【畢業(yè)論文】基于單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì)(word檔)

1、.基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)摘要單片機(jī)已經(jīng)在家電領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，而且在安全密保方面，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖逐漸取代了傳統(tǒng)的機(jī)械密碼鎖，克服了機(jī)械密碼鎖密碼過(guò)少的安全性問(wèn)題。本密碼鎖的主控芯片采用價(jià)格實(shí)惠而且容易購(gòu)買的 STC89C52芯片。密碼輸入采用矩陣鍵盤及獨(dú)立鍵盤，密碼顯示采用LCD1602液晶。系統(tǒng)能完成密碼輸入、正確開(kāi)鎖、超次報(bào)警這些基本的密碼鎖的功能。系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)采用功能強(qiáng)大且易于開(kāi)發(fā)的KeilC51環(huán)境，且支持ISP下載。因此沒(méi)使用編程器，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件部分。由于51單片機(jī)也有一些不足之處如斷電后內(nèi)部RAM儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)會(huì)完全丟失，為了克服這一缺點(diǎn)，系統(tǒng)的外圍

2、加了掉電存儲(chǔ)電路并且由AT24C02芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。此設(shè)計(jì)具有安全性高、價(jià)格低廉便于實(shí)現(xiàn)、易于改進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。 【關(guān)鍵詞】 電子密碼鎖 STC89C52 矩陣鍵盤 AT24C02ABSTRACTMCU had been widely used in home appliance field，in the security password protection aspect anti-theft alarm function electronic combination lock gradually replace the traditional mechanical trick lock，it al

3、so overcome the security problems that the password of machinery combination lock are too few. This combination lock's master chip adopts STC89C52 which is affordable and easy to buy. Passwords input adopt matrix keyboard and independent keyboard, password's display using LCD1602 display dig

4、ital. This system can accomplish password input, correct unlock, super times alarm ，these basic combination lock function . Software realization of this system is used in KeilC51 environment .it is powerful and easy to develop, and to support ISP to download. Therefore it is not use programmer, use

5、C language implementation software of system components. Because 51MCU also has some disadvantages ，such as the internal RAM stored data will be completely lose after power failure, in order to, the system's periphery added off electricity storage circuit and use AT24C02 chip to overcome these s

6、hortcomings. This design has a high security, a low prices，which is easy to be realized and improved.【Key words】Electronic Combination lock STC89C52 Matrix keyboard AT24C02前 言隨著社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的日益增長(zhǎng)，安全防盜已成為社會(huì)問(wèn)題。如何實(shí)現(xiàn)防盜和安全這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，而鎖自古以來(lái)就是把門戶的將軍，人們對(duì)其要求比較高，不僅能夠安全的防盜，而且還要使用方便，這是制鎖者長(zhǎng)期以

7、來(lái)研制的主題。而當(dāng)今社會(huì)由于計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)外，電子產(chǎn)品的更新可謂如雨后的春筍層出不群，更多的電子產(chǎn)品也越來(lái)越多的應(yīng)用于安全防范領(lǐng)域。有需求就必有發(fā)展，不同種類的鎖也應(yīng)運(yùn)而生，有密碼鎖、磁性鎖、電子鎖、激光鎖、聲控鎖等等，它們的實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上加了一組或多組密碼，不同聲音，不同磁場(chǎng)，不同聲波，不同光束光波，不同圖像（如指紋、眼底視網(wǎng)膜等）來(lái)控制鎖的開(kāi)啟。電子密碼鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。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(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很

8、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。現(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。其特點(diǎn)如下：1) 保密性好，編碼量多。隨機(jī)開(kāi)鎖成功率幾乎為零。2) 密碼可變，用戶可以隨時(shí)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)。4) 無(wú)活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)。5) 使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開(kāi)鎖。6) 電子密碼鎖操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)。隨著電子元件的進(jìn)一步發(fā)展，電子密碼鎖也出現(xiàn)了很多的種類，功能日益強(qiáng)大，使用更加方便，安全保密性更強(qiáng)，由以前的

9、單密碼輸入發(fā)展到現(xiàn)在的，密碼加感應(yīng)元件，實(shí)現(xiàn)了真正的電子加密，用戶只有密碼或電子鑰匙中的一樣，是打不開(kāi)鎖的，隨著電子元件的發(fā)展及人們對(duì)保密性需求的提高出現(xiàn)了越來(lái)越多的電子密碼鎖。本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、矩陣鍵盤、LED顯示和報(bào)警系統(tǒng)組成。系統(tǒng)能完成密碼輸入、開(kāi)鎖、超次報(bào)警的功能。除上述基本的密碼鎖功能外，還具有掉電存儲(chǔ)、聲光提示等功能，依據(jù)實(shí)際的情況還可以添加其他功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。目 錄1 緒 論51.1 單片機(jī)及其特點(diǎn)51.2單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用51.2.1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)51.2.2單片機(jī)的應(yīng)用71.3 MCS-51系列單片機(jī)82系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)92.1 設(shè)計(jì)思路92.2系統(tǒng)方案的選

10、擇92.2.1 電子密碼鎖功能簡(jiǎn)述102.2.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)102.3單元電路的設(shè)計(jì)112.3.1主控芯片介紹112.3.2 鍵盤輸入電路132.3.3 密碼存儲(chǔ)電路142.3.4開(kāi)鎖電路152.3.5報(bào)警電路162.3.6 顯示電路162.3.7 晶振電路173 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)183.1 軟件工具介紹183.1.1. Keil C51概述193.1.2. Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)193.1.3下載工具STC-ISP203.2程序設(shè)計(jì)204 硬件電路調(diào)試244.1單元功能電路調(diào)試254.2聯(lián)機(jī)調(diào)試255 改進(jìn)方法265.1 電路方面的改進(jìn)26總 結(jié)27致 謝27附錄一 程

11、序截圖27附錄二 總設(shè)計(jì)圖29附錄三 硬件實(shí)物圖30參考文獻(xiàn)34;351 緒 論1.1 單片機(jī)及其特點(diǎn)隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理芯片的集成度越來(lái)越高，在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路等元件，從而構(gòu)成了“單芯片微型計(jì)算機(jī)”，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。21世紀(jì)是信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的世紀(jì)，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用就是其中的一方面。生產(chǎn)中使用的智能儀表、分布式控制系統(tǒng)總線、智能辦公設(shè)備等都可以看見(jiàn)單片機(jī)的身影。日常生活中常用的電子產(chǎn)品如手機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、智能洗衣機(jī)、高科技電視機(jī)、智能汽車等都是以單片機(jī)為控制核心的。單片機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域可分為：家電類，工控類，通信類，個(gè)人信息終端類等等；按通用性可分為

12、：通用型和專用型。按總線結(jié)構(gòu)可分為總線型和非總線型。 單片機(jī)的特點(diǎn) ：1）高集成度，體積小，高可靠性2）控制功能強(qiáng)3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品4）易擴(kuò)展 片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。5）優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)的性能極高。 1.2單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用單片機(jī)的發(fā)展像PC系統(tǒng)中的CPU一樣經(jīng)歷了幾代的過(guò)程，由于單片機(jī)的巨大市場(chǎng)空間和廣泛的應(yīng)用范圍，世界各大芯片廠商紛紛推出自己的單片機(jī)產(chǎn)品，但是單片機(jī)遠(yuǎn)沒(méi)有PC機(jī)的CPU更新速度快，大體上經(jīng)歷了4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)的發(fā)展過(guò)程，其中8位機(jī)在市場(chǎng)上一直是主流產(chǎn)品。1.2.1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1976年Intel公司首先推出

13、8位機(jī)MCS-48系列，1980年又推出了內(nèi)部功能單元集成度強(qiáng)的8位機(jī)MCS-51系列產(chǎn)品，其性能大大超過(guò)并取代了MCS-48系列產(chǎn)品。由于8位機(jī)可以一次處理一個(gè)ASCLL碼，因而一問(wèn)世便顯示出其強(qiáng)大的生命力，廣泛用于顯示、終端鍵盤、打印、文字處理、工業(yè)控制等。雖然單片機(jī)品種多樣，型號(hào)繁多，但仍有如下發(fā)展趨勢(shì)。1）低功耗CMOS化 隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低,現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS工藝。80C51就采用了HMOS和CHMOS。CMOS雖然功耗較低,但由于其物理特征決定其工作速度不夠高,而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn),這些特征,更適合于在要求低功耗,電池供電的應(yīng)用場(chǎng)

14、合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。 2）微型單片化 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)、并行和串行通信接口,中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上,增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機(jī)將LCD(液晶)驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上,這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多,功能就越強(qiáng)大。 3）主流與多品種共存 現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多,各具特色,但仍以80C51為核心的單片機(jī)占主流,兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品,ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)

15、臺(tái)灣的Winbond系列單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi),這種情形將得以延續(xù),將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面,走的是依存互補(bǔ),相輔相成、共同發(fā)展的道路。4）大容量、高性能 以往單片機(jī)內(nèi)的ROM為1KB4KB,RAM 為64128B。但在需要復(fù)雜控制的場(chǎng)合,該存儲(chǔ)容量是不夠的,必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求,須運(yùn)用新的工藝,使片內(nèi)存儲(chǔ)器大容量化。目前,單片機(jī)內(nèi)ROM 最大可達(dá)64KB,RAM 最大為2KB。另外單片機(jī)進(jìn)一步改變CPU的性能,加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。5）串行擴(kuò)展技術(shù) 在很長(zhǎng)一段時(shí)間里,通用型單片機(jī)通過(guò)三總線結(jié)構(gòu)擴(kuò)展外圍器件成為單片機(jī)應(yīng)用的主流結(jié)構(gòu)。隨著低價(jià)位

16、OTP(One Time Programble)及各種特殊類型片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的發(fā)展,加之處圍接口不斷進(jìn)入片內(nèi),推動(dòng)了單片機(jī)“單片”應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)展。特別是I2C、SPI 等串行總線的引入,可以使單片機(jī)的引腳設(shè)計(jì)得更少,單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化及規(guī)范化。1.2.2單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)的發(fā)展很大的推動(dòng)了我國(guó)生產(chǎn)力的發(fā)展，但單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它從根本上改變了傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)方法和控制策略，使科學(xué)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)的理論技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)并轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力，是科技發(fā)展史上的一座重要的里程碑。它們廣泛應(yīng)用于如下多個(gè)方面。1）在智能儀器儀表中的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、控

17、制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、厚度、角度、硬度、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)的控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用模擬電路或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用工業(yè)上使用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)和采集系統(tǒng)。例如，工廠流水線的智能化管理、電梯智能化控制和各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。3） 在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家電基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、其他音響視頻設(shè)備、再到電子稱量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。4）

18、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具有通信接口，可以很方便的與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的智能控制，從手機(jī)、電話、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的集群移動(dòng)通信，無(wú)線對(duì)講機(jī)等。5）單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途也相當(dāng)廣泛，例如，醫(yī)用呼吸機(jī)、各種分析儀、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等。此外，單片機(jī)在工商、金融、科研、教育、國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。1.3 MCS-51系列單片機(jī)MCS-51 是指由美國(guó) INTEL 公司（

19、對(duì)了，就是大名鼎鼎的 INTEL）生產(chǎn)的一系列單 片機(jī)的總稱，這一系列單片機(jī)包括了好些品種，如 8031，8051，8751，8032， 8052，8752 等，其中 8051 是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在 8051 的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、 減、 改變而來(lái)的， 所以人們習(xí)慣于用 8051 來(lái)稱呼 MCS-51 系列單片機(jī)， 8031 是前些年在我國(guó)最流行的單片機(jī)，而所以很多場(chǎng)合會(huì)看到 8031 的名稱。INTEL 公司將 MCS51 的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司， 所以有很多公 司在做以 8051 為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中 89C52

20、就是 這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，它是由美國(guó) STC公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)思路硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要考慮的方面很多，除了實(shí)現(xiàn)此設(shè)計(jì)的基本功能以外，主要還要考慮如下幾個(gè)因素：系統(tǒng)穩(wěn)定度；器件的通用性或易選購(gòu)性； 軟件編程的易實(shí)現(xiàn)性；系統(tǒng)其它功能及性能指標(biāo)；因此硬件設(shè)計(jì)至關(guān)重要?，F(xiàn)從各功能模塊的實(shí)現(xiàn)逐個(gè)進(jìn)行分析探討。2.2系統(tǒng)方案的選擇方案一：用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)了9個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的

21、時(shí)間超過(guò)10秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過(guò)10秒，若用戶覺(jué)得不便，還可以修改）電路將報(bào)警20秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤2分鐘，防止他人的非法操作。采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方案好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單但控制的準(zhǔn)確性和靈活性差，故不采用。方案二：由于單片機(jī)種類繁多，各種型號(hào)都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時(shí)要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價(jià)比。一般來(lái)說(shuō)在選取單片機(jī)時(shí)從下面幾個(gè)方面考慮：性能、存儲(chǔ)器、運(yùn)行速度、I/O口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些的還有一些最基本的比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級(jí)、工作溫度范圍、有沒(méi)有低電壓檢測(cè)功能、單

22、片機(jī)內(nèi)有無(wú)時(shí)鐘振蕩器、有無(wú)上電復(fù)位功能等。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中單片機(jī)還受到：開(kāi)發(fā)工具、編程器、開(kāi)發(fā)成本、開(kāi)發(fā)人員的適應(yīng)性、技術(shù)支持和服務(wù)等等因素?；谝陨弦蛩乇驹O(shè)計(jì)選用單片機(jī)STC89C52作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。在單片機(jī)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AT24C02芯片用于密碼的存儲(chǔ)，外接八段數(shù)碼管用于顯示作用。當(dāng)用戶需要開(kāi)鎖時(shí)，先按鍵盤開(kāi)鎖鍵之后按鍵盤的數(shù)字鍵09輸入密碼。密碼輸完后按下確認(rèn)鍵，如果密碼輸入正確則開(kāi)鎖，不正確顯示密碼錯(cuò)誤重新輸入密碼，當(dāng)三次密碼錯(cuò)誤則發(fā)出報(bào)警；當(dāng)用戶需要修改密

23、碼時(shí)，先按下鍵盤設(shè)置鍵后可以設(shè)置新密碼。新密碼輸入無(wú)誤后按確認(rèn)鍵使新密碼將得到存儲(chǔ)，密碼修改成功。綜上分析：方案一雖然設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單但它的實(shí)用性不是很強(qiáng)。而方案二設(shè)計(jì)復(fù)雜，但是安全性好，功耗低，成本低，而且容易操作保密性強(qiáng)。2.2.1 電子密碼鎖功能簡(jiǎn)述在本設(shè)計(jì)中用戶通過(guò)鍵盤輸入密碼，確認(rèn)后系統(tǒng)調(diào)用密碼比較判斷函數(shù)，如果密碼在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)輸入正確，單片機(jī)輸出開(kāi)門信號(hào)開(kāi)鎖。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)完成密碼的輸入，系統(tǒng)則自動(dòng)清除所輸入的密碼，并提示重新輸入。用戶發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以清除重輸。密碼輸入后，通過(guò)驗(yàn)證和多位校驗(yàn)后了，如果密碼錯(cuò)誤則啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)密碼錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)到3次時(shí)，系統(tǒng)將鎖定一定的時(shí)間，時(shí)間到后系

24、統(tǒng)則啟動(dòng)鍵盤輸入。初始密碼由系統(tǒng)設(shè)定，用戶可根據(jù)自己的要求設(shè)定密碼，修改密碼時(shí)首先需要與舊密碼匹配，如果輸入舊密碼錯(cuò)誤則系統(tǒng)報(bào)警并自動(dòng)退出密碼修改系統(tǒng)。舊密碼正確則可以輸入新密碼，新密碼的輸入要求兩次比對(duì)確認(rèn)。系統(tǒng)設(shè)定密碼為6位，當(dāng)輸入密碼不為6位或兩次輸入的新密碼不一致時(shí)密碼修改失敗，系統(tǒng)報(bào)警并自動(dòng)退出密碼修改狀態(tài)。如果輸入的新密碼為6位并且兩次輸入的新密碼一致則修改密碼成功。2.2.2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)以STC89C52為中心控制元件，用AT24C02作為密碼存儲(chǔ)元件，通過(guò)八段數(shù)碼管顯示。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。STC89C52鍵盤輸入復(fù)位電路晶振電路顯示電路報(bào)警電路開(kāi)鎖電路圖 2

25、.1 結(jié)構(gòu)框圖工作原理，從鍵盤輸入一組密碼，微控制器把改密碼和預(yù)先設(shè)置的密碼比較，對(duì)則將鎖打開(kāi)，并通過(guò)蜂鳴器的聲音來(lái)演示密碼鎖的狀態(tài)否則累計(jì)三次輸入錯(cuò)誤則啟用報(bào)警。2.3單元電路的設(shè)計(jì)單元電路包括輸入電路、復(fù)位電路、晶振電路、顯示電路、報(bào)警電路和開(kāi)鎖電路，系統(tǒng)的實(shí)物圖見(jiàn)附錄四，總設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄三。以下將逐一介紹這些單元電路的設(shè)計(jì)方法。2.3.1主控芯片介紹MCS-51 系列中的各種芯片引腳是互相兼容的，其中STC89C52單片機(jī)是高性能的單片機(jī)，它具有8位微處理器，128bit片內(nèi)RAM，8K的片內(nèi)ROM，4個(gè)八位的并行I/O接口P0-P3，兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器及五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)。再不接任何

26、外圍電路的情況下可以實(shí)現(xiàn)大部分較為復(fù)雜的邏輯控制功能，進(jìn)行外部RAM擴(kuò)展還可以用于數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)陣顯示屏控制等方面應(yīng)用。對(duì)于存儲(chǔ)量要求不高的實(shí)際應(yīng)用，STC89C52是一種不可多得高性能的單片機(jī)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。STC89C52單片機(jī)的每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，每一條I/O線都能獨(dú)立的用作輸入或輸出。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器，一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。再無(wú)片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器系統(tǒng)中，這四個(gè)端口都可以作為準(zhǔn)雙向I/O口使用。再具有片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，P2口送出高8位地址P0口位雙向總線，送出低八位地址和數(shù)據(jù)的輸入/輸出；P3口是一個(gè)多功能端口各個(gè)引腳具有第二功能。（P3.0為串行口輸入，P3

27、.1位串行口輸入，P3.2為外部中斷0輸入，P3.3為外部中斷1輸入，P3.4為定時(shí)器0的外部輸入，P3.5為定時(shí)器1 的外部輸入，P3.6位片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“寫選通控制”輸出，P3.7為片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器“讀選存儲(chǔ)器”輸出）。芯片引腳排列如圖2.2所示。STC89C52引腳功能說(shuō)明：Vcc：電源電壓GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端口。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口

28、接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。圖 2.2 單片機(jī)及其外圍電路P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸

29、出一個(gè)電流I。在訪問(wèn)位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行：MOVX Ri 指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)（也即特殊功能寄存器，在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2也接收高位地址和其它控制信號(hào)。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流I。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。WDT益出將使該引腳輸出

30、高電平，設(shè)置SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址8EH）可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。DISRTO 位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目地，要注意的是：第當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位禁位后，只有一條MOVX 和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。此外，該引腳伎被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外

31、部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)STC89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，高有兩次有效的PSEN信號(hào)。EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU公訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí),該引腳加上12V的編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的

32、輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.3.2 鍵盤輸入電路鍵盤輸入電路采用的是4×4的矩陣鍵盤，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤因此采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行和列組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行線和列線的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼輸入由鍵盤輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多I/O口。本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè)4X4鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，設(shè)置功能等。鍵盤的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置。平時(shí)無(wú)按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此電平相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平也為高。這是識(shí)別矩陣鍵盤是

33、否被按下的關(guān)鍵所在。由于矩陣鍵盤中的行、列為多鍵公用，各按鍵均影響該按鍵所在行和列的電平，因此，各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行列線信號(hào)配合起來(lái)，并作適當(dāng)?shù)奶幚?，這樣才能決定閉合鍵的位置。其按鍵結(jié)構(gòu)及與單片機(jī)引腳接法如圖2.3所示。圖2.3 鍵盤電路接法2.3.3 密碼存儲(chǔ)電路由于51單片機(jī)掉電后會(huì)丟失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里的數(shù)據(jù)，因此必須外加掉電存儲(chǔ)電路。并由AT24C02芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。AT24C02芯片的管腳圖如圖2.4 所示。圖2.4 AT24C02芯片的管腳圖本設(shè)計(jì)采用的是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的AT24C02。AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOS型 E2PROM， 內(nèi)部含有256個(gè)8位字

34、節(jié)，CATALYST公司的先進(jìn)CMOS技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02有一個(gè)16字節(jié)頁(yè)寫緩沖器。該器件通過(guò)IIC總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能。AT24C02支持IC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議IC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過(guò)器件地址輸入端A0、A1和A2可以實(shí)現(xiàn)將最多8個(gè)AT24C02器件連接到總線上。2.3.4開(kāi)鎖電路開(kāi)鎖控制電路的功能是當(dāng)輸入正確的密碼后將鎖打開(kāi)。系統(tǒng)使用單片機(jī)

35、其中一引腳線發(fā)出信號(hào)，經(jīng)三極管放大后，由繼電器驅(qū)動(dòng)電磁閥動(dòng)作將鎖打開(kāi)。用戶通過(guò)鍵盤任意設(shè)置密碼，并儲(chǔ)存在EEPROM中作為鎖碼指令。只有用戶操作鍵盤時(shí)，單片機(jī)的電源端才能得到3V電源，否則單片機(jī)處于節(jié)電工作方式。開(kāi)鎖步驟如下：首先按下鍵盤上的開(kāi)鎖按鍵，然后利用鍵盤上的數(shù)字鍵09輸入密碼，最后按下確認(rèn)鍵。當(dāng)用戶輸入一密碼后，單片機(jī)自動(dòng)識(shí)碼，如果識(shí)碼不符，則報(bào)警。只有當(dāng)識(shí)碼正確，單片機(jī)才能控制電子鎖內(nèi)的微型繼電器吸臺(tái)。當(dāng)繼電器吸臺(tái)以后帶動(dòng)鎖桿伸縮，這時(shí)，鎖勾在彈簧的作用下彈起，完成本次開(kāi)鎖。開(kāi)鎖以后，單片機(jī)自動(dòng)清除掉由用戶輸人的這個(gè)密碼。如圖所示：圖2.5 繼電器電路鎖2.3.5報(bào)警電路 報(bào)警電路

36、由一個(gè)蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括以下幾個(gè)部分：一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)三極管、一個(gè)連續(xù)流二極管和一個(gè)電阻。蜂鳴器的作用：用來(lái)發(fā)聲，在其兩端加直流電壓（有源蜂鳴器）或者方波（無(wú)源蜂鳴器）就可以發(fā)聲，其主要參數(shù)是外形尺寸、發(fā)聲方向、工作電壓、工作頻率、驅(qū)動(dòng)方式（直流/方波）等。這些都可以根據(jù)需要來(lái)選擇。連續(xù)流二極管的作用：蜂鳴器本質(zhì)上是一個(gè)感性元件，其電流不能瞬變，因此必須有一個(gè)連續(xù)流二極管提供連續(xù)流。否則，在蜂鳴器兩端會(huì)產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管，并干擾整個(gè)電路系統(tǒng)的其他部分。三極管：三極管起開(kāi)關(guān)作用，其基極的高電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲，而基極低電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)

37、聲。報(bào)警電路如圖2.6所示。圖2.6 報(bào)警電路2.3.6 顯示電路為了提高密碼鎖的密碼顯示效果能力。本設(shè)計(jì)的顯示部分由液晶顯示器LCD1602取代普通的數(shù)碼管來(lái)完成。只有按下鍵盤上的開(kāi)啟按鍵后，顯示器才處于開(kāi)啟狀態(tài)。同理只有按下關(guān)閉按鍵后顯示器才處于關(guān)閉狀態(tài)。否則顯示器將一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對(duì)密碼鎖進(jìn)行開(kāi)鎖時(shí)，按下鍵盤上的開(kāi)鎖按鍵后利用鍵盤上的數(shù)字鍵09輸入密碼，每按下一個(gè)數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個(gè)*，輸入多少位就顯示多少個(gè)*。當(dāng)密碼輸入完成時(shí)，按下確認(rèn)鍵，如果輸入的密碼正確的話， LCD子顯示“RIGHT”，單片機(jī)其中P2.0引角會(huì)輸出低電平，使三極管T2導(dǎo)通，電磁鐵吸合，電子密碼鎖被打

38、開(kāi)，如果密碼不正確，LCD顯示屏?xí)@示“ERROR”，P2.0輸出的是高電平，電子密碼鎖不能被打開(kāi)。通過(guò)LCD顯示屏，可以清楚的判斷出鎖所處的狀態(tài)。其顯示部分引腳接口如圖2.7所示圖2.7 1602液晶電路2.3.7 晶振電路 晶體振蕩器簡(jiǎn)稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大或者縮小就成了電腦中各種不同的總線頻率。以聲卡來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)44.1kHz或48kHz的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個(gè)44.1kHz或48kHz的時(shí)鐘頻率。如果需要對(duì)這兩種音頻同時(shí)支持通話，聲卡就需要有兩個(gè)晶振。但是現(xiàn)在的娛樂(lè)級(jí)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4

39、8kHz，但是SCR會(huì)對(duì)音質(zhì)帶來(lái)傷害，而且現(xiàn)在的娛樂(lè)級(jí)聲卡都沒(méi)有很好地解決這個(gè)問(wèn)題?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是石英晶體振蕩器。晶振電路圖如圖2.9所示。圖2.9 晶振電路 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(lái)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(wú)線通訊設(shè)備、電子鐘表、單片機(jī)、數(shù)字儀器儀表電子設(shè)備中。為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。在單片機(jī)中為其提供時(shí)鐘頻率。 石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成的一種諧振元件，它的基本構(gòu)成是：從一塊石英晶體上按一定方位

40、角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝了的。只要在晶體振蕩器子板上施加交變電壓，就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，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(shí)，就會(huì)發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 軟件工具介紹單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)

41、器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間

42、、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。3.1.1. Keil C51概述 Keil C51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開(kāi)發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境,同時(shí)保留了匯編代碼高效,快速的特點(diǎn)。C51編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使你可以更加貼近CPU本身，及其它的衍生產(chǎn)品。C51已被完全集成到uVision2的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開(kāi)發(fā)環(huán)境。C51 V7版本是目前最高效、靈活的8051開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它可以支持所有8051的衍生產(chǎn)品，也可以支持所有兼容的仿真器，同時(shí)支持其它第三 方開(kāi)

43、發(fā)工具。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。3.1.2. Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision與I shell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51

44、編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。3.1.3下載工具STC-ISPSTC-ISP 是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì)STC系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。使用時(shí)只要將Keil C51生成的.HEX文件燒進(jìn)單片機(jī)就可

45、以了，操作非常簡(jiǎn)單。3.2程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)軟件部分要實(shí)現(xiàn)的功能分別為：鍵盤掃描，數(shù)碼管顯示，延時(shí)部分，蜂鳴器報(bào)警，蜂鳴器唱歌以及掉電存儲(chǔ)。1）鍵盤掃描模塊鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。2）密碼修改模塊該模塊的功能是修改設(shè)置密碼。密碼修改程序要求密碼要輸入兩次，程序?qū)纱屋斎氲拿艽a比較一致時(shí)，即用此密碼代替原先的密碼，如果兩次輸入的密碼不一致，則重復(fù)操作。這樣就避免了修改密碼的隨機(jī)性。3）密碼比較判斷模塊該模塊的功能是將鍵盤輸入的密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，若密碼正確，則開(kāi)鎖；若不正確，則密碼輸入次數(shù)

46、計(jì)數(shù)單元計(jì)數(shù)，如達(dá)不到3次，返回鍵盤掃描模塊；若計(jì)數(shù)已達(dá)3次，則調(diào)用報(bào)警模塊。4）顯示模塊該模塊的功能是顯示，由于是分屏顯示數(shù)據(jù)，所以需要調(diào)用各顯示子程序。5）報(bào)警模塊該模塊為了保證安全性，當(dāng)密碼輸入的次數(shù)超過(guò)3次，就會(huì)發(fā)出報(bào)警，以便引起人們的注意。6）程序流程圖本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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(shè)置程序、EEPROM讀寫程序和延時(shí)程序等組成。主要程序設(shè)計(jì)流程圖如下所示：開(kāi)始初始化鍵盤掃描啟動(dòng)程序鍵盤掃描鍵功能程序結(jié)束關(guān)閉程序圖3-1 主程序流程圖鍵功能程序鍵值09？鍵值開(kāi)鎖？鍵值清除？鍵值設(shè)置？鍵值確認(rèn)？密碼輸入程序設(shè)置程序清除程序開(kāi)鎖程序確認(rèn)

47、程序YYYYYNNNN返回N圖3-2 鍵功能流程圖設(shè)置程序初始化按下設(shè)置鍵輸舊密碼確認(rèn)程序所輸入舊密碼正確？輸新密碼確認(rèn)程序設(shè)置成功輸入次數(shù)加1次數(shù)>3?報(bào)警程序NYNY返回確認(rèn)程序再次輸新密碼兩次新密碼輸入相同？NY圖3-3 密碼設(shè)置流程圖初始化按開(kāi)鎖鍵輸入密碼確認(rèn)程序所輸入密碼正確？Y開(kāi)鎖成功開(kāi)鎖程序輸入次數(shù)加1次數(shù)>3?報(bào)警程序返回NYN圖3-4 開(kāi)鎖流程圖4 硬件電路調(diào)試本系統(tǒng)采用了較8051系列功能更強(qiáng)大的STC89C52單片機(jī)作為本次設(shè)計(jì)的核心元件，其外接16個(gè)按鈕組成4×4矩陣鍵盤；顯示、控制、報(bào)警等電路模塊均通過(guò)各端口與單片機(jī)相連，以實(shí)現(xiàn)密碼鎖的輸入、報(bào)警等功能。該單片機(jī)采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，能兼容MCS-51指令系統(tǒng)，其應(yīng)用更靈活。4.1單元功能電路調(diào)試 電路能否正常工作，首先元器件的好壞是個(gè)關(guān)鍵。本系統(tǒng)由電源電路、鍵盤電路、報(bào)警電路、顯示電路、電子鎖控制電路和單片機(jī)電路組成，所以，對(duì)單個(gè)模塊的調(diào)試及功能測(cè)試是不可少的環(huán)節(jié)：