基于at89c51單片機的電子密碼鎖設計與實現(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU和系統可編程 Flash,使得 AT89SC51為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活，超有效地解決方案 。 AT89C51 是一種帶 2K 字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器 的單片機。單片機的 可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。 圖 3 AT89C51 管腳 圖 3． 2． 2 時鐘電路 模 塊 采用專用時鐘芯片 DS1302，該芯片性能簡介如下： DS1302 的 結構及工作原理 ： 江蘇信息職業技術學院畢業論文 9 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或 RAM 數據。 DS1302 內部有一個 318的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級產品，與DS1202 兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 （ 1） 引腳功 能及結構 圖 1 示出 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， Vcc2 為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。當 Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。當 Vcc2 小于 Vcc1 時， DS1302 由 Vcc1 供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。 RST輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節或多字節數據的傳送手段。當 RST 為高電平時，所有的數據傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數據傳送， I/O 引腳變為高阻態。上電運行時，在Vcc≥ V 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST置為高電平。 I/O 為串行數據輸入輸出端 (雙向 )，后面有詳細說明。 SCLK 始終是輸入端。 圖 4 DS1302 的管腳圖 （ 2） DS1302 的控制字節 DS1302 的控制字如圖 2 所示。控制字節的最高有效位 (位 7)必須 是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數據寫入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數據，為 1 表示存取 RAM數據 。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。最低有效位 (位0)如為 0 表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀操作，控制字節總是從最低位 輸 出。 圖 5 DS1302 的控制字節 電子密碼鎖設計 10 （ 3） 數據輸入輸出 (I/O) 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數據被寫入DS1302，數據輸入從低位即位 0 開始。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數據，讀出數據時從低 位 0 位到高位 7。 （ 4） DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個寄存器，其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數據位為 BCD 碼形式 ,其日歷、時間寄存器及其控制字見表 1。 圖 6 日歷 ,時間寄存器及其控制字 DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發寄存器及與 RAM相關的寄存器等。 DS1302 與 RAM 相關的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態為一個 8 位的字節，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作；另一類為突發方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個字節，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 （ 5） DS1302 與單片機連接如圖 7 所示： V C C3 .3 VP 3 .7P 3 .6P 3 .11 N 4 0 0 7150V C C 1I /OS C L KR STV C C 2X1X2G N DD S1 3 0 2 圖 7 DS1302 與單片機連接 圖 江蘇信息職業技術學院畢業論文 11 3． 2． 3 鍵盤模塊 使用矩陣鍵盤，所以本設計就采用行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機接口時所占用的 I/O 線的數目，在按鍵比較多的時候，通常采用這樣的方法。其原理如圖 8 所示 : 圖 8 矩陣鍵盤 電子密碼鎖設計 12 每條水平 (行線 )與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結構只需 N 條行線和 M 條列線，即可組成具 有 N*M個按鍵的鍵盤。 在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機系統中，鍵盤處理程序首先執行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。 當確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描法 ； 另一種是速度較快的線反轉法。 對照圖 8 所示的 4*4 鍵盤，說明線反轉個工作原理。 首先辨別鍵盤中有無按鍵按下， 由 單片機 I/O 口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態來判斷。方法是：向 列 線輸出全掃描字 00H，把全部列線置為低電平，然后將 行 線的電平狀態讀入累加器 A 中。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為 1。 判斷哪個鍵被按 下：將 ~ 都置低，檢測 ~ 是否有低的，若有，則證明有鍵按下，記下低的端口。然后，將 ~ 置低，檢測 ~是否有低的端口，如有，則證明端口與上 次 的一個為地的端口 交叉位置 的鍵被按下。 按鍵 鍵名 功能說明 0—— 9 鍵 數字鍵 輸入密碼 *鍵 重設密碼鍵 設定新密碼 D 鍵 確定鍵 比較密碼 C 鍵 清除鍵 使顯示器清零 B 鍵 開啟 鍵 開啟鍵盤 A 鍵 關閉 鍵 關閉鍵盤 鍵 調整鍵 調整時間 江蘇信息職業技術學院畢業論文 13 3． 2． 4 顯示模 塊 電子密碼鎖系統中，需要現實的信息較少， 因此采用七段 LED 數碼顯示管作為顯示器。數據傳輸采用串行方式，有單片機串行數據口 發送，在經過74HC164 串行移位器