電子密碼鎖控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文) 電子密碼鎖控制系統(tǒng)姓名:xxx系 別： 電氣工程系 年 級(jí)： 10級(jí) 專 業(yè)： 應(yīng)電2班 指導(dǎo)老師： xxx 答辯日期:2013年1月9日電子密碼鎖系統(tǒng)內(nèi) 容 摘 要 ： 主要介紹了基于stc89c52rc單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)意于設(shè)計(jì)一個(gè)鍵盤(pán)、蜂鳴器報(bào)警及顯示、。為了達(dá)到謹(jǐn)防小偷竊取，有了密碼輸錯(cuò)三次的報(bào)警系統(tǒng)以及反被記標(biāo)識(shí)碼使得密碼鎖的安全性得到有效的提高。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用stc89c52rc單片機(jī)為微控制器，stc89c52rc負(fù)責(zé)密碼鍵盤(pán)輸入鍵值的出來(lái)以及密碼的對(duì)比和判斷。通過(guò)鍵值的輸入可以用過(guò)屏幕顯示正確的位數(shù)，并將是否解鎖成功通過(guò)l

2、cd液晶顯示。當(dāng)遇密碼輸錯(cuò)三次時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)的報(bào)警通知他人。同時(shí)為了人性化的設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)還設(shè)有更改密碼按鈕，可以通過(guò)輸入正確密碼進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行修改密碼。本設(shè)計(jì)本著安全、方便、人性化的原則進(jìn)行，可以使人們少了帶鑰匙的煩惱。關(guān) 鍵 字： stc89c52rc單片機(jī) 蜂鳴器 鍵盤(pán) 目 錄 1 引言 5 1.1電子密碼鎖的功能 5 1.2電子密碼鎖簡(jiǎn)介 6 1.3電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì) 61.4本設(shè)計(jì)所需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 72 硬件的總體結(jié)構(gòu)和原理 8 2.1stc89c52rc單片機(jī)的介紹 8 2.2.1主要特性 10 2.3lcd屏介紹 12 2.3.1lcd屏引腳介紹 13 2.3

3、.2 lcdi602控制指令 14 2.3.3 lcdi602讀寫(xiě)控制時(shí)序 15 2.4單片機(jī)復(fù)位方式 16 2.5 晶體振蕩器 183 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 18 3.1設(shè)計(jì)原理 18 3.2電路原理圖 19 3.3電源輸入部分 20 3.4鍵盤(pán)輸入部分 21 3.5復(fù)位電路 22 3.6晶振部分 22 3.7顯示部分 23 3.8報(bào)警部分 24 3.9開(kāi)鎖部分 25 3.10設(shè)計(jì)總圖 26 3.11設(shè)計(jì)總體原理電路 274程序設(shè)計(jì) 28 4.1主程序流程圖 28 4.2鍵盤(pán)模塊 29 4.3數(shù)字模塊 29 4.4開(kāi)鎖模塊 30 4.5密碼設(shè)置模塊 30結(jié)論 31致謝 32參考文獻(xiàn) 331 引言在日

4、常的生活和工作中, 住宅與部門(mén)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(kāi)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大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，

5、特別是單片機(jī)的問(wèn)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(mén)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(lèi)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(lèi)電子防盜產(chǎn)品的主流。1.1電子密碼鎖的功能 （1）設(shè)置6位密碼，密碼通

6、過(guò)鍵盤(pán)輸入，若密碼正確，則將鎖打開(kāi)。（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(kāi)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(pán)功能。若密碼輸入錯(cuò)誤次數(shù)超過(guò)3次，蜂鳴器報(bào)警。電子密碼鎖的設(shè)計(jì)主要由三部分組成：44矩陣鍵盤(pán)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l(wèi)ed提示燈，報(bào)警蜂鳴器等。密碼鎖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)密碼的輸入、清楚、更改、開(kāi)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

7、輸入的所有值，并顯示“*”。（3）密碼更改功能：將輸入的值作為新的密碼。（4）開(kāi)鎖功能：當(dāng)按下開(kāi)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(kāi)，否則不打開(kāi)。1.2 電子密碼鎖簡(jiǎn)介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(lèi)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。其特點(diǎn)如下： (1) 保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。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

8、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，1.3電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì)在日常生活和工作中，住宅與部門(mén)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。目前門(mén)鎖主要用彈子鎖，其鑰匙容易丟失；保險(xiǎn)箱主要用機(jī)械密碼鎖，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，且易出現(xiàn)故障，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。針對(duì)這些鎖具給人們帶來(lái)的不便若使用機(jī)械式鑰匙開(kāi)鎖，為滿足人們對(duì)

9、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。它的出現(xiàn)為人們的生活帶來(lái)了很大的方便，有很廣闊的市場(chǎng)前景。由于電子器件所限，以前開(kāi)發(fā)的電子密碼鎖，其種類(lèi)不多，保密性差，最基本的就是只依靠最簡(jiǎn)單的模擬電子開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，制作簡(jiǎn)單但很不安全，在后為多是基于eda來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電子元件繁多，也有使用早先的20引角的2051系列單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但密碼簡(jiǎn)單，易破解。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(lèi)，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)了真真的電子加密，用戶只有密碼或電子鑰匙中的一樣，是打不開(kāi)鎖的，隨著

10、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。出于安全、方便等方面的需要許多電子密碼鎖已相繼問(wèn)世。但這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定有效卡、指紋或聲音有效，且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，只能適用于保密要求高且供個(gè)人使用的箱、柜、房間等。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時(shí)間等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息能夠使電子防盜鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴(yán)的金庫(kù)，需要使用復(fù)合信息密碼的電子防盜鎖，這樣對(duì)盜賊而言是“道高一尺、魔高一丈”。組合使用信息也能夠使電子防盜鎖獲得無(wú)窮擴(kuò)展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對(duì)用戶而言是“千挑百選、自得其所”?？梢钥闯鼋M合使用電子信息是電子密碼鎖以后發(fā)展的

11、趨勢(shì)。1.4 本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子密碼鎖，用戶想要打開(kāi)鎖，必先通過(guò)提供的鍵盤(pán)輸入正確的密碼才能將鎖打開(kāi)，密碼輸入錯(cuò)誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤三次將報(bào)警。密碼可以由用戶自己修改設(shè)定，鎖打開(kāi)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。1.5設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)是以stc89c52rc為核心的單片機(jī)控制方案；我們的密碼所控制器就是以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的，本設(shè)計(jì)采用的是stc公司的stc89c52rc芯片，此芯片根據(jù)了充分的靜止cmos 控制器與三級(jí)節(jié)目記憶鎖，共有32 條i/o 線, 2 定時(shí)計(jì)數(shù)器，

12、 6 個(gè)中斷來(lái)源，4 k 閃存, 128 個(gè)字節(jié)在芯片ram。采用數(shù)字電路控制。其原理方框圖如圖1-1所示。圖1-1 數(shù)字密碼鎖電路方案采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。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(pán)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時(shí)間超過(guò)40秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過(guò)40秒，若用戶覺(jué)得不便，還可以修改）電路將報(bào)警80秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤(pán)5分鐘，防止他人的非法操作。電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和電源。密碼鎖電路包含：鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電

13、路、鍵盤(pán)輸入次數(shù)鎖定電路。2 硬件的總體結(jié)構(gòu)和原理2.1單片機(jī)stc89c52rc的簡(jiǎn)介stc89c52rc是單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們就這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。stc89c52rc單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(rom)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明：圖2-1單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1、中央處理器中央處理器(cpu)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，cpu負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。2、數(shù)據(jù)存

14、儲(chǔ)器(ram)stc89c52rc內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的ram只有128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。3、程序存儲(chǔ)器(rom)stc89c52rc共有4kb掩膜rom，最大可擴(kuò)展64k字節(jié)，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。4、定時(shí)/計(jì)數(shù)器：89c52有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。5、并行輸入輸出(i/o)口：89c52共有4組8位i/o口(p0、 p1、p2或p3)，用于對(duì)外

15、部數(shù)據(jù)的傳輸。6、中斷系統(tǒng)89c52rc具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。2.2 stc89c52rc單片機(jī)的引腳stc89c52rc單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu),即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的. 89c51有40條引腳, 與其他51系列單片機(jī)引腳是兼容的. 這40條引腳可分為i/o接口線、電源線、控制線、外接晶體線4部分. stc89c52rc單片機(jī)為雙列直插式封裝結(jié)構(gòu), 如圖2-2所示. 圖2-2 stc89c52rc引腳分配圖2.2.1主要特性：1、與mcs-51 兼容 2、4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器3、壽命

16、：1000寫(xiě)/擦循環(huán) 4、數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年5、全靜態(tài)工作：0hz-24hz 6、三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定7、1288位內(nèi)部ram 8、32可編程i/o線9、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 10、5個(gè)中斷源11、可編程串行通道 12、低功耗的閑置和掉電模式13、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路stc89c52rc單機(jī)的電源線有以下兩種：（1） vcc：+5v電源線。電源線 （2） gnd：接地線。stc89c52rc單片機(jī)的外接晶體引腳有以下兩種: （1）xtal1：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端和內(nèi)部時(shí)鐘工作的輸入端。采用內(nèi)部振蕩器時(shí)，它接外部石英晶體和微調(diào)電容的一個(gè)引腳。（2） xtal2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的

17、輸出端，接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端。采用外部振蕩器時(shí)，該引腳懸空。外接晶體引腳?？刂凭€ at89c51單片機(jī)的控制線有以下幾種：（1） rst：復(fù)位輸入端，高電平有效。（2） ale/prog：地址鎖存允許/編程線。（3 psen：外部程序存儲(chǔ)器的讀選通線。（4ea/vpp：片外rom允許訪問(wèn)端/編程電源端。2.2.2 stc89c52rc單片機(jī)的四個(gè)i/o口：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(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“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)

18、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(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“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。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(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“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

19、電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(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。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(mén)電路。對(duì)p3口寫(xiě)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，p3口的第二功能如下表2-1 表2-1 p3口的第二功能端口功能第二功能端口引腳第二功能rxd（p3.0）串行輸入口t0（p3.4）

20、定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入txd（p3.1）串行輸出口t1（p3.5）定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入int0（p3.2）外中斷0wr（p3.6）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通int1（p3.3）外中斷1rd（p3.7）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通2.3 lcd1602介紹液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。目前液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。其中l(wèi)cd1602液晶顯示模塊是常用的選擇，它可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用單+5v電源供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比?？紤]到本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中友好的人機(jī)界面，相對(duì)采用多個(gè)

21、led作為顯示模塊，lcd1602更合適。2.3.1 lcd屏引腳介紹1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，如圖2-4所示，其中: 第1腳：vss為地電源。第2腳：vdd接5v正電源。第3腳：v0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí) 對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：rs為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：r/w為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)rs和r/w共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)rs為低電平r/w為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)rs為高電平r/w為低電平

22、時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：e端為使能端，當(dāng)e端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：leda為背光接5v正電源。第16腳：ledk為背光地電源。圖2-4 lcd1602管腳圖2.3.2 lcdi602控制指令 如表2-2所示，lcd1602的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1、指令 1：清顯示。指令碼01h,光標(biāo)復(fù)位到地址00h位置。 2、指令 2：光標(biāo)復(fù)位。光標(biāo)返回到地址00h。3、指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置，i/d：光標(biāo)移動(dòng)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(wú)效

23、。4、指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。d：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 c：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) b：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 5、指令5：光標(biāo)或顯示移位。s/c：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 。6、指令 6： 功能設(shè)置命令 。dl：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線； n：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示；f:低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。 7、指令 7：字符發(fā)生器ram地址設(shè)置 。8、指令 8：ddram地址設(shè)置 。9、指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址。bf：為忙標(biāo)志位，高電

24、平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。10、指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。 11、指令11：讀數(shù)據(jù)。表2-2 lcd1602的控制指令表指 令rs r/w d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d01清顯示2光標(biāo)返回3置輸入模式4顯示開(kāi)/關(guān)控制5光標(biāo)或字符移位6置功能7置字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址8置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址9讀忙標(biāo)志或地址10寫(xiě)數(shù)cgram或ddram11從cgram或ddram讀數(shù)0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 1 *0 0 0 0 0 0 0 1 i/d s0 0 0 0 0 0 1 d c b0 0 0 0 0 1 s/c r/l *

25、 *0 0 0 0 1 dl n f * *0 0 0 1 字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址0 1 bf 計(jì)數(shù)器地址1 0 要寫(xiě)的數(shù)1 1 讀出的數(shù)據(jù)2.3.3 lcdi602讀寫(xiě)控制時(shí)序lcd1602的讀寫(xiě)控制時(shí)序如表2-3所示，使用lcd1602顯示時(shí)要嚴(yán)格按照時(shí)序要求，否則lcd1602顯示會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。表2-3 lcd1602的讀寫(xiě)控制時(shí)序表rs r/w e 功能0 0 下降沿 寫(xiě)指令代碼0 1 高電平 讀忙標(biāo)志和ac碼1 0 下降沿 寫(xiě)數(shù)據(jù)1 1 高電平 讀數(shù)據(jù)2.3.4 44矩陣鍵盤(pán)如圖2-5所示，本系統(tǒng)采用44矩陣鍵盤(pán)。當(dāng)lcd1602為時(shí)鐘界面顯示時(shí)，s2為時(shí)設(shè)置

26、鍵，s3為分設(shè)置鍵，s4為切換鍵；當(dāng)切換到密碼鎖界面顯示時(shí)，16個(gè)按鍵分為輸入數(shù)字鍵和功能鍵。其中，s2、s6、s7、s8、s10、s11、s12、s14、s15、s16依次表示數(shù)字09，s3為取消鍵，s4為全取消鍵，s5為確定鍵，s9為密碼初始化還原鍵，s13為返回鍵，s17為密碼修改鍵。圖2-5 44矩陣鍵盤(pán)2.4單片機(jī)復(fù)位方式單片機(jī)在開(kāi)機(jī)時(shí)或在工作中因干擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這種情況下都需要復(fù)位. 復(fù)位的作用是使中央處理器cpu以及其他功能部件都恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài),并從這個(gè)狀態(tài)重新開(kāi)始工作.stc89c52rc單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn),信號(hào)由reset

27、(rst)引腳輸入,高電平有效,在振蕩器工作時(shí),只要保持rst引腳高電平兩個(gè)機(jī)器周期,單片機(jī)即復(fù)位. 復(fù)位后,pc程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為0000h,片內(nèi)ram中內(nèi)容不變. 復(fù)位電路用上電復(fù)位如圖2-6所示.圖2-6 單片機(jī)復(fù)位電路由于設(shè)計(jì)所需，我們?cè)谶@里選用手動(dòng)式復(fù)位電路。由外部擴(kuò)展m24c01設(shè)定功能鍵控制手動(dòng)式復(fù)位電路。2.5 晶體振蕩器晶體振蕩器，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)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。以聲卡為例，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

28、音頻同時(shí)支持的話，聲卡就需要有兩顆晶振。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48khz，但是src會(huì)對(duì)音質(zhì)帶來(lái)?yè)p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。 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)字儀器儀表等電子設(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（

29、二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（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)面上涂敷銀層作為電極，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、陶瓷或塑料封裝的。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，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)硬件構(gòu)成3.1 電路圖原理本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤(pán)、液晶顯示器和

30、密碼存儲(chǔ)等部分組成。其中矩陣鍵盤(pán)用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。由用戶通過(guò)連接單片機(jī)的矩陣鍵盤(pán)輸入密碼，后經(jīng)過(guò)單片機(jī)對(duì)用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì)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(kāi)鎖電路或者報(bào)警電路控制開(kāi)鎖還是報(bào)警，實(shí)際使用時(shí)只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可，當(dāng)然也可以用繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈。本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤(pán)輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開(kāi)鎖部分組成，軟件部分對(duì)應(yīng)的由主程序、初始化程序、lcd顯示程序、鍵盤(pán)掃描程序、啟動(dòng)程序

31、、關(guān)閉程序、建功能程序、密碼設(shè)置程序、eeprom讀寫(xiě)程序和延時(shí)程序等組成。其原理框圖如圖3-1所示。圖3-1 電子密碼鎖原理框圖stc89c52鍵盤(pán)輸入復(fù)位電路密碼修改晶振電路電源輸入顯示電路報(bào)警電路開(kāi)鎖電路3.2 電路原理圖在確定了選用什么型號(hào)的單片機(jī)后，就要確定在外圍電路，其外圍電路包括電源輸入部分、鍵盤(pán)輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開(kāi)鎖部分組成，根據(jù)實(shí)際情況鍵盤(pán)輸入部分選擇44矩陣鍵盤(pán)，顯示部分選擇字符型液晶顯示lcd1602，密碼存儲(chǔ)部分選用at24c02芯片來(lái)完成。其原理圖如圖3-2所示：圖3-2 電路原理圖3.3 電源輸入部分 密碼鎖主控制部分電

32、源需要用5v直流電源供電，其電路如圖3-3所示，把頻率為50hz、有效值為220v的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5v直流電壓。其工作原理主要是把單相交流電經(jīng)過(guò)電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來(lái)起到降壓作用。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會(huì)影響到負(fù)載電路的正常工作。需通過(guò)低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)

33、定性足夠高的直流電壓。本電路使用集成穩(wěn)壓芯片7805解決了電源穩(wěn)壓?jiǎn)栴}。圖3-3 電源輸入電路原理圖 3.4 鍵盤(pán)輸入部分由于本設(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(pán)。采用的是矩陣式按鍵鍵盤(pán)，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤(pán)，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤(pán)輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)相比，要節(jié)省很多i/o口。本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè)44鍵盤(pán)不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，比如清空顯示功能等。鍵盤(pán)的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置。其大體功能（看鍵盤(pán)按鍵上的標(biāo)記）及與單片機(jī)引腳接法如圖3-4所示：3.5 復(fù)位部位單片機(jī)復(fù)位是使cpu和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，例如復(fù)位后pc0000h，使單片機(jī)從第個(gè)單元取指令。無(wú)論是在單片機(jī)剛開(kāi)始接上電源時(shí)，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)，p1p3口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)psen無(wú)效。地址鎖存信號(hào)