基于AT89C51單片機的紅外遙控密碼鎖畢業(yè)設計

1、畢業(yè)論文（設計）題 目基丁 51單片機的紅外遙控密碼鎖學生姓名 *學號所在學院專業(yè)班級 指導教師.完成地點slz slz slz slz slz six six slz slz %iz %iz slz slz slz %iz %iz %iz slz slz slz %iz slz slz tx tx tx t> t> ix tx tx tx tx tx tx t> t> tx tx tx tx tx tx t> xl> !>ki> t>k?> ki>xts zts zjs zjs zis zjs>1 >1 >1

2、 >1 >1 >r >r >r >r >r #ix #ix #t #t #t >tx2015年5月25日摘要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、財務報表以及一些個人 資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不便，且鑰匙丟失后安全性即打折扣。具有防盜報警等功能的電子密碼鎖代替密碼 少、安全性差的機械式密碼鎖已是必然得打趨勢。隨著科學技術的不斷蓬勃發(fā)展，人們對日 常生活屮的安全保險器件的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，于 是乎用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。密

3、碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、記住密碼 即可開鎖等優(yōu)點。在安全技術防范領域，具有防盜報警功能電子密碼鎖替代傳統(tǒng)機械密碼鎖，克服了機械 密碼鎖缺點，是密碼鎖無論在技術上大大提高了一步。該系統(tǒng)具有普通電子密碼鎖功能同時, 還增加了遙控功能，因此該系統(tǒng)具有較強的使用價值，所涉及的技術包括：紅外載波數據傳 輸技術，單片機控制技術，紅外遙控系統(tǒng)編碼技術以及譯碼技術，電路設計以及演示版控制 技術等。目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機技術，以單片機為主要元器件，其有兩種別 是編碼器與解碼器的生成為軟件方式。這次設計使用stc89c51單片機系統(tǒng)（主要是stc89c51單片機最小系統(tǒng)）,4x4矩陣鍵盤

4、, lcd 1602顯示和報警系統(tǒng)等組成，具有設置，修改六位用戶密碼，超次報警，密碼錯誤報警 超次鎖定、等功能（本設計由p0口控制lcd顯示，密碼正確顯示open!密碼錯誤顯示error! 超過三次輸入錯誤自動鎖定。rhpi 口控制矩陣鍵盤含有0-9數字鍵和a-d功能鍵。）。除上述 基本的密碼鎖功能外，依據實際的情況還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實用。關鍵詞：stc89c51 lcd 1602 電子密碼鎖 4x4矩陣鍵盤abstractin the day-to-day living and working in the residential sector and the safe

5、ty precautions, units of paper files, financial statements, and some personal information to the preservation of more than locking the solution to the problem. if the use of traditional mechanical key to unlock, people often need to carry more keys, a very inconvenient to use, and after the loss of

6、key security that is greatly reduced with an t i-theft alarm fun ct i on in stead of the password is less electr onic lock, security, poor mechanical lock is an inevitable t:rend。 with the continuous development of science and technology, in the daily 1ives of people on insurance safety devices incr

7、easingly demanding. to meet the requirements of the use of locks to increase their security, with a password instead of the password key lock came into being. password lock is safe, low cost, low power consumption, easy to operate, remember the password to unlock it , and other advantagesat present

8、the use of electronic locks are mostly based on microprocessor, main devices mcu, the encoder and decoder built into software.scm system from the system (mainly stc89c51 microco nt roller minimum system), 4x4 matrix keyboard, lcd display and alarm system, with the sett in gs, modify the six user pas

9、sword, ultra alarm, ultra lock, password error alarm and other functions (po port to control the design of the lcd di splay, password correctly di splay password ok ! password error display password error! for more tha n three times to enter the error automatically lock. the pl port control keyboard

10、 matrix containing the nuniber keys 0-9 and a-f function keys) in addition to the above basic password lock feature, based on the actual situation can also add a remote control functions. the systen】 cost-effective, practical function. the system cost-effective, practical functionkey words： stc89c51

11、 lcd 1602 electronic password lock 4x4 keyboard目錄摘要2第一章緒論51.1、課題背景和意義51.2、電子密碼鎖發(fā)展趨勢 5第二章總體設計方案的確定72. 1電子密碼鎖設計的具體要求72. 2總體設計方案選定7第三章系統(tǒng)硬件設計83. 1設計原理83.2單片機stc89c51簡介83. 3at24c02 存儲芯片113.4 lcd顯示模塊123.5 鍵盤設計143.6聲音提示模塊153.7繼電器控制模塊163.8紅外接收模塊17第四章系統(tǒng)軟件設計194. 1主程序模塊194.2鍵盤掃描子程序204.3系統(tǒng)模塊密碼設置子程序204. 4開鎖子程序22

12、4. 4軟件調試22第五章系統(tǒng)制作及調試265.1焊接注意事項：265.2、硬件調試問題及解決方法26第六章結論27參考文獻28附錄a原理圖29圖a1附錄b仿真圖29圖b1附錄c電子密碼鎖程序源代碼30第一章緒論1.1、課題背景和意義隨著電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，單片機性能不斷完善，性能價格比顯著提高, 技術口趨完善。由于單片機具有體積小、價格便宜、功耗低、控制功能強及運算速度快的 特點，因而在國民建設、軍事及家用電器等各個領域均得到了很大的應用。本設計利用單片 機及附加電子元器件繼而實現數據采集和控制算法，來完成特定的某一實際功能，從而達到 檢驗并提高同學對整體電路設計和把握能力，我們

13、要做到解單片機系統(tǒng)設計流程，以及電路 板的實際制作和調試能力。同時也要加強對數字電路、單片機和微機原理等課程知識的實際 應用能力，也為同類產品的進一步發(fā)展奠定理論和實踐基礎。隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強，對安全的要求也就越來越高。鎖子自古以 來就是把守護門的門神，人們對它要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用方便，這也是 制鎖者反期以來研制的主題和目的z所在。隨著電子技術的發(fā)展，各類電子產品應運而生, 電子密碼鎖就是其中之一。據隨著電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，單片機性能不斷完善, 性能價格比顯著提高，根據技術口趨有關資料介紹，電子密碼鎖的研究從20世紀30年代就 發(fā)展開始了，在一

14、些特殊場所早就有所應用了。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過 程。研究這種鎖的初衷和目的，就是為提髙鎖的安全性。由于電子鎖的密鑰量極大，可以與 機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而從而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密 碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們攜帯金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞。電子 鎖的種類繁多，例如數碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖，tc卡鎖，生物鎖等。但較實用的還是按鍵 式電子密碼鎖。20世紀80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現，電子鎖的體積縮小，可靠性提高, 成本較高，是適合使用在安全性要求較高的場合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一 定范圍，難以普及，所以對它的

15、研究一直沒有明顯進展。目前在西方發(fā)達國家，特別是那種電子密碼鎖技術相對先進，種類齊全。電子密碼鎖已 被廣泛應用在智能門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全。更加可靠的技術實現大門的管理。在我 國電子鎖整體水平尚處于國際上70年代左右，電子密碼鎖的成木還很高，市場上仍以按鍵 電子鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進國際先進水平，現國內有兒個廠生產供應市 場。但國內自行研制開發(fā)的電子鎖，英市場結構尚未形成，應用還不廣泛。國內的不少企業(yè) 也引進了世界上先進的技術，發(fā)展前景非?？捎^。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我 國也能得到廣泛應用12、電子密碼鎖發(fā)展趨勢電子密碼鎖應用于金融業(yè)，其根本的目的在于“授權”

16、，即被“授權”的人才可以存 取錢、物從而達到方便人民群眾的實際意義。廣義上來講，金融業(yè)的“授權”主要包括以下 三種層次的內容：1、授予保管權，如使用保管箱、保險箱和保險柜；2、授予出入權，如出 入金庫、運鈔車和保管室；3、授予流通權，如自動存取款。目前，金融行業(yè)電子密碼鎖的 應用主要集屮在前兩個層面上下而將介紹兒種在金融行業(yè)屮使用較多的電子密碼鎖以及它 們的技術發(fā)展方向。當然，以上所說的授權技術再怎么高超，都必須由精良的“鎖子”擔當 承載結構部件，來實現開啟、閉鎖的功能，而且承擔實體防護作用，抵抗住或盡量延遲破壞 行為，讓電子密碼鎖“軟、硬不吃”。一般情況下，鎖具防盜的關鍵是鎖身外殼、閉鎖的部

17、 件的強度、鎖止型式、配合間隙和布局。提高電子密碼鎖之防護能力的必然途徑是報警，在 金融業(yè)的許多場所有人值守、有電視監(jiān)控，具有報警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩 種作用。報警的前提是具備探測功能，根據電子密碼鎖的使用場所和防護要求，可選擇多種 多樣的探測手段。在中國的城市金融業(yè)中，實現聯網報警已經成為對各金融網點的基本要 求。根據國內外的實踐經驗，金融業(yè)實行安全防范風險等級很有必要，即依據使用的防盜報 警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評估被防護物或區(qū)域的防護能力，得出風 險等級，其中，電子密碼鎖的性能至關重要。由于數字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時間等要素均可成為鑰匙的電子

18、信息，組 合使用這些信息能夠使電子密碼鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴的金庫，需要使用復合信 息密碼的電子密碼鎖，這樣對盜賊而言是“道高一尺、魔高一丈”。組合使用也能夠使電子 密碼鎖獲得無窮擴展的可能性，繼而使產品多樣化，那么對用戶而言是“千挑百選、自得其 所”。第二章總體設計方案的確定2.1電子密碼鎖設計的具體要求(1) 本設計為了防止密碼被竊取要求在輸入密碼時在lcd屏幕上顯示*號。(2) 設計開鎖密碼位六位密碼的電子密碼鎖。(3) 能夠lcd顯示在密碼正確時顯示字符“open”，密碼錯誤時顯示字符“error”，輸 入密碼時顯示字符串“input password"0(4) 實現

19、輸入密碼錯誤超過限定的三次電子密碼鎖定。(5) 4x4的矩陣鍵盤其中包括0-9的數字鍵、*、#和a-d的功能鍵(6) 本產品具備報警功能，當輸入密碼錯誤時蜂鳴器響并且led燈亮。(7) 密碼可以由用戶根據個人習慣進行修改設定，本次設計都只支持6位密碼，修改密 碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時候需要進行二次確認，以防止誤操作。2. 2總體設計方案選定方案一：釆用數字電路控制。用以74ls112雙jk觸發(fā)器構成的數字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制單元，一共設了 9個用戶輸入鍵，其中只有兒個特定個是有效的密碼按鍵，然后其它的都是干擾按鍵，如若 按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效

20、，需要重新輸入；如果用戶輸入 密碼的時間超過設定值秒(一般情況下，用戶不會超過10秒，然后用戶覺得不便，還可以 (修改)電路將報警15秒，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤，防止他人違反操作。 采用數字電路設計的方案好處就是設計簡單但控制的準確性和靈活性差。故不采用。方案二：采用一種是用以stc89c51為核心的單片機控制方案。采用單片機stc89c51作為本設計的核心元件,利用單片機靈活的編程和豐富多樣的10 口，及其控制的準確性，實現基本的密碼鎖的開鎖、修改密碼等功能。在單片機的外圍電路 外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接lcd 1602顯示器用于顯示作用。其原 理如下圖2.

21、 1所示：圖2.1單片機控制密碼鎖原理圖可以看出方案二控制靈活準確性好且保密性強還具有擴展功能，根據現實生活的需要 此次設計釆用此方案第三章系統(tǒng)硬件設計3.1設計原理本設計主要由at89c51單片機、4*4矩陣鍵盤、1602液晶顯示器和密碼存儲at24c02、 5伏電壓帶動的簡易密碼鎖等部分組成。其中4*4矩陣鍵盤用于輸入數字密碼和進行各種功 能的實現。由用戶通過連接單片機的矩陣鍵盤輸入密碼，后經過單片機對用戶輸入的密碼與 自己保存的密碼進行對比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路 或者報警電路控制開鎖還是報警,實際使用時只要將單片機的負載由繼電器換成電子密碼鎖 的電磁鐵

22、吸合線圈即可，當然也可以用繼電器的常開觸點去控制電磁鐵吸合線圈。該系統(tǒng)由兩部分組成，即硬件和軟件組件。硬件部分由外部電力輸入單元，矩陣鍵盤 輸入部分，密碼存儲，復位部分，所述晶體部分，顯示部分，報警部，鎖定解除部組。相應 主程序，初始化程序，lcd顯示程序，鍵盤掃描儀軟件，啟動程序，關閉程序，以建立的功 能程序，密碼設置，eeprom讀寫程序和延時程序等組成如圖3.1所示。3.1電了密碼鎖原理框圖3.2單片機stc89c51簡介stc89c51是一種低功耗，高性能cmos 8位微控制器與4k系統(tǒng)內可編程閃存。在單芯 片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash,使得stc89c51為眾多

23、嵌入式控制應用 系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有下列標準特性：4k字節(jié)的flash, 512字節(jié)ram, 32位i/o 口線，看門狗定吋器，2個16位定吋器/計數器，一個6向量2中斷結構，全雙 工串行線口。stc89c51也可以減少到oik靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。 空閑模式下，cpu停止，允許ram,定時器/計數器，串行口，中斷工作。掉電保護功能，ram 將被保存的內容，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位。35mhz 的最大工作頻率，6t /12t是可選的。如表1所示stc89c51主要功能，dip封裝圖如圖2 所示：表1： stc89c51主要

24、功能主要功能特性兼容mcs51指令系統(tǒng)4k可反復擦寫flash rom32個雙向i/o 口256x8bit 內部 ram2個16位可編程定時/計數器中斷時鐘頻率0-24miiz2個串行中斷可編程cart串行通道2個外部屮斷源共6個屮斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設置睡眠和喚醒功能stc89c52引腳介紹 主電源引腳(2根)vcc(pin40)：電源輸入，接+ 5v電源gnd(pin20)：接地線 外接晶振引腳(2根)xtall(pinl9)：片內振蕩電路的輸入端xtal2(pin20)：片內振蕩電路的輸出端 控制引腳(4根)rst/vpp(pin9)：復位引腳，引腳上岀

25、現2個機器周期的高電平將使單片機復位。ale/pr0g(pin30)：地址鎖存允許信號psen(pin29)：外部存儲器讀選通信號ea/vpp(pin31)：程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果 接高電平則從內部程序存儲器讀指令。 可編程輸入/輸出引腳(32根)stc89c52單片機有4組8位的可編程i/o 口，分別位po、pl、p2、p3 口，每個口有8 位(8根引腳),共32根。p0 口 (pin39pin32) : 8 位雙向 i/o 口線，名稱為 p0. 0p0. 7p1 口(pinlpin8) ： 8位準雙向i/o 口線，名稱為p1.0p1.7p2 口 (pi

26、n21pin28) : 8位準雙向t/0 口線，名稱為p2. 0p2. 7p3 口 (pinlopinl7) : 8位準雙向i/o 口線，名稱為p3. 0p3. 7作頻率35mhz, 6t/12t可選。1ttttttttto7t?4亙77ts西200 12 3 4 5 p p p p p pvccpoop01p02器p16 p17 reset p30/rxd p31/7xd p32/int0 p33/int1 p34/10 p35/t1 p36wr p37 帀5 x2xigndp05p06 _p07 eaat albp pjnp27p26p25p24p23p22p21p204039383736

27、35343332313029282726252423222?圖 3.2 stc89c51 dip 封裝圖最小系統(tǒng)包括單片機及其所需的必要的電源、時鐘、復位等部件，能使單片機始終處 于正常的運行狀態(tài)。電源、時鐘等電路是使單片機能運行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為 應用系統(tǒng)的核心部分，通過對其進行存儲器擴展、a/d擴展等，使單片機完成較復雜的功能。stc89c51是片內有rom/eprom的單片機,因此,這種芯片構成的最小系統(tǒng)簡單、可靠。用stc89c52單片機構成最小應用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可，結 構如圖2-3所示，由于集成度的限制，最小應用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元

28、。圖33單片機最小系統(tǒng)原理框圖(1) 時鐘電路stc89c51單片機的時鐘信號通常有兩種方式產生：一是內部時鐘方式，二是外部時鐘 方式。內部吋鐘方式如圖2-4所示。在stc89c51單片機內部有一振蕩電路，只要在單片機 的xtal1 (18)和xtal2o9)引腳外接石英品體(簡稱晶振)，就構成了自激振蕩器并在單片機 內部產生時鐘脈沖信號。圖中電容c1和c2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在530pf, 典型值為30pfo晶振cys的振蕩頻率范圍在1.212mhz間選擇，典型值為12mhz和6mhz。- 1830pf“i-c3y1.05921190 3.4 stc89c51內部時鐘電路(2)

29、 復位電路當引入stc89c51單片機的rst引腳高并保持兩個機器周期，mcu將進行復位操作(如 果引腳連續(xù)舉辦髙，mcu在復位狀態(tài)循環(huán))。最簡單的自動電源接通復位電路，在電源由外部復位電路的電容充電自動復位和放電, 以實現的。只要vcc的上升吋問不超過1ms,就可以實現自動上電復位。除了上電復位外，有時還需要按鍵手動復位。本設計就是用的按鍵手動復位。按鍵手 動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復位是通過rst(9)端與電源vcc接通而實現 的。vcc匚s410kc1+10uir1圖3. 5 stc89c51復位電路(3) stc89c51屮斷技術概述中斷技術主要用于實時監(jiān)測與控制，要求單

30、片機能及時地響應中斷請求源提出的服務 請求，并作出快速響應、及吋處理。這是由片內的中斷系統(tǒng)來實現的。當中斷請求源發(fā)出中 斷請求時，如果中斷請求被允許，單片機暫時中止當前正在執(zhí)行的主程序，轉到中斷服務處理程序處理屮斷服務請求。屮斷服務處理程序處理完屮斷服務請求后，再回到原來被屮止的 程序之處（斷點），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。圖2-6為整個中斷響應和處理過程。如果單片機沒有中斷系統(tǒng)，單片機的大量時間可能會浪費在查詢是否有服務請求發(fā)牛 的定時查詢操作上。采用中斷技術完全消除了單片機在查詢方式中的等待現象，大大地提高 了單片機的工作效率和實時性。3. 3 at24c02存儲芯片at24c02是美國a

31、tine 1的低功耗cmos型e2prom,含256x8位存儲空間，具有較寬的工作 電壓（2. 55.5v）,更強的續(xù)航能力（超過10, 000）,寫入速度（小于10毫秒），抗干擾 能力強，容易丟失數據，體積小等特點。他用讀i2c總線數據并寫入串口設備，占用很少的 資源和t / 0線，并支持在線編程，實時數據訪問是非常方便的。at24c02芯片與地址寄存 器。每個寫入或讀取一個數據字節(jié)后，地址寄存器自動由1,以實現下一個位置的讀寫遞增。 所有的單字節(jié)讀取操作.以減少總寫入時間，一次操作可以寫入最多8個字節(jié)的數據。i2c 總線是用于兩線總線的1c器件z間的連接。他由sda （串行數據線）和scl

32、 （串行時鐘線）的 兩行連接到總線的設備之i'可傳送信息，并在地址來識別每個設備。at24c02是采用了i2c協(xié) 議，采用主/從雙向通信，主機（通常是微處理器）和奴隸（at24c02）可在接收器和發(fā)射器 的工作狀態(tài)。主機產生串行時鐘信號（通過scl引腳），并發(fā)出控制字，控制總線的傳輸方 向，并產生起始和停止條件。無論是主機或從機，必須在收到一個字節(jié)后發(fā)送一個確認信號 acko at24c02控制字由構成發(fā)出啟動信號后，主機會發(fā)出一個控制字來選擇和控制從機器 方向上的總線傳送的8位二進制數。2ao mz1 - 8in vcca1 l1l27hd wpa2 czz36jn sclgnd n

33、r45he sdas0icvccwpsclsdapdip圖3. 7 24c02的兩種引腳圖圖24c02的1、2、3腳是三條地址線,用于確定芯片的硬件地址。第8腳和第4腳分 別為正、負電源。第5腳sda為串行數據輸入/輸出，數據通過這條雙向i2c總線串行傳送, 笫6腳scl為串行時鐘輸入線，sda和scl都需要和正電源間各接一個10 k的電阻上拉。 第7腳需要接地。24c02中帶有片內地址寄存器。每寫或讀出一個數據字節(jié)后，該寄存器的地址自動加1, 以實現對下一個存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時i'可， 一次操作可寫入多達8個字節(jié)的數據。3. 4 lcd顯示模

34、塊lcd 1602a是一種工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。（16列2行）。 在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。lcd模塊具有許多電子產品通過該設備，如計 算器，萬用表，電子表格，和許多家用電子產品可以看出，主要是數字顯示器，特殊符號和 圖形。在人機通信接口的微控制器，通過以下方式一般輸uh led日光燈管，led數碼管， 液晶顯示器。光管和led數碼管常用的硬件和軟件都比較簡單。在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：由于接收到的信號中的每個點之后操作液晶一直認為，顏色和亮度，恒光，而不是在陰 極射線管顯示器（crt）作為需要不斷刷新的新窗口。因此，該

35、液晶顯示品質高ii不會閃爍。液晶顯示器都是數字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便?？刂飘嬅嫱ㄟ^液晶分子的電極狀態(tài)實現顯示的目的在顯示區(qū)域比傳統(tǒng)的監(jiān)視器的同一 重量上的液晶顯示器輕得多。相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動1c上，因而耗電量比其 它顯示器要少得多。（1）引腳說明：第1腳:vss為地電源。第2腳：vdd接5v正電源。第3腳：vl為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高, 對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個10k的電位器調整對比度。4英尺：rs為寄存器選擇，選擇數據寄存器髙，選擇指令寄存器低。5英尺：對于寫入信號線

36、r / w,在高電平的讀操作，寫操作是低的。當rs和r / w 可以寫成共同為低電平指令或顯示地址，當rs為低。r/w為高電平時可以讀忙信號，當rs為高電平r/w為低電平時可以寫入數據。第6腳：e端為使能端，當e端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：dod7為8位雙向數據線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。(2) 1602i.cd的ram地址映射以及標準字庫表lcd 1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器已經存儲了 160個不同的點陣字符圖形，這些 字符圖有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有 一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“

37、a”的代碼是01000001b (41h),顯示時模塊把地 址41h中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母。它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的(說明：1為高電平，0 為低電平)。指令1：清顯示，指令碼01h,光標復位到地址00h位置。指令2：光標復位，光標返回到地址ooh o指令3：光標和顯示模式設置i/d：光標移動方向，高電平右移，低電平左移。s：屏 幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關控制。d：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示 關顯示。c：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標。b：控制光標是

38、否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位s/c：高電平時移動顯示的文字，低電平吋移動光標。指令6：功能設置命令dl：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線。n：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示。f：低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯 示5x10的點陣字符(有些模塊是dl：高電平時為8位總線，低電平時為4位總線)。指令7：字符發(fā)生器ram地址設置。指令8： ddram地址設置。指令9：讀出忙信號和光標地址。bf為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收 命令或者數據，如果為低電平表示不忙，模塊就能接收相應的命令或者數據。指令10：寫數據。指令11：讀數據。lcd模塊是一

39、個緩慢的顯示裝置，所以之前的每個指令必須確認模塊忙位為低，表示忙 碌，否則指令失敗。輸入要顯示的笫一個字符的地址時，顯示的字符，它告訴其中，顯示的 字符的模塊。1602內部顯示地址如圖3-6所示：lcd16宇*2行00010203040506)70r090aoroconofof1027404142434445464748494a4b4c4d4e4f5067圖3.9 1602內部顯示地址如第一個字符的第二行的地址為40h, 40h所以如果你可以直接寫在它的第一個字符的 第二線的位置將光標定位？不這樣做，因為最高位d7寫入顯示地址1常數高，所以實際寫 入的數據應該是 01000000b (40h)

40、 + 10000000b (80h) = 11000000b (c0ii)。在 lcd 模塊 的初始化首先設置其顯示模式時，lcd模塊顯示字符光標被自動移動到右側，而無需人工干 預。每個輸入命令z前應確定lcd模塊是否忙狀態(tài)。字符產生存儲器(cgrom)內1602 lcd 模塊已經存儲了 160個不同的點的字符圖形，如下所示，這些字符是：阿拉伯數字，英文字 母的情況下，通常使用的符號和日語假名等每個字符都有一個固定的代碼如大寫字母“a” 的代碼是0100000ib (41h),顯示時模塊顯示在地址4111點陣字符模式，我們可以看到字 母 “a” o液晶顯示器利用液晶的物理性能，由電壓在其顯示區(qū)

41、域控制的原則，有一個電顯示，從 而使該圖形可以顯示出來。液晶顯示具有薄的厚度，適合人規(guī)模集成電路直接驅動，易于實 現全彩色顯示特性，已被廣泛應用于便攜式計算機，數碼相機，pda的移動通信工具的許多vcc領域。10kmcc圖3. 10液晶顯示模塊電路圖3.5鍵盤設計在設計上采用了鍵盤的行列式的，而且還可以減少由i / 0線，所述鍵更占用吋間，通 常使用這樣的方法鍵盤和微控制器接口的數目。每個水平(行線)和垂直線(列線)不連接在交叉，而是由一鍵通訊，這種結構僅行列 式的行線和列線xm矩陣n,可以具有nx組成m鍵鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤單片機非鍵盤編碼系統(tǒng)，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待和確認按鈕 是否

42、按下了按鍵集團4x4矩陣鍵盤的工作原理當一個更大的數字鍵盤的鍵，以減少i / 0端口被占用，通常的鍵被排列成矩陣形式， 如圖中所示。在矩陣鍵盤，在交叉路口每個水平和垂直線不直接相連，而是通過一個按鈕來 連接。因此，一個端口（如端口p1）可以形成4x4=16個鍵，不是直接發(fā)送到端口的鍵盤線 一倍以上，而且多行，所不同的是更明顯，如一條線，然后更您可以形成20鍵鍵盤，并且直 接用口線僅一個多鍵（9鍵）。因此，按鍵的數量需要比較長的時間，使用矩陣鍵盤是合理 的做。掃描原理每個鍵從垂直分為獲収的水平和垂直端部，如掃描碼，它接收到的行的代表掃描碼是 相同的位，并且讀出的掃描碼的水平掃描動作是輸入掃描碼，

43、去讀取輸入的數值，比后，你 可以知道哪些鍵被按下。例如，將掃描代碼放入01111111, 0111代表了此時在第一行的p1.0列掃描的前面，而 1111是要回讀出的第一四行給引腳vdd吋，首先在這個吋候，如果第一行的三列鍵吋，該讀 取結果變成01111101 （注1111到1101）,這將是第三位的lsb從1變?yōu)?,這是因為在按下按鈕后，它會正交于掃描代碼潛在的lsb讀位的電位短，并拉至0,也 就是，對于掃描原理由於這種按鍵是機械式的開關，當按鍵被按下時，鍵會震動一小段時間 才穩(wěn)定，為了避免讓單片機誤判為多次輸入同一按鍵，我們必須在偵測到有按鍵被按下，就delay小段時間，使鍵盤以達穩(wěn)定狀態(tài)，

44、再去判讀所按下的鍵，就可以讓鍵盤的輸入穩(wěn)定。圖3. 8為鍵盤整體?？驁D:k4k5k6b*ko#p5pd圖3. 8鍵盤整體?？驁D3.6聲音提示模塊蜂鳴器是一個集成的電子結構象棋直流電壓供電，廣泛應用于計算機，打印機，復印機，報警器，電子玩具，汽車電子，電話機，定吋器等電子產品的聲咅設備。；蜂鳴器分為壓電式蜂鳴器和兩種類型的電磁蜂鳴器。由信電路中的蜂鳴器“ii”的或“iia” （舊標準用“fm”、“l(fā)b”、“jd”等）表示。1.壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓 電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電

45、源后（1.515v直流工作電壓），多諧 振蕩器起振，輸出152. 5kiiz的音頻信號，阻抗兀配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由錯鈦酸鉛或覩鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極， 經極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產生的咅頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場。振動 膜片在電磁線圈和磁鐵的相互纏繞蜂鳴器驅動電路一般都包含以下幾個部分：一個三極管、一個蜂鳴器、一個限流電阻。蜂鳴器為發(fā)聲元件，在其兩端施加直流電壓（有源蜂鳴器）或者方波（無源蜂鳴器） 就可以發(fā)聲，其主要參數是外

46、形尺寸、發(fā)聲方向、工作電壓、工作頻率、工作電流、驅動方 式（直流/方波）等。這些都可以根據需要來選擇。本設計采用有源蜂鳴器。三極管q1起開關作用，其基極的低電平使三極管飽和導通，使蜂鳴器發(fā)聲；而基極高 電平則使三極管關閉，蜂鳴器停止發(fā)聲。3.7繼電器控制模塊電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要跨越線圈的電壓以一 定，將流過所述線圈的恒定電流，從而產生電磁效應，銜鐵將被吸引，克服回位彈簧的張力 向所述芯的抽吸作用的電磁力，從而驅動銜鐵可動觸點和固定觸點（常開觸點）拉。當線圈 斷電時，電磁吸力消失，彈簧電樞的反作用力將返冋到原來的位置，以便與原來的靜觸點的 可動觸點（常閉觸點）

47、釋放。此拉，釋放，從而達到在所述電路被關斷的目的。用于中繼“常 開，常閉”接觸，則可以區(qū)分：繼電器線圈不處于關斷狀態(tài)固定觸頭通電，稱為“常開觸點”； 在07狀態(tài)，所述靜止接觸到“常閉觸點”。一般有兩股的繼電器電路，低電壓和高電壓控制 電路的工作電路vcc圖3. 12繼電器控制負載電路電路中繼電器室通過pnp型三極管驅動，當閥值超過設定時，單片機會由高電平跳變成 低電平，三極管導通繼電器吸合，繼電器起開關作用，可以驅動負載。3.8紅外接收模塊紅外遙控發(fā)射器電路是利用紅外線發(fā)光二極管發(fā)射調制的紅外光波；由紅外接收器二 極管，晶體管或硅光電池的紅外發(fā)射機，其將發(fā)送神鷹紅外光轉換成相應的電信號，發(fā)送放

48、 大器z后的組成紅外接收電路。一般組合物由指令收發(fā)鍵（或桿），指令編碼系統(tǒng)，調制電路，驅動電路，發(fā)送的兒 部分電路。推當鍵被按下指令或指令編碼電路來產牛所需的指令編碼信號指示所述載波被調 制編碼信號，然后經由發(fā)射功率放大器電路從驅動電路開發(fā)向外的調制的編碼信號指令傳送 操作桿。通常由接收電路接收電路，放大電路，調制電路，它由指令譯碼電路，驅動電路，執(zhí) 行電路（機構）和其它部件。接收電路由發(fā)射接收機發(fā)射向下經調制編碼的命令信號，并放 大在疏散解調電路，解調電路調制的編碼信號解調指令，所述經編碼信號即降低。該指令解 碼器解碼所述經編碼指令信號，最后由驅動電路來驅動電路的實施，以實現各種操作控制指

49、令（機構）。紅外遙控器目前使用十分廣泛用作通信和遠程控制技術。由于具有體積小，功耗低， 功能性和低成本的紅外線遙控裝置，因此，按照電視機，錄像機，錄音機，音響設備，空凋 機以及玩具等小型電子設備還具有紅外線遠程控制。工業(yè)設備，高壓，輻射，有毒氣體，粉 塵等環(huán)境，紅外遙控器，不僅完全*,而且有效地隔離電氣干擾。紅外線是太陽光線并不多的可見光中之一，在1800年，rti德國科學家許翅呃也稱為紅 外輻射發(fā)現，他將未捆綁陽光用棱鏡，在各種不同的顏色色帶放置溫度計的位置，試圖測量 各種顏色的光的熱效應。結果發(fā)現，位于該支持最快變暖紅色溫度計之外。所以結論是：太 陽光譜，必須有看不見以外的紅色光，這是紅外

50、線。它也可以用來作為社區(qū)傳播的媒介。太 陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.751000 u mo紅外線可分為三部分，即近 紅外線，波長為0. 75-1. 50 urn之間；中紅外線，波長為1. 506. 0 u m之間；遠紅外線，波 長為6.01000 uni z間。圖3. 12為紅外遙控器及編碼。圖3. 13紅外遙控器及編碼一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大整形于一體，不需耍任何外接元件， 就能完成從紅外線接收到輸出與ttl電平信號兼容的所有工作，而體積又很小巧，它適合于 各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸，廣泛用于電視機、衛(wèi)星接收機、vcd、dvd、音響、空調等家用電器屮接收

51、紅外信號。d1紅夕|、一體i e er8 220+5t+ c4xrloour9 220gndc5104r6cz10kr4r51 icz10k10k圖3.14 體化紅外接器電路第四章系統(tǒng)軟件設計4.1主程序模塊本系統(tǒng)軟件設計由主程序、初始化程序、lcd顯示程序、鍵盤掃描程序、鍵功能程序、 密碼設置程序、eeprom讀寫程序和延時程序等組成。主要程序設計流程圖如下所示：圖4.1主程序的流程圖4. 2鍵盤掃描子程序圖4. 2鍵盤掃描程序流程圖4. 3系統(tǒng)模塊密碼設置子程序因為設計被分割的模塊化，所以例程是整個軟件系統(tǒng)的一部分，不僅可以使程序分裂 程序，從而簡化了復雜的，但也容易讀，修改和各功能模塊具

52、有其自己的程序，在該設計是 液晶顯示用數據，有必要使用顯示例程，設計中的矩陣鍵盤被使用，因此，我們使用鍵盤打 描例程，例如以及顯示初始化程序，液晶忙檢測子程序，顯示子程序關閉，解鎖顯示子程序, 密碼和修改的狀態(tài)顯示子程序，出錯后子程序輸入密碼的提示。下面的子程序流程圖圖為更 改密碼。圖4.3設置密碼子程序4. 4開鎖子程序圖4. 4開鎖流程圖4. 4軟件調試在硬件上支持性的壞境設計的電路與變形桿菌，凱爾編好的程序編譯成芯片識別的s51 文件，使用寫在變形圖芯片仿真測試電腦程序，并修改通過產生圖4. 5的誤差圖4. 9可以在成 功的最后調試中可以看出。圖4.5 ke訂編譯程序成功uvision2

53、 一 d: by docximent szf g 文件'畢業(yè)設計 kei 丄程序zfg2. as>-irnjixl$ k匸g蟲 篦阿 目標target廠屬性.區(qū)e編輯 網閨ex程r調試 矽卜圍設備ixm svcs世窗口 h幫助目標 輸出 |列表| c51| a51| bl51定位| bl51雜項|調試q選擇obj文件夾.曲行文件名：卜02白弋e薩生執(zhí)生文件：.zfg2p r調試信息v驗成hex文但 hex格式:r泄瀏覽信息 |hex-80=)filer 產生庫文件：.zfg2.lib后期處理0暁成時鳴響廠運行用戶程序#1：廠運行用戶程序松:瀏覽二.| 瀏覽|一中從2n 迄在接在巧

54、 構正連正“n確定 i 取消 i 默認 i “nfg/1產生hex文件- 0錯誤(s) , 0 警告i ；構造人命令人文件內直找/l:39 c:1數字圖4. 7 proteus調用keil的hex文件進行仿真般!i!sm> > >or or lu=coded lock=open8qs8s2srl1 /uq21kg2rl-14b-cf-dc5r81k1d1led-yellow圖4.9密碼正確黃燈亮第五章系統(tǒng)制作及調試5.1焊接注意事項：lcd的注意事項1. 采用焊接方法將金屬基ptn安裝于lcd時，從玻璃末端到pcb的焊接位置的長度至 少5伽，焊接溫度必須在260°c以下，且焊接時間必須在10秒以內，以免焊接過程中對裝置 的損壞，確保焊接性能。在230°c, 30秒條件下，90%的焊料須緊密附著于pin上。2. 對lcd基板或基pin焊接位置的調整必須在安裝前完成。嚴禁猛烈移動基pin,否 則會機械地破壞lcd屏與基pin之i'可的連接點。焊接吋平放lcd,盡量不讓lcd受力。3. 焊接lcd基板時，將英小心、平衡地插入pcb插槽，以避免損壞基pin或lcd基板。4. 焊接時,lcd基板不應長應該被間置于焊錫蒸汽中，清洗pcb