實際情況，外部晶 振系統(tǒng)采用這種設(shè)計的 12MHZ。 20pF 的電容值。 圖 晶振電路原理圖 基于單片機(jī)的 電子