【畢業(yè)設(shè)計(jì)】基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的電子密碼鎖a electron cipher lock based on mcu學(xué)生姓名xxx所在專業(yè)電子信息工程所在班級(jí)電子 1033 班申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師xxxx職稱講師副指導(dǎo)教師職稱答辯時(shí)間2007 年 06 月 8 日目 錄目目 錄錄設(shè)計(jì)總說(shuō)明設(shè)計(jì)總說(shuō)明.idesign introduction.iii第第 1 1 章章 緒論緒論.11.1背景.11.2電子鎖.11.3電子密碼鎖的特點(diǎn).11.4電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì).2第第 2 2 章章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).32.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu).32.2 系統(tǒng)組成.32.3 系統(tǒng)可行性分析.3第第 3 3

2、 章章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì).53.1單片機(jī) at89c51 簡(jiǎn)介.5 3.1.1 主要特性.5 3.1.2 管腳說(shuō)明.5 3.1.3 震蕩特性.7 3.1.4 芯片擦除.73.2 44 矩陣鍵盤.73.3復(fù)位電路.83.4 振蕩電路.83.5 數(shù)碼管.93.6 發(fā)光二極管 led.103.7 電動(dòng)鎖.103.8 蜂鳴器.113.9 完整電路圖.12第第 4 4 章章 軟件程序設(shè)計(jì)軟件程序設(shè)計(jì).144.1軟件設(shè)計(jì)流程圖.154.2 具體功能軟件實(shí)施.16第第 5 章章 結(jié)束語(yǔ)及展望結(jié)束語(yǔ)及展望.21第第 6 6 章章 鳴謝鳴謝.22第第 7 7 章章 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).23目 錄附附 錄錄

3、.22設(shè)計(jì)總說(shuō)明i設(shè)計(jì)總說(shuō)明設(shè)計(jì)總說(shuō)明在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的辦法來(lái)解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來(lái)越高。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖，克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無(wú)論在技術(shù)上還是在性能上都大

4、大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。隨著人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識(shí)別、ic 卡辨認(rèn)）已在國(guó)內(nèi)外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識(shí)識(shí)別器若在公共場(chǎng)所使用存在容易機(jī)械損壞，ic 卡還存在容易丟失、損壞等特點(diǎn)。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術(shù)水平與市場(chǎng)的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流?；?/p>

5、以上思路，本次設(shè)計(jì)使用 atmel 公司的 at89c51 實(shí)現(xiàn)一基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)，其主要具有如下功能：（1）設(shè)置 6 位密碼，密碼通過(guò)鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。（2）密碼可以由用戶自己修改設(shè)定（只支持 6 位密碼） ，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。（3）報(bào)警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入錯(cuò)誤數(shù)碼顯示器會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，若密碼輸入錯(cuò)誤次數(shù)超過(guò) 3 次，蜂鳴器報(bào)警并且鎖定鍵盤。電子密碼鎖的設(shè)計(jì)主要由三部分組成：44 矩陣鍵盤接口電路、密碼鎖的控制電路、輸出八段顯示電路。另外系統(tǒng)還有 led 提示燈，報(bào)警蜂鳴器等。密碼鎖

6、設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是實(shí)現(xiàn)密碼的輸入、清楚、更改、開鎖等功能：（1）密碼輸入功能：按下一個(gè)數(shù)字鍵，一個(gè)“”就顯示在最右邊的數(shù)碼管上，同時(shí)將先前輸入的所有“”向左移動(dòng)一位。（2）密碼清除功能：當(dāng)按下清除鍵時(shí)，清除前面輸入的所有值，并清除所有顯示。（3）密碼更改功能：將輸入的值作為新的密碼。（4）開鎖功能：當(dāng)按下開鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進(jìn)行檢查核對(duì)，如果正確鎖打開，否設(shè)計(jì)總說(shuō)明ii則不打開。主要的設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程：首先，選用 atmel 公司的單片機(jī) at89c51，以及選購(gòu)其他電子元器件。第二步，使用 dxp 2004 設(shè)計(jì)硬件電路原理圖，并設(shè)計(jì) pcb 圖完成人工布線（后因 pcb 板損壞決定采用萬(wàn)能板

7、焊接的方法） 。第三步，使用 keil uvision3 軟件編寫單片機(jī)的 c 語(yǔ)言程序、仿真、軟件調(diào)試。第四部，使用 proteus 軟件進(jìn)行模擬軟、硬件調(diào)試。最后，聯(lián)合軟、硬件調(diào)試電路板，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：44 矩陣鍵盤；at89c51；密碼鎖；密碼二次確認(rèn)design introductioniiidesign introductionin our daily life, the security of house, company department, documents and finance forms, also some personal information al

8、ways used the lock to protect them. if use the normal keys to lock out the door, we should taken many keys with ourself.that is so difficult to use. and if we lost the keys with careless, the security looks very easy to break out. as the developing of the technology,peopleask for high securty machin

9、es.for satisfy this request, the cipher lock is appeared.the cipher has higher security, lower cost, lower power and easy to use. base on the thinking of the cipher lock, this design uses at89c51 of atmel company to carry out the scm digital cipher lock, its main function as follow:1. set password w

10、ith 6 words, enter the words via keybord, if enter the right number, the lock will unlock.2. password can set and fix by yourself, you can just fix the password when the lock is keeping unlock. it need to enter the new password twice to avoid the wrong activity.3. alarm function. if enter the wrong

11、password, the mon will show the error message, when enter the wrong password over 3 times, the buzzer will alarm and lock the keybord at the same time.this lock is made by 3 parts: gob circuit of 4x4 matrix keybord , gob circuit of cipher lock, gob circuit of 8 way display output. other wise, the sy

12、stem has led light, and warning buzzer.the main function of this cipher lock is carried out enter, clear, and change the password, and unlock the door.1. enter the password: press one number button, one signal - will show on the digital tube on the right side, pls put the - to left side at the same

13、time.2. clear the password: press the clear button to clear all codes you have enter before.3. change the password: use the new enter number as the new password.4. unlock function: press the unlock button, the system will check up the enter number and password, if yes the lock will open, if not it k

14、eep lock.the main process: first, use scm at89c51 of atmel company. second, design the theory chart with dxp 2004, and design the pcb board. third, compile the c lang. program, resemble, and test with software keil uvision3. fourth, simulate the hardware test with software proteus. last, test the ci

15、rcuit board withe the software and hardware, finish.key word : matrix keybord; at89c51: led digital tube.xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 基于單片機(jī)的電子密碼鎖基于單片機(jī)的電子密碼鎖第 1 章 緒論1.1背景隨著社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的日益增長(zhǎng)，安全防盜已成為社會(huì)問題。而鎖自古以來(lái)就是把守門戶的鐵將軍，人們對(duì)它要求甚高，既要安全可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長(zhǎng)期以來(lái)研制的主題。目前國(guó)內(nèi)，大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖。然而，眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖泛濫成災(zāi)，互開率非常之高。所謂互開率，

16、是各種鎖具的一個(gè)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也就是1把鑰匙能開幾把鎖的比率。經(jīng)國(guó)家工商局、國(guó)家內(nèi)貿(mào)局、中國(guó)消協(xié)等部門對(duì)鎖具市場(chǎng)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品的互開率居然超標(biāo)26倍。為何彈子鎖的“互開率”會(huì)如此之高？據(jù)有關(guān)專家人士剖析，彈子鎖質(zhì)量好壞主要取決于彈子數(shù)量的多少以及彈子的大小，而彈子的多少和大小受一定條件的限制。此外，即使是一把質(zhì)量過(guò)關(guān)的機(jī)械鎖，通過(guò)急開鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開。機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖-電子密碼鎖，提供了發(fā)展的空間。1.2電子鎖電子鎖是采取電子電路控制，以電磁鐵或者衛(wèi)星電機(jī)和鎖體作為執(zhí)行裝置的機(jī)電一體化鎖具，相比傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具，電子鎖不使用金屬鑰匙，保密性、精度都有很大

17、提高。 電子鎖的發(fā)明思路，源自古代發(fā)明的自動(dòng)機(jī)械，例如古希臘數(shù)學(xué)家赫倫的液壓自動(dòng)門，中國(guó)古代諸葛亮的木牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅(qū)動(dòng)，最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機(jī)關(guān)。電子工業(yè)的誕生，使得以微小電量驅(qū)動(dòng)機(jī)械成為可能，于是有了電子鎖一日千里的躍進(jìn)。1.3電子密碼鎖的特點(diǎn)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，主要特點(diǎn)如下：xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1保

18、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。 用戶可以經(jīng)常更改密碼，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)，防止試探密碼。1.4電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì)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。鍵盤式電子密碼在鍵盤上輸入，與打電話差不多，因而易于掌握，其突出優(yōu)點(diǎn)是“密碼”是記在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準(zhǔn)確又可靠，不會(huì)丟失（除了忘記） ，難以被竊（除非自己泄露） 。但是密碼不能太簡(jiǎn)單，太簡(jiǎn)單了就容易被

19、他人在鍵盤上試探出來(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。因此，為了發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)、克服弱點(diǎn)，鍵盤式電子密碼也在不斷發(fā)展中，如“任意設(shè)定密碼”技術(shù)使得被授權(quán)人可以根據(jù)自己的需要或喜好設(shè)定密碼，常用常新；而“自動(dòng)更改密碼”技術(shù)使得本次輸入的密碼將自動(dòng)更改成下次應(yīng)輸入的密碼，更改的規(guī)律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測(cè)；獨(dú)出心裁的“鍵盤亂序顯示”技術(shù)使得鍵盤上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見操作動(dòng)作也難以窺測(cè)出密碼；“多重密碼設(shè)定”技術(shù)使得單組密碼不

20、一定有效，適合多人分權(quán)使用，需要輸入兩組以上的密碼才被認(rèn)可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時(shí)間區(qū)段，則保密性還可提高。在輸入密碼的過(guò)程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯(cuò)誤碼若干次或若干時(shí)間內(nèi)輸入不正確，即“封鎖”鍵盤，不再接受輸入操作?？傊?，盡管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤式電子密碼防盜鎖不僅在市場(chǎng)上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) at89c51數(shù)碼管蜂鳴器led44 鍵盤復(fù)位電路圖 212.2 系統(tǒng)組成如圖 21 所示系統(tǒng)主要由 at89c51(51

21、系列)、八位數(shù)碼管、蜂鳴器、led、44矩陣鍵盤、復(fù)位電路等組成。2.3 系統(tǒng)可行性分析系統(tǒng)工作原理分析：使用 at59c51 單片機(jī)、44 矩陣鍵盤、led、蜂鳴器等。矩陣鍵盤分別為 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、*、cle、enter、modify。系統(tǒng)開始顯示“input”提示輸入密碼；輸入密碼時(shí)，led 顯示電路顯示為“-” ，當(dāng)密碼輸入完畢按下 enter 鍵時(shí)，對(duì)輸入密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，若密碼正確則 led 顯示電路顯示為“pass”提示鎖打開；若密碼不正確，led 顯示電路顯示提示“error” ，若連續(xù) 3 次輸入不正確，則發(fā)出警報(bào)聲同時(shí)鎖定鍵盤。在輸入正確密碼

22、后，按下修改鍵時(shí)，led 顯示電路顯示“old”提示“輸入舊密碼”，此時(shí)輸入正確的舊密碼，則顯示電路會(huì)有提示輸入新密碼在輸入新密碼后，顯示電路會(huì)再次提示“再次輸入新密碼”若兩次輸入密碼不一致，則修改密碼失敗，一致則電源xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 成功。在修改密碼的過(guò)程中，如果一開始輸入的舊密碼錯(cuò)誤顯示電路會(huì)顯示提示，同時(shí)系統(tǒng)返回到開始。若在“再次輸入新密碼”的時(shí)候輸入新密碼與前次不一致，則會(huì)返回到系統(tǒng)開始。修改密碼完成后，系統(tǒng)自動(dòng)清零上鎖。要再次開鎖則需要輸入正確的密碼。 系統(tǒng)中 cel 鍵用于退格，在輸入密碼時(shí)，若輸入錯(cuò)誤且未按下 enter 鍵，按下cle 可以刪除剛輸入的

23、密碼，然后再次輸入。 為了防止惡意嘗試，系統(tǒng)才用若連續(xù)輸入 3 次錯(cuò)誤密碼則發(fā)出報(bào)警聲，且鎖定鍵盤，可以提高系統(tǒng)的安全系數(shù)，同時(shí)也能夠保護(hù)合法用戶的正常使用。第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī) at89c51 簡(jiǎn)介at89c51 是美國(guó) atmel 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 cmos8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（eprom）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)序存器xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 （ram） ，器件采用 atmel 公司的高密度/非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) mcs-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（cpu）

24、和 flash 存儲(chǔ)單元，at89c51 單片機(jī)為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活行高且價(jià)廉的方案。3.1.1 主要特性 8031 cpu 與 mcs-51 兼容 4k 字節(jié)可編程 flash 存儲(chǔ)器(壽命：1000 寫/擦循環(huán)) 全靜態(tài)工作：0hz-24khz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 128*8 位內(nèi)部 ram 32 條可編程 i/o 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 圖 313.1.2 管腳說(shuō)明vcc：供電電壓。 gnd：接地。 p0 口：p0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 i/o 口，每腳可吸收 8ttl 門電流

25、。當(dāng) p1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。p0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 fiash 編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng) fiash 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0 輸出原碼，此時(shí) p0 外部必須被拉高。 p1 口：p1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p1 口緩沖器能接收輸出4ttl 門電流。p1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，p1 口作為第八位地址接收。 p2 口：p2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，

26、p2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) ttl 門電流，當(dāng) p2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2 口輸出地址xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2 口在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3 口：p3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 i/o 口，可接收輸出 4 個(gè)

27、 ttl 門電流。當(dāng) p3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3 口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3 口也可作為 at89c51 的一些特殊功能口，如下表所示：管腳 備選功能:p3.0 rxd（串行輸入口）p3.1 txd（串行輸出口）p3.2 /int0（外部中斷 0）p3.3 /int1（外部中斷 1）p3.4 t0（記時(shí)器 0 外部輸入）p3.5 t1（記時(shí)器 1 外部輸入）p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）p3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 rst：復(fù)位輸入。

28、當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 rst 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ale 脈沖。如想禁止 ale 的輸出可在 sfr8eh 地址上置 0。此時(shí)， ale 只有在執(zhí)行 movx，movc 指令是 ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ale 禁止，置位無(wú)效。 /

29、psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)，/ea 將內(nèi)部鎖定為 reset；當(dāng)/ea 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 flash 編程期間，此引腳也用于施加 12v 編程電源（vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 3.

30、1.3 震蕩特性xtal1 和 xtal2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，xtal2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。3.1.4 芯片擦除整個(gè) perom 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持 ale管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外，at89c51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支

31、持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu 停止工作。但 ram，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 ram 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。3.2 44 矩陣鍵盤如圖所示，本系統(tǒng)采用 44 矩陣鍵盤，16 個(gè)按鍵分為輸入數(shù)字鍵：*、0、#、1、2、3、4、5、6、7、8、9；功能鍵 lock、modify、cel、enter。矩陣鍵盤。圖 32xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 3.3復(fù)位電路圖 33時(shí)鐘電路工作后，在 rest 管腳上加兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部開始進(jìn)行初始復(fù)位（如圖 33） 。3.4 振蕩電路圖

32、34本設(shè)計(jì)晶振選擇頻率為 12mhz，電容選擇 30pf 如圖（34）。經(jīng)計(jì)算得單片機(jī)工作胡機(jī)器周期為：12（112m）=1us。3.5 數(shù)碼管xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 35本設(shè)計(jì)采用兩個(gè) 4 位 8 段共陰極數(shù)碼管。由于由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的直流電流不夠，數(shù)碼管亮度顯得不足，所以加上三極管 s9013 用以放大電流。因?yàn)?led 數(shù)碼管合適的驅(qū)動(dòng)電流大約為 9ma 到 20ma 左右,為了適 led 數(shù)碼管工作電流在 10ma 左右，具體計(jì)算如下：ib=(5v-1.4v-0.7v)/27k=0.110-3aie= ib(+1)=10 ma 使用的 9013 的放大倍數(shù) 為

33、100. 圖63.6 發(fā)光二極管 ledxx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 3由于 led 使用 p0 口驅(qū)動(dòng)要加上上拉電阻如圖 37。3.7 電動(dòng)鎖圖 3由于電動(dòng)鎖使用 p0 口驅(qū)動(dòng)要加上上拉電阻如圖 38。3.8 蜂鳴器xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 39由于蜂鳴器使用 p0 口驅(qū)動(dòng)要加上上拉電阻如圖 39。3.9 完整電路圖xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 393.10 使用到的元器件列表xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 元器件規(guī)格/型號(hào)數(shù)量四位八段共陰數(shù)碼管3461afr1-b101四位八段共陰數(shù)碼管sr420361三極管sr

34、90138三極管s9651電阻27k8電阻10k電阻1k電解電容0.47uf/50v1瓷片電容30pf2單片機(jī)at89c511 表 31第 4 章 軟件程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)程序部分使用 c 語(yǔ)言編寫，c 語(yǔ)言是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它的優(yōu)點(diǎn)是xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 簡(jiǎn)潔明了、可移植性高。主要完成，開始時(shí)數(shù)碼管顯示提示“input”輸入密碼。輸入密碼后按下確認(rèn)鍵，系統(tǒng)會(huì)將所輸入與系統(tǒng)密碼進(jìn)行比對(duì)。若輸入密碼正確則顯示“pass”開鎖。然后可以選擇上鎖或者修改密碼。開鎖后，按下上鎖“l(fā)ock”鍵，系統(tǒng)上鎖并返回；選擇修改密碼則可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改密碼操作。在修改密碼前要輸入正確舊的密

35、碼。正確輸入舊密碼之后，會(huì)有提示輸入兩次新密碼，若兩次密碼一致，則修改成功。期間操作出現(xiàn)失誤，系統(tǒng)會(huì)返回初始狀態(tài)，操作錯(cuò)誤超過(guò) 3 次，系統(tǒng)會(huì)鎖定鍵盤，并報(bào)警用以防止惡意試探密碼。4.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 開始輸入密碼正確否？開鎖判斷按鍵lockmodify 鍵上鎖結(jié)束輸入密碼正確否？輸入新密碼再次輸入一致否？修改密碼yesnonoyesnoyes圖 414.2 具體功能軟件實(shí)施4.2.1 開始等待流程 系統(tǒng)開始一直顯示提示“input”,并判斷有否按鍵，當(dāng)有鍵按下跳出等待。xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 開始顯示“input”判斷是否有

36、按鍵？結(jié)束noyes圖 424.2.2 密碼檢查功能本系統(tǒng)使用數(shù)組 password6存儲(chǔ)密碼,系統(tǒng)初始化對(duì)數(shù)組負(fù)值 password65,6,7,9,10,11相當(dāng)于鍵盤上的 1，2，3，4，5，6。輸入密碼的時(shí)候，先將輸入的每一位密碼分別放置在數(shù)組 check6中，然后再將 check6與 password6的每一位分別對(duì)照。若每一位都相等，密碼檢查通過(guò)。xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 開始輸入一位密碼，數(shù)碼管顯示“”k=6?k=0按鍵為cel?結(jié)束yesnonoyes圖 434.2.3 顯示功能 本系統(tǒng)使用共陰極數(shù)碼管顯示（如圖 35）。選碼由 p3 口輸出高電平有效，選位

37、由 p1 口輸出低電平有效。顯示原理如下圖及下表： 圖 4 表 44 位數(shù)碼管上的管腳單片機(jī)輸出管腳a11p3.7b7p3.2c4p3.1d2p3.5e1p3.6f10p3.3g5p3.0h3p3.4xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 顯示方式分別有靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示兩種。在顯示提示信息如：輸入密碼“input”,操作通過(guò)“pass”,操作錯(cuò)誤“error”,輸入舊密碼“old”,輸入新密碼“ne”,再次輸入“again”等信息時(shí)使用的是動(dòng)態(tài)顯示。由于 8 個(gè)顯示器的段碼同名端是連接在一起的，如果選碼的管腳（本系統(tǒng)中為 p1）都為 0，那么 8 個(gè)顯示器則顯示同一字符。要使各個(gè)數(shù)碼管

38、出現(xiàn)不同字符必須采用“分時(shí)動(dòng)態(tài)掃描”的方法顯示。即每次點(diǎn)亮一個(gè) led 顯示器，延時(shí)一段時(shí)間再點(diǎn)亮下一個(gè) led顯示器周而復(fù)始，8 個(gè) led 顯示器輪流動(dòng)態(tài)掃描。利用人視覺余輝的暫留效應(yīng)，看起來(lái)好像幾個(gè)顯示器上“同時(shí)”顯示不同的字符。如子程序 view_input_password（）：void view_input_password(void) for(i=0;i200;i+) p3=0x48;p1=0xfe;/第四個(gè)顯示器顯示 i for(i=0;i200;i+) p3=0x43;p1=0x7f;/第五個(gè)顯示器顯示 n for(i=0;i200;i+) p3=0xcd;p1=0xbf;/

39、第六個(gè)顯示器顯示 p for(i=0;i200;i+) p3=0x62;p1=0xdf;/第七個(gè)顯示器顯示 u for(i=0;i200;i+) p3=0x69;p1=0xef;/第八個(gè)顯示器顯示 t 靜態(tài)顯示應(yīng)用在輸入密碼時(shí)數(shù)碼管的顯示進(jìn)行輸入密碼操作時(shí)，每輸入一位密碼數(shù)碼管顯示一個(gè)“”，實(shí)施方法為：當(dāng)有第一個(gè)按鍵時(shí)，第八個(gè)數(shù)碼管的片選信號(hào)為低電平，其他為高。當(dāng)有第二個(gè)按鍵時(shí)，第八、第七個(gè)數(shù)碼管的片選信號(hào)為低，其他為高，如此類推。如子程序 input_view()：void input_view(void) /k 為判斷輸入第幾位的變量switch(k) case 0:p1=0xef;p3=

40、0x01;/顯示由右至左 1 個(gè)“” case 1:p1=0xcf;p3=0x01;/顯示由右至左 2 個(gè)“” case 2:p1=0x8f;p3=0x01;/顯示由右至左 3 個(gè)“” case 3:p1=0x0f;p3=0x01;/顯示由右至左 4 個(gè)“” case 4:p1=0x0e;p3=0x01;/顯示由右至左 5 個(gè)“”xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 case 5:p1=0x0a;p3=0x01;/顯示由右至左 6 個(gè)“” 4.2.4 鍵盤掃描如圖 3-2，本系統(tǒng)使用 44 矩陣鍵盤當(dāng)沒有鍵按下時(shí)，行線和列線之間是不相連的，若第 n 行與第 m 列的鍵被按下，那么第 n

41、 行與第 m 列的線就被接通。根據(jù)上述原理，本系統(tǒng)的鍵盤掃描方法是利用 p2 口的低四位作為行掃描線，p2 口的高四位作為列回掃線。具體實(shí)施方法為：先使 p2.0 口輸出低電平，p2 口其他口輸出高電平，然后對(duì) p2.4、p2.5、p2.6、p2.7 四個(gè)口分別作判斷。若此四口都為高電平，則沒有鍵按下；若有鍵按下，p2.4、p2.5、p2.6、p2.7 四個(gè)口必定有一個(gè)口輸入為低電平，再判斷 p2.4、p2.5、p2.6、p2.7 哪個(gè)口為低電平則可判斷按鍵在哪列上。如p2.4、p2.5、p2.6、p2.7 沒有低電平，再使 p2.1 為低電平，其他口為高電平，依次掃描下去，找到按鍵所在的行，

42、再判斷 p2 口的高四位哪一位為低，便可知道鍵在哪一列上。鍵盤掃描子程序 key()如下:/*加上行掃描信號(hào)后，判斷 p2 口高四位同時(shí)給標(biāo)記變量 falg 賦值并跳出循環(huán)*/void key(void)while(1) p2=0xfe;if(p2_4=0)falg=1;break; if(p2_5=0)falg=2;break; if(p2_6=0)falg=3;break; if(p2_7=0)falg=4;break; p2=0xfd;if(p2_4=0)falg=5;break; if(p2_5=0)falg=6;break; if(p2_6=0)falg=7;break; if(p2

43、_7=0)falg=8;break; p2=0xfb;if(p2_4=0)falg=9;break; if(p2_5=0)falg=10;break; if(p2_6=0)falg=11;break; if(p2_7=0)falg=12;break; p2=0xf7;if(p2_4=0)falg=13;break; if(p2_5=0)falg=14;break; if(p2_6=0)falg=15;break; if(p2_7=0)falg=16;break; xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 4.2.5 修改密碼本系統(tǒng)設(shè)定的修改密碼過(guò)程為，在輸入正確的密碼后，按 modify，

44、此時(shí)提示輸入舊密碼“old”，輸入正確的舊密碼后，可以輸入新密碼。此時(shí)鍵入的六位新密碼將保存到數(shù)組 check6中。然后顯示器提示再次輸入，輸入完畢后，第二次輸入的密碼將保存在 check26中，然后將 check6中六位分別與 check26中的六位比對(duì)，若兩次密碼輸入一直，即將新的密碼，也就是 check26和 check26中的六位賦值到password6中。此時(shí)修改密碼工作完成，系統(tǒng)將跳翻到開始，即提示輸入密碼“input”。xx 大學(xué) 2007 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 第 5 章 結(jié)束語(yǔ)及展望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我復(fù)習(xí)了很多學(xué)過(guò)的舊知識(shí)，同時(shí)鍛煉了自己的動(dòng)手能力和查閱資料。尤其是解決

45、在實(shí)際中解決排查問題的能力。1、通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我熟悉了使用 protel 的技巧，學(xué)會(huì)了制作電路板的一些技巧，并且熟悉了如何選購(gòu)使用電子元器件。2、在設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了如何使用 c 語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編寫程序，熟悉了使用keil c 軟件，并且加深了對(duì)單片機(jī)的編程技巧。3、在做這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了不少的問題。這鍛煉了我篩選、查閱資料，并將理論結(jié)合到自己的設(shè)計(jì)中的能力。一步一步的排除故障原因，找到故障的原因并解決故障。4、這次的設(shè)計(jì)使我對(duì)模擬電子、數(shù)字電子知識(shí)加深了了解，尤其是在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，出現(xiàn)了很多這些方面的問題，通過(guò)對(duì)以往知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固，將問題解決。這次的設(shè)計(jì)有很多的不足，和市

46、場(chǎng)上的產(chǎn)品有一定的差距，例如沒有使用液晶顯示屏，電動(dòng)鎖的部分在實(shí)物中使用一個(gè) led 代替等，還可以做得更好，還請(qǐng)老師同學(xué)們提出寶貴意見！鳴 謝 22 第 6 章 鳴謝在本次設(shè)計(jì)完成之際，在這里要衷心感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)知道老師 xxx 老師在設(shè)計(jì)中對(duì)我的指導(dǎo)、幫助，并且提出了很多非常寶貴的意見。感謝在本次設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭?xxx、xxx 等各位同學(xué)。還要感謝大學(xué)四年來(lái)教導(dǎo)我的各位老師，不計(jì)較浪費(fèi)自己學(xué)習(xí)時(shí)間幫助我的同學(xué)。感謝答辯小組的老師百忙之中對(duì)我本次設(shè)計(jì)的閱覽與指導(dǎo)！參考文獻(xiàn) 23 第 7 章 參考文獻(xiàn)1 當(dāng)方微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)m中國(guó)水利水電出版社，2001 年2 胡漢才單片機(jī)原理及其借口

47、技術(shù)m清華大學(xué)出版社，1996 年3 趙新民智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999 年4 潘新，民王，燕芳微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)m電子工業(yè)出版社，2003 年5 李鐘實(shí)實(shí)用電子報(bào)警器精選百例m北京：科技技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2002 年6 陳愛弟protel99se 實(shí)用培訓(xùn)教程m人民郵電出版社，2000 年。7 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)m高等教育出版社，1998 年8 童詩(shī)白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)m高等教育出版涉，1998 年9 候振鵬嵌入式 c 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)m北京：人民郵電出版社，2006 年10 徐士良c 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程m北京：人民郵電出版社，2001 年11 brian w. kernigha

48、n.the c programming language. prentice hall ptr,198812 janice mazidi.8051 microcontroller and embedded systems. prentice hall,199913 14 15 16 附 錄 24 附 錄電子密碼鎖源程序：#includevoid view_input_password(void);void view_input_error(void);void key1(void);void key2(void);void key3(void);void newpassword(void);v

49、oid again(void);void key(void);void input_view(void);void voice(void);void view_again(void);void oldpassword(void);unsigned int x,y,i,j,k,falg;unsigned int counter=0;unsigned int password6=5,6,7,9,10,11;unsigned int check6;unsigned int check26;void delay();void newpassword(void);main() p0=0;ea=0;sta

50、rt:falg=0; delay(); while(1) p0=0; key1(); if(counter=3) /輸入錯(cuò)誤超過(guò) 3 次報(bào)警 p0_1=1;p0_2=0; voice(); counter=0; for(i=0;i255;i+) for(j=0;j255;j+) view_input_error(); p3_0=1; goto start; for(k=0;k6;k+)附 錄 25 key(); checkk=falg; if(falg=8)k=0;p1=0 xff;goto start;/取消 if(falg=4) /輸入未夠 6 位都視作錯(cuò)誤k=0;p1=0 xff;cou

51、nter+;p0_1=1;p0_2=0;voice(); for(y=0;y100;y+) view_input_error();goto start; input_view(); delay(); key(); if(falg=8)k=0;p1=0xff;continue; if(falg=4)/按下確認(rèn)鍵盤，密碼開始比對(duì) for(k=0;k6;k+) if(checkk=passwordk)falg=1;continue; if(checkk!=passwordk) falg=0;counter+;p0_1=1;p0_2=0;voice(); for(i=0;i100;i+) view_i

52、nput_error();goto start; if(falg=1)/6 位都正確，開鎖 p0_1=0;p0_2=1;voice(); for(k=0;k100;k+) for(i=0;i200;i+) p3=0xcd;p1=0x7f;/p for(i=0;i200;i+) p3=0xcf;p1=0xbf;/a for(i=0;i200;i+) p3=0xab;p1=0xdf;/s for(i=0;i200;i+) p3=0xab;p1=0xef;/s break; if(falg!=1)p0_1=1;p0_2=0;voice();for(i=0;i100;i+) view_input_er

53、ror();goto start; while(1)附 錄 26 p1=0xff;voice(); key(); if(falg=16)p3=0 xff;p1=0x00;p0_2=0;delay();goto start;/上鎖鍵 if(falg=12)/修改鍵 delay(); key2(); for(k=0;k6;k+) key(); checkk=falg; input_view(); delay(); if(falg=8)k=0;continue; if(falg=4)k=0;counter=0;goto start; key(); if(falg=8)k=0;continue; if

54、(falg=4) for(i=0;i6;i+) if(checki=passwordi)falg=1;continue; if(checki!=passwordi) counter=0;falg=0; for(j=0;j500;j+) for(k=0;k500;k+) view_input_error();goto start; falg=0;for(k=0;k70;k+) p0=0xff; for(i=0;i200;i+) p3=0xcd;p1=0x7f;/p for(i=0;i200;i+) p3=0xcf;p1=0xbf;/a for(i=0;i200;i+) p3=0xab;p1=0x

55、df;/s for(i=0;i200;i+) p3=0xab;p1=0xef;/s附 錄 27 while(1) p1=0xff; key3(); for(k=0;k6;k+) key(); checkk=falg; input_view(); delay(); if(falg=8)k=0;p1=0 xff;continue; if(falg=4)k=0;falg=0;counter=0; for(j=0;j50;j+) view_input_error(); goto start; if(k=6)for(j=0;j50;j+)again();break; delay(); while(1)

56、for(k=0;k6;k+) key(); check2k=falg; input_view(); delay(); if(falg=8)k=0;continue; if(falg=4)k=0;falg=0;counter=0; for(j=0;j25;j+) view_input_error(); goto start; if(k=6)break;delay();key();if(falg=4) for(i=0;i6;i+) if(check2i=checki)continue; if(check2i!=checki) counter=0;falg=0;附 錄 28 for(j=0;j500

57、;j+) view_input_error();goto start; for(i=0;i6;i+) passwordi=checki; goto start; /*鍵盤掃描子程序*/ void key(void)while(1) p2=0xfe;if(p2_4=0)falg=1;break; if(p2_5=0)falg=2;break; if(p2_6=0)falg=3;break; if(p2_7=0)falg=4; break; p2=0xfd;if(p2_4=0)falg=5; break; if(p2_5=0)falg=6; break; if(p2_6=0)falg=7; bre

58、ak; if(p2_7=0)falg=8; break; p2=0xfb;if(p2_4=0)falg=9; break; if(p2_5=0)falg=10;break; if(p2_6=0)falg=11;break; if(p2_7=0)falg=12;break; p2=0xf7;if(p2_4=0)falg=13;break; if(p2_5=0)falg=14;break; if(p2_6=0)falg=15;break; if(p2_7=0)falg=16;break; /*輸入密碼顯示子程序*/ void input_view(void)switch(k) case 0:p1=

59、0xef;p3=0x01;break; case 1:p1=0xcf;p3=0x01;break; case 2:p1=0x8f;p3=0x01;break; case 3:p1=0x0f;p3=0x01;break; case 4:p1=0x0e;p3=0x01;break; case 5:p1=0x0a;p3=0x01;break; 附 錄 29 /*顯示“input”子程序*/void view_input_password(void) for(x=0;x200;x+) p3=0x48;p1=0xfe;/i for(x=0;x200;x+) p3=0x43;p1=0x7f;/n for(

60、x=0;x200;x+) p3=0xcd;p1=0xbf;/p for(x=0;x200;x+) p3=0x62;p1=0xdf;/u for(x=0;x200;x+) p3=0x69;p1=0xef;/t /*沒有輸入時(shí)一直顯示“input”*/void key1(void)while(1) view_input_password(); p2=0xfe;if(p2_4=0)falg=1;break; if(p2_5=0)falg=2;break; if(p2_6=0)falg=3;break; if(p2_7=0)falg=4; break; p2=0xfd;if(p2_4=0)falg=5