電子密碼鎖設(shè)計(jì)

1、*大學(xué)*學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)(論文)題目：電子密碼鎖設(shè)計(jì) 學(xué) 生：* 專(zhuān) 業(yè)：電子信息工程 班 級(jí)：電信*-* 指導(dǎo)教師：* 設(shè)計(jì)日期：2015年6月10日*大學(xué)*學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：電子密碼鎖設(shè)計(jì)原始資料： 20世紀(jì)80年代后，隨著電子鎖專(zhuān)用集成電路的出現(xiàn)，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(chǎng)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(duì)它的研究一直沒(méi)有明顯進(jìn)展。 目前，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，電子密碼鎖技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，種類(lèi)齊全，電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于智能門(mén)禁系統(tǒng)中，通過(guò)多種更加安全，更加可靠的技術(shù)實(shí)現(xiàn)大門(mén)

2、的管理。在我國(guó)電子鎖整體水平尚處于國(guó)際上70年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場(chǎng)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(jìn)國(guó)際先進(jìn)水平，現(xiàn)國(guó)內(nèi)有幾個(gè)廠(chǎng)生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。但國(guó)內(nèi)自行研制開(kāi)發(fā)的電子鎖，其市場(chǎng)結(jié)構(gòu)尚未形成，應(yīng)用還不廣泛。國(guó)內(nèi)的不少企業(yè)也引進(jìn)了世界上先進(jìn)的技術(shù)，發(fā)展前景非?？捎^(guān)。希望通過(guò)不斷的努力，使電子密碼鎖在我國(guó)也能得到廣泛的應(yīng)用。 電子防盜鎖廣泛應(yīng)用于金融業(yè)，其根本的作用是“授權(quán)”，即被“授權(quán)”的人才可以存取錢(qián)、物。廣義上講，金融業(yè)的“授權(quán)”主要包括以下三種層次的內(nèi)容： 1、授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險(xiǎn)箱和保險(xiǎn)柜； 2、授予出入權(quán)，如出入金庫(kù)、運(yùn)鈔車(chē)和保管室； 3、授予

3、流通權(quán)，如自動(dòng)存取款。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 擬在此電子密碼鎖的系統(tǒng)中設(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LED提示燈，報(bào)警蜂鳴器等。系統(tǒng)能完成本機(jī)超時(shí)報(bào)警、超次鎖定、修改用戶(hù)密碼基本的密碼鎖的功能。 本設(shè)計(jì)的任務(wù)擬采用單片機(jī)（STC89C52）作為單片機(jī)的核心單元，利用單片機(jī)串行發(fā)射、接收等功能而設(shè)計(jì)的一款具有本機(jī)開(kāi)鎖和報(bào)警功能的電子密碼鎖。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。本系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的密碼，采用44鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)密碼的輸入功能，當(dāng)密碼輸入正確之后，鎖就打開(kāi)，如果輸入的密碼不正確，就鎖定按鍵3秒鐘，同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。 （1）單片機(jī)型號(hào)可選ST

4、C89C52。 （2）6位密碼的設(shè)定在程序中完成。 （3）密碼的輸入采用44鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)，輸入6位數(shù)字后，按回車(chē)鍵結(jié)束。 （4）若輸入的密碼正確，鎖打開(kāi)，同時(shí)用發(fā)光二極管亮1秒作為提示。 （5）報(bào)警可采用蜂鳴器或揚(yáng)聲器。主要參考文獻(xiàn)： 1 李永，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，電腦知識(shí)與技術(shù)，2005年，第3期，68-69 2 彭松； 趙麗媛； 王閎； 武桐桐； 張百發(fā)，智能電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與研究，電子制作，2014年2月（下），總第253期，060-061 3 徐夢(mèng)來(lái)； 曹浩彤，淺談現(xiàn)代安防問(wèn)題之電子密碼鎖，科技致富向?qū)В?014年10月，第30期，202-254 4 梁麗，電子密碼鎖的計(jì)算機(jī)仿

5、真設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真，2005年，第02期，218-22012全新實(shí)用電路集粹叢書(shū)編輯委員會(huì)，家用電器控制與保護(hù)應(yīng)用電路集粹，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年，67-165 5 Wei Liu , Yan Ping Wang，AT89C52 Microcontroller-Based Electronic Locks Design，Applied Mechanics and Materials，2014, Vol.3627 (685), 378-3836 JOHANSSON FRITZ HUGO (US);DAVIDSON JAMES P (US),Electronic Combination Loc

6、k,US ,2008-3-13 ,全文學(xué)生須提交的文件： （1） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)文本1份，電子版1份 （2） 開(kāi)題報(bào)告一份 （3） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）正文 （4） 與設(shè)計(jì)相關(guān)的外文原文及其翻譯一篇進(jìn)度安排： 3.01-3.14： 得知論文題目并閱讀相關(guān)碩士論文； 3.15-4.10： 在老師指導(dǎo)下完成對(duì)基礎(chǔ)理論的理解；4.11-5.09： 在老師的指導(dǎo)下了解硬件選擇、軟件的安裝使用，并做出相關(guān)結(jié)果； 5.10-5.16： 構(gòu)思論文框架（論文提綱）；5.17-6.14： 進(jìn)行對(duì)論文的起草并完成論文初稿。專(zhuān)業(yè)班級(jí) 電信*-* 學(xué)生 * 設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 2015.3.022015.6.12 指導(dǎo)

7、教師簽字 日期 專(zhuān)業(yè)（系）主任簽字 日期 電子密碼鎖設(shè)計(jì)摘 要 隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型化的不斷發(fā)展 ，單片機(jī)已成為電子產(chǎn)品研制和開(kāi)發(fā)中首選的控制器。本文介紹了一種應(yīng)用 STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的防盜自動(dòng)報(bào)警電子密碼鎖系統(tǒng)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該系統(tǒng)具有軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 ，易于開(kāi)發(fā) ，成本較低 ，安全可靠，操作方便等特點(diǎn) ，可作為產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)，應(yīng)用于住宅、辦公室的保險(xiǎn)箱及檔案柜等需要防盜的場(chǎng)所 ，所以電子密碼鎖憑著比較強(qiáng)的實(shí)用性、鎖密匙量大，又要制造簡(jiǎn)單；既安全可靠，又成本低廉；既保密性強(qiáng)，又實(shí)用性廣，在密碼鎖的巨大市場(chǎng)上占有一席之地。本系統(tǒng)由STC89C52單片機(jī)、4*4矩陣鍵盤(pán)、蜂鳴器、復(fù)位電路和

8、晶振電路、繼電器等組成。4*4鍵盤(pán)主要用于密碼的輸入和修改，蜂鳴器報(bào)警，復(fù)位電路和晶振電路與STC89C52單片機(jī)組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。它具有設(shè)置、修改6位用戶(hù)密碼、輸錯(cuò)報(bào)警、密碼錯(cuò)誤報(bào)警等功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。關(guān)鍵詞： 密碼鎖，蜂鳴器，報(bào)警，STC89C52ELECTRONIC COMBINATION LOCK DESIGNABSTRACTAs electronic products to intelligence and the continuous development of miniaturization, SCM has become the research and de

9、velopment of electronic product first controller. This paper introduces a kind of application of STC89C52 SCM design anti-theft alarm system, automatic electronic locks. Through the experiment validate the system hardware and software design is simple and easy to develop, low cost, convenient operat

10、ion, safe and reliable, etc. Can be used as product development and application in residential, office of safe and security needs of the cabinet etc, so electronic locks with stronger practicability, lock the key, and make simple, Both safe and reliable, and low cost, Both secrecy, and practicabilit

11、y, the huge market in locks.This system by the STC89C52 single-chip microcomputer, the 4 * 4 matrix keyboard, buzzer, reset circuit and vibration circuit, relay and so on, 4 * 4 keyboard is mainly used for input and modify the password, the buzzer alarm, and resonance circuit and reset circuit STC89

12、C52 singlechip microcontroller minimum system. It has six Settings, modify user password, mistyped alarm, password error alarm, etc. This system is low cost, function and practical.KEY WORDS : Combination lock, Buzzer, Call the police, STC89C52目 錄摘 要IABSTRACTII第一章 緒 論11.1 密碼鎖簡(jiǎn)介11.2 課題背景11.3 課題的目的和意義

13、21.4 電子密碼鎖發(fā)展趨勢(shì)21.5 本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)31.6 本設(shè)計(jì)完成的工作41.7 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介4第二章 總體方案52.1 硬件選擇62.1.1 電源模塊62.1.2 主控制器模塊62.1.3 存儲(chǔ)器模塊62.2 軟件部分7第三章 硬件系統(tǒng)構(gòu)成及實(shí)現(xiàn)83.1 主要元器件83.1.1 主控芯片STC89C5283.1.2 存儲(chǔ)芯片AT24C02123.1.3 LCD1602顯示器133.1.4 晶體振蕩器153.2 硬件電路163.2.1 電源輸入電路163.2.2 鍵盤(pán)電路173.2.3 存儲(chǔ)芯片電路173.2.4 液晶顯示電路183.2.5 報(bào)警電路193.2.6 復(fù)位電路203.

14、2.7 晶振電路203.2.8 開(kāi)鎖電路21第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案214.1 主程序流程圖224.2 按鍵功能流程圖234.3 密碼設(shè)置流程圖244.4 開(kāi)鎖軟件流程圖25第五章 系統(tǒng)安裝、調(diào)試、仿真與實(shí)現(xiàn)265.1 系統(tǒng)安裝265.2 硬件調(diào)試265.3 軟件調(diào)試275.3.1 KEIL軟件介紹275.3.2 調(diào)試275.4 系統(tǒng)仿真285.4.1 Proteus軟件簡(jiǎn)介285.4.2 軟件操作簡(jiǎn)介285.4.3 仿真28第六章 總結(jié)與展望29參考文獻(xiàn)30致 謝32附 錄33附錄1 元器件清單33附錄2 整機(jī)電路仿真圖34附錄3 源程序34外文文獻(xiàn)41中文翻譯52第一章 緒 論1.1 密碼

15、鎖簡(jiǎn)介 安全問(wèn)題是現(xiàn)代社會(huì)各界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)之一。在現(xiàn)實(shí)生活中，很多場(chǎng)合都用到了電子密碼鎖，比如說(shuō)門(mén)禁系統(tǒng)，銀行賬戶(hù)管理，保險(xiǎn)箱等等地方都要用到電子密碼鎖，而且對(duì)其要求也很高。所以高安全性能密碼鎖的研究就成了一個(gè)必需的話(huà)題。近幾年各種安全產(chǎn)品（如指紋識(shí)別、卡辨識(shí)、紅外防盜等）已相繼問(wèn)世，但這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定指紋或有效卡。只能適用于保密要求高或供個(gè)人使用的保險(xiǎn)箱保險(xiǎn)柜等，雖然這些產(chǎn)品安全性高，但其生產(chǎn)成本高，攜帶、安裝及使用不方便，這在一定程度上限制了這類(lèi)產(chǎn)品的普及和推廣。隨著單片機(jī)的迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，如消費(fèi)電子、家用電器、辦公設(shè)備、商業(yè)營(yíng)銷(xiāo)設(shè)備、工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)、

16、智能測(cè)量?jī)x表以及汽車(chē)與航空航天電子系統(tǒng)中都廣泛采用了單片機(jī)。51系列單片機(jī)由于具有可靠性好，以及擴(kuò)展控制功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種8位單片機(jī)之一。隨著單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，可以看出其的優(yōu)越性和可靠性，所以將其應(yīng)用到保密和安全方面是必然的，也是相當(dāng)可靠，相當(dāng)有意義的，基于單片機(jī)的電子密碼鎖的研究在保護(hù)財(cái)產(chǎn)和人身安全方面可以給人們帶來(lái)更多更好的選擇。本文介紹的是一種由單片機(jī)編程控制實(shí)現(xiàn)的多功能密碼鎖，這種電路設(shè)計(jì)具有密碼輸入有效提示、錯(cuò)誤指示、控制開(kāi)鎖電平、控制報(bào)警電路、密碼修改等功能?？稍谝馔庑姑艿那闆r下及時(shí)修改密碼，密碼可以是1-9位按鍵隨意組合，其保密性強(qiáng)、靈活性高、特

17、別適用于家庭、辦公室、學(xué)生宿舍及賓館等場(chǎng)所，具有社會(huì)推廣價(jià)值。1.2 課題背景在日常的生活和工作中,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(mǎn)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)。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，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、閉鎖等任務(wù)。它的種類(lèi)很多，有簡(jiǎn)易的電路

18、產(chǎn)品，也有基于芯片的性?xún)r(jià)比較高的產(chǎn)品。現(xiàn)在應(yīng)用較廣的數(shù)字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。其主要優(yōu)點(diǎn)有：(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(hù)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)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警。(4)操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)。1.3 課題的目的和意義 隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)性能不斷完善，性能價(jià)格比顯著提高，技術(shù)日趨完善。由于單片機(jī)具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜、功耗低、控制功能強(qiáng)及運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，因而在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、

19、軍事及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)及附加器件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制算法，來(lái)完成某一實(shí)際功能，檢驗(yàn)并提高同學(xué)對(duì)整體電路設(shè)計(jì)和把握能力，了解單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，以及電路板的實(shí)際制作和調(diào)試能力。同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)數(shù)字電路、單片機(jī)和微機(jī)原理等課程知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力，也為同類(lèi)產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代后，隨著電子鎖專(zhuān)用集成電路的出現(xiàn)，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(chǎng)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(duì)它的研究一直沒(méi)有明顯進(jìn)展。目前，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，電子密碼鎖技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，種類(lèi)齊全，電子密碼鎖已被

20、廣泛應(yīng)用于智能門(mén)禁系統(tǒng)中，通過(guò)多種更加安全，更加可靠的技術(shù)實(shí)現(xiàn)大門(mén)的管理。在我國(guó)電子鎖整體水平尚處于國(guó)際上70年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場(chǎng)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(jìn)國(guó)際先進(jìn)水平，現(xiàn)國(guó)內(nèi)有幾個(gè)廠(chǎng)生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。但國(guó)內(nèi)自行研制開(kāi)發(fā)的電子鎖，其市場(chǎng)結(jié)構(gòu)尚未形成，應(yīng)用還不廣泛。國(guó)內(nèi)的不少企業(yè)也引進(jìn)了世界上先進(jìn)的技術(shù)，發(fā)展前景非?？捎^(guān)。希望通過(guò)不斷的努力，使電子密碼鎖在我國(guó)也能得到廣泛的應(yīng)用。1.4 電子密碼鎖發(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(pán)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(chē)。鍵盤(pán)式電子密碼在

21、鍵盤(pán)上輸入，與打電話(huà)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)單了就容易被他人在鍵盤(pán)上試探出來(lái)，或者可能被旁觀(guān)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(pán)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(guān)者窺測(cè)；

22、獨(dú)出心裁的“鍵盤(pán)亂序顯示”技術(shù)使得鍵盤(pán)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(guān)者看見(jiàn)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(pán)，不再接受輸入操作?？傊M管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤(pán)式電子密碼防盜鎖仍然“老樹(shù)發(fā)新芽”，不僅在市場(chǎng)上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其他類(lèi)型電子防盜鎖的輔助輸入

23、手段。電子防盜鎖廣泛應(yīng)用于金融業(yè)，其根本的作用是“授權(quán)”，即被“授權(quán)”的人才可以存取錢(qián)、物。廣義上講，金融業(yè)的“授權(quán)”主要包括以下三種層次的內(nèi)容：1、 授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險(xiǎn)箱和保險(xiǎn)柜；2、 授予出入權(quán)，如出入金庫(kù)、運(yùn)鈔車(chē)和保管室；3、 授予流通權(quán)，如自動(dòng)存取款。 目前，金融行業(yè)電子防盜鎖的應(yīng)用主要集中在前兩個(gè)層面上。當(dāng)然，以上所說(shuō)的授權(quán)技術(shù)再高超，都必須由精良的“鎖具”擔(dān)當(dāng)承載結(jié)構(gòu)部件，實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟、閉鎖的功能，而且承擔(dān)實(shí)體防護(hù)作用，抵抗住或盡量延遲破壞行為，讓電子防盜鎖“軟、硬不吃”。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件（如伸縮的鎖舌或鎖栓、鎖扣盒鎖扣板以及依靠電磁力直接閉

24、鎖的電磁部件等）的強(qiáng)度（應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，能夠承受一定數(shù)值、一定方向的靜壓力和沖擊力以及力矩）、鎖止型式（能承受某些方式和工具的作用）、配合間隙（防止采用機(jī)械的、電子的方法探入鎖具內(nèi)部而被開(kāi)啟）和布局（將薄弱的、與鎖的開(kāi)啟直接相關(guān)的零部件和電路置于殼體保護(hù)之下，并且不易被識(shí)別出來(lái)）。提高電子防盜鎖之防護(hù)能力的必然途徑是報(bào)警，在金融業(yè)的許多場(chǎng)所有人值守、有電視監(jiān)控，具有報(bào)警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩種作用。報(bào)警的前提是具備探測(cè)功能，根據(jù)電子防盜鎖的使用場(chǎng)所和防護(hù)要求，可選擇多種多樣的探測(cè)手段。在中國(guó)的城市金融業(yè)中，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)報(bào)警已經(jīng)成為對(duì)各金融網(wǎng)點(diǎn)的基本要求。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，

25、金融業(yè)實(shí)行安全防范風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)很有必要，即依據(jù)使用的防盜報(bào)警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評(píng)估被防護(hù)物或區(qū)域的防護(hù)能力，得出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，其中，電子防盜鎖的性能至關(guān)重要。1.5 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(hù)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。密碼可以有用戶(hù)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就的密碼，在輸入新密碼的時(shí)候要二次確認(rèn)，以防止誤操作。1.6 本設(shè)計(jì)完成的工作(1)熟悉51單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，運(yùn)用C語(yǔ)言編寫(xiě)工程文件；(2

26、)熟練應(yīng)用所選用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、資源，以及軟硬件調(diào)試設(shè)備的基本方法；(3)自行構(gòu)建基于單片機(jī)的最小系統(tǒng)，完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；(4)密碼鎖的原理和實(shí)現(xiàn)方法。1.7 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 采用以單片機(jī)為核心的控制方案 由于單片機(jī)種類(lèi)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?xún)r(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、單片機(jī)內(nèi)有無(wú)時(shí)鐘振蕩器、

27、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(pán)用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接24C02芯片用于密碼的存儲(chǔ)，外接LCD1602顯示器用于顯示作用。當(dāng)用戶(hù)需要開(kāi)鎖時(shí)，先按鍵盤(pán)開(kāi)鎖鍵之后按鍵盤(pán)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(hù)需要修改密碼時(shí)，先按下鍵盤(pán)

28、設(shè)置鍵后輸入原來(lái)的密碼，只有當(dāng)輸入的原密碼正確后才能設(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。本設(shè)計(jì)是基于STC89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖功能，具有修改密碼和防多次試探功能，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，調(diào)節(jié)各個(gè)部件正常工作，同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其軟、硬件進(jìn)行改良、改進(jìn)，并提出系統(tǒng)總體方案。首先，細(xì)致分析單片機(jī)電子密碼鎖的各模塊工作原理及相關(guān)技術(shù)。其次，掌握并將程序燒錄進(jìn)單片機(jī)STC89C52內(nèi)，控制各器件的協(xié)調(diào)工作，以便能實(shí)現(xiàn)I2C傳輸數(shù)據(jù)的功能及顯示功能。第二章 總體方案 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識(shí)別、驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器并檢測(cè)其驅(qū)動(dòng)

29、電流值、接收蜂鳴器送來(lái)的報(bào)警信號(hào)、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的六位密碼進(jìn)行比較，六位密碼的可以有100萬(wàn)組密碼供主人隨意變換，保密性極高，可選密碼組是連續(xù)排列的，如果密碼正確，則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開(kāi)鎖；如果密碼輸入不正確，則單片機(jī)通過(guò)通信線(xiàn)路向智能報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。密碼鎖主要由矩陣鍵盤(pán)、單片機(jī)、外部硬件等部分組成。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)。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(xiàn)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(xiàn)圈，單片機(jī)將每次開(kāi)鎖操作和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給單片機(jī)的芯片

30、處理，同時(shí)將接收來(lái)自無(wú)限循環(huán)的密碼識(shí)別程序的報(bào)警信息也發(fā)送給智能報(bào)警器，從而使整個(gè)密碼鎖正常運(yùn)行。顯示電路單片機(jī)電源輸入電路晶振電路復(fù)位電路鍵盤(pán)接口電路報(bào)警電路開(kāi)鎖電路圖1 系統(tǒng)總體方框圖 如圖1所示，電源輸入電路為單片機(jī)提供直流電。晶振電路的主要作用是提供基準(zhǔn)頻率，在電路產(chǎn)生震蕩電流,發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)。復(fù)位電路是使單片機(jī)的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。鍵盤(pán)接口電路實(shí)現(xiàn)按鍵輸入密碼。開(kāi)鎖電路是當(dāng)用戶(hù)輸入的密碼正確時(shí)，單片機(jī)便輸出開(kāi)門(mén)信號(hào)，送到開(kāi)鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，達(dá)到開(kāi)門(mén)的目的。報(bào)警電路是密碼

31、輸入錯(cuò)誤時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲響報(bào)警。2.1 硬件選擇2.1.1 電源模塊 本設(shè)計(jì)擬采用3節(jié)1.5 V干電池共4.5V做電源。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓穩(wěn)定能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，而且電池更換方便。2.1.2 主控制器模塊本設(shè)計(jì)中擬采用STC89C52單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，用其控制密碼鎖控制，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于密碼鎖的控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來(lái)它的優(yōu)勢(shì)控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。這樣一來(lái)，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。STC89C52單片機(jī)具有功能強(qiáng)大的位操作指令，I/O口均可按位

32、尋址，程序空間多達(dá)8K，對(duì)于本設(shè)計(jì)也綽綽有余，更可貴的是STC89C52單片機(jī)價(jià)格非常低廉。2.1.3 存儲(chǔ)器模塊 本設(shè)計(jì)中擬采用AT24C02作為系統(tǒng)存儲(chǔ)器。AT24C02是美國(guó)Atmel公司的低功耗CMOS型E2PROM，內(nèi)含256*8位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬(2.5V5.5V)，擦寫(xiě)次數(shù)多(大于10000次)，寫(xiě)入速度快(小于10ms)，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)不易丟失，體積小等特點(diǎn)。并且它是采用I2C總線(xiàn)式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的串行操作，只占用很少的資源和I/O線(xiàn)。AT24C02有一個(gè)16字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器，該器件通過(guò)I2C總線(xiàn)接口進(jìn)行操作，還有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。本設(shè)計(jì)當(dāng)中使用此存儲(chǔ)器正好適合，而

33、且其市場(chǎng)價(jià)格低廉，市場(chǎng)上極易買(mǎi)得到。整個(gè)過(guò)程需要尋找大量的相關(guān)資料，和學(xué)習(xí)相關(guān)的軟件并運(yùn)用到實(shí)踐，還有焊接電路版，要有很好的動(dòng)手意識(shí)和知識(shí)的積累，也是考驗(yàn)這將近四年來(lái)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的一次總結(jié)和匯集。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，完成了系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論解決，最后經(jīng)運(yùn)行調(diào)試實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)電子密碼鎖的功能。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，親身體會(huì)到一個(gè)系統(tǒng)的制作過(guò)程，也深刻的理會(huì)該系統(tǒng)各部件的運(yùn)行原理和實(shí)物調(diào)試，能夠很好地學(xué)習(xí)掌握和利用單片機(jī)STC89C52，且設(shè)計(jì)出該單片機(jī)電子密碼鎖，能夠模擬其工作過(guò)程，從而熟悉控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程和具體內(nèi)容，體會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，增強(qiáng)自身實(shí)踐應(yīng)用能力。

34、2.2 軟件部分本系統(tǒng)軟件部分由主程序、初始化程序、LCD顯示程序、鍵盤(pán)掃描程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM讀寫(xiě)程序和延時(shí)程序等組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中先繪制系統(tǒng)流程圖，并且學(xué)習(xí)使用KEIL軟件系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)密碼鎖整體運(yùn)行環(huán)境的充分認(rèn)識(shí)，繪制主程序和子程序流程圖，利用Keil軟件，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程。C語(yǔ)言主程序詳見(jiàn)附錄，主程序流程圖及其各子程序流程圖在第四章中有介紹。第三章 硬件系統(tǒng)構(gòu)成及實(shí)現(xiàn)3.1 主要元器件 該電子密碼鎖采用4*4鍵盤(pán)作為輸入信號(hào)，輸入到作為主機(jī)STC89C52單片機(jī)，通過(guò)軟件編程的程序，做出判斷，結(jié)果再經(jīng)1602LCD液晶顯示器作為輸出顯示。晶振電路提供單片機(jī)運(yùn)行脈沖

35、。其中用到的主要元器件有主控芯片STC89C52、存儲(chǔ)芯片AT24C02SC、LCD1602顯示器、晶體振蕩器等。3.1.1 主控芯片STC89C52STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52單片機(jī)有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線(xiàn)

36、，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52主要特性：STC89C52RC單片機(jī):8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；內(nèi)帶4K字節(jié)EEPRO

37、M存儲(chǔ)空間;可直接使用串口下載；AT89S52單片機(jī):8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；沒(méi)有內(nèi)帶EEPROM存儲(chǔ)空間。STC89C52芯片引腳結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3.1.1 STC89C52引腳結(jié)構(gòu)STC89C52器件參數(shù)：1. 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2 2. 工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V 單片機(jī)）3.工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051 的080MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz4. 用戶(hù)應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)5. 片上集成512 字節(jié)RAM6. 通

38、用I/O 口（32 個(gè)），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線(xiàn)擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú) 需專(zhuān)用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶(hù)程 序，數(shù)秒即可完成一片8. 具有EEPROM 功能9. 共3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T210.外部中斷4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒11. 通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟

39、件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART12. 工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）13. PDIP封裝 STC89C52RC引腳功能說(shuō)明：1、主電源引腳VSS和VSS STC89C52芯片引腳圖 VSS（40腳）接+5V電壓； VSS（20腳）接地。2、外接晶體引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)接地；對(duì)SHMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。XTAL2（18腳）接外晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HM

40、OS單片機(jī)，該引腳接外部振蕩器的信號(hào)，即把外部振蕩器的信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端；對(duì)XHMOS，此引腳應(yīng)懸浮。3、 控制或與其它電源復(fù)用引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP RST/VPD（9腳）當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。推薦在此引腳與VSS引腳之間連接一個(gè)約8.2k的下拉電阻，與VSS引腳之間連接一個(gè)約10F的電容，以保證可靠地復(fù)位。VSS掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng)VSS主電源下掉到低于規(guī)定的電平，而VPD在其規(guī)定的電壓范圍（50.5V）內(nèi)，VPD就向內(nèi)部RAM提供備用電源。ALE/P

41、ROG（30腳）：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存貯器時(shí)，ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)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)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是，每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。ALE端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）8個(gè)LS型的TTL輸入電路。對(duì)于EPROM單片機(jī)（如8751），在EPROM編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（PROG）。PSEN（29腳）：此腳的輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在此期間，每當(dāng)訪(fǎng)

42、問(wèn)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)。PSEN同樣可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出）8個(gè)LS型的TTL輸入。EA/VPP（引腳）：當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在PS（程序計(jì)數(shù)器）值超過(guò)0FFFH（對(duì)851/8751/80S51）或1FFFH（對(duì)8052）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則只訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于常用的8031來(lái)說(shuō)，無(wú)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，所以EA腳須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于EPROM型的單片機(jī)（如8751），在EPROM編程期間，此引腳也用于施加21V的編程電源（VPP）。4、控制或與其它

43、電源復(fù)用引腳RST/Vpd，ALE/PROG，PSEN和EA/Vpp。RST/Vpd當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)。在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器同期的高電平（由低到高跳變），將使單片機(jī)復(fù)位。在VSS掉電期間，此引腳可接上備用電源，由Vpd向內(nèi)部RAM提供備用電源，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。ALE/PROG正常操作時(shí)為ALE功能（允許地址錢(qián)存），提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器。ALE引腳以不變的頻率（振蕩周期的1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。但要注意，每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。ALE端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）八個(gè)LSTTL電路。對(duì)于EPROM型

44、單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（PROG功能）。PSEN外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）期間；PSEN在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。PSEN同樣可以驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL輸入。EAVppEA為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器選擇端。當(dāng)EA為高電平時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（PS值小于4K）。當(dāng)EA為低電平時(shí)，則訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳上加21VEPROM編程電源（Vpp）。5、輸入/輸出（I/O）引腳P0、P1、P2、P3（共32根）P0口（39腳至32腳）：是雙向8位三態(tài)I/O口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線(xiàn)

45、的低8位及數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型的TTL負(fù)載。P1口（1腳至8腳）：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。由于這種接口輸出沒(méi)有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。對(duì)8052、8032，P1.0引腳的第二功能為T(mén)2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的外部輸入，P1.1引腳的第二功能為T(mén)2EX捕捉、重裝觸發(fā)，即T2外部控制端。對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低8位地址。P2口（21腳至28腳）：是準(zhǔn)雙向8位I/O口。在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它可以作為擴(kuò)展電路高8位地址總線(xiàn)送出高8位地址。在對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高8位地址。P2

46、可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。P3口（10腳至17腳）：是準(zhǔn)雙向8位I/O口，在MSS-51中，這8個(gè)引腳還用于專(zhuān)門(mén)功能，是復(fù)用雙功能口。P3能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)LS型的TTL負(fù)載。作為第一功能使用時(shí)，就作為普通I/O口用，功能和操作方法與P1口相同。作為第二功能使用時(shí)，各引腳的定義如表所示。值得強(qiáng)調(diào)的是，P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。如表3.1。表3.1P3口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1

47、（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）3.1.2 存儲(chǔ)芯片AT24C02 AT24C02是美國(guó)Atmel公司的低功耗CMOS型EPROM，內(nèi)含2568位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬(2.55.5 V)、擦寫(xiě)次數(shù)多(大于10000次)、寫(xiě)入速度快(小于10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。而且他是采用了IC總線(xiàn)式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的串行器件，占用很少的資源和I/O線(xiàn)，并且支持在線(xiàn)編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便。AT24C02中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫(xiě)入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加1，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫(xiě)。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的

48、寫(xiě)入時(shí)間，一次操作可寫(xiě)入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。I2C總線(xiàn)是一種用于IC器件之間連接的二線(xiàn)制總線(xiàn)。他通過(guò)SDA(串行數(shù)據(jù)線(xiàn))及SCL(串行時(shí)鐘線(xiàn))兩根線(xiàn)在連到總線(xiàn)上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。 AT24C02正是運(yùn)用了IC規(guī)程，使用主/從機(jī)雙向通信，主機(jī)(通常為單片機(jī))和從機(jī)(AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機(jī)產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào)(通過(guò)SCL引腳)并發(fā)出控制字，控制總線(xiàn)的傳送方向，并產(chǎn)生開(kāi)始和停止的條件。無(wú)論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個(gè)字節(jié)后必須發(fā)出一個(gè)確認(rèn)信號(hào)ACK。AT24C02的控制字由8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開(kāi)始信號(hào)發(fā)出以后，主機(jī)便會(huì)發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線(xiàn)傳

49、送的方向。如圖3.1.2為AT24C02的芯片引腳圖。圖3.1.2 AT24C02的芯片引腳圖特點(diǎn)：低壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓運(yùn)行模式 2.7 (VCC = 2.7V to 5.5V) 1.8 (VCC = 1.8V to 5.5V)內(nèi)建128x8存儲(chǔ)序列，2線(xiàn)制串行接口，雙向數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，100kHz(1.8V,2.5V,2.7V) 和400kHz(5V)兼容，寫(xiě)同步時(shí)鐘(最大10ms)，高可靠性，極限：1M寫(xiě)時(shí)鐘周期，數(shù)據(jù)保存:100年，不斷推進(jìn)的芯片等級(jí)擴(kuò)大了設(shè)備的可用溫度范圍。AT24C02提供電可擦除的串行1024位存儲(chǔ)或可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)128字(8位/字)。芯片在低壓的工業(yè)與商

50、業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行了最優(yōu)化。設(shè)備操作：CLOCK 和DATA變化：SDA管腳通常外部要拉高。SDA管腳上的數(shù)據(jù)只能在SCL低期間改變。數(shù)據(jù)在SCL高期間改變定義為一個(gè)開(kāi)始或停止信號(hào)。開(kāi)始狀態(tài)：在任何操作之前必須有一個(gè)開(kāi)始信號(hào)-在SCL為高時(shí)SDA上產(chǎn)生一個(gè)下降沿。停止?fàn)顟B(tài)： SCL為高時(shí)SDA產(chǎn)生一個(gè)上升沿是停止信號(hào)，停止信號(hào)后將停止所有通信。 在一個(gè)讀的序列之后，停止信號(hào)將讓EEPROM進(jìn)入備用電源模式。3.1.3 LCD1602顯示器液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過(guò)器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專(zhuān)用符號(hào)和圖形。1602型LCD顯示模塊具有體

51、積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。1602型LCD可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)D0-D7和RS,R/W,EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能。外型尺寸圖：圖3.1.3 1602LCD液晶顯示模塊外型圖物理特性：表3.2 液晶顯示模塊物理特性外型尺寸803614單位可視范圍64.6（W）16.0（H）mm顯示容量16字符二行點(diǎn)尺寸0.550.75mm點(diǎn)間距0.08mm接口信號(hào)說(shuō)明：1602型LCD的接口信號(hào)說(shuō)明如表3.3所示。表3.3 LCD1602接口信號(hào)說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯

52、示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫(xiě)選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極1602型LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm顯示特性：?jiǎn)?V電源電壓，低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性?xún)?nèi)置192種字符（160個(gè)57點(diǎn)陣字符和32個(gè)510點(diǎn)陣字符）具有64個(gè)字節(jié)的子定義字符RAM,可自定義8個(gè)58 點(diǎn)陣字符或四個(gè)511點(diǎn)陣顯示方式：STN、半透、正顯驅(qū)動(dòng)方式：1/16DUTY,1/5BIAS視

53、角方向：6點(diǎn)背光方式：底部LED通訊方式：4位或8位并口的通訊方式標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配MC51和M6800系列MPU的操作時(shí)序1602型LCD基本操作程序如下表所示：表3.4 LCD1602基本操作程序讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0D7=狀態(tài)字寫(xiě)指令輸入RS=L，R/W=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖輸出無(wú)讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0D7=數(shù)據(jù)寫(xiě)數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無(wú)模塊顯示特性詳解： 本模塊適宜與4位或者8位MPU接口，接口由使能信號(hào)E控制；標(biāo)志位BF為模塊內(nèi)部工作狀態(tài)標(biāo)志，MPU訪(fǎng)問(wèn)模塊時(shí)，首先應(yīng)判斷狀態(tài)標(biāo)志位EF

54、；在電源Vdd5V情況下，模塊與MPR通訊速度可以達(dá)到2MHz; 本模塊提供5X8點(diǎn)陣、帶光標(biāo)顯示的字符結(jié)構(gòu)的顯示模式，用戶(hù)通過(guò)指令設(shè)置可以方便地進(jìn)行選擇； 本模塊提供了顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)DDRAM、字符發(fā)生器CGROM和字符發(fā)生器CGRAM;用戶(hù)可以使用CGRAM來(lái)存儲(chǔ)自己定義的最多8個(gè)5X8點(diǎn)陣的圖形字符的字模數(shù)據(jù)； 本模塊字符在LCD顯示屏上的顯示位置與該字符的字符代碼在顯示緩沖區(qū)DDRAM內(nèi)的存儲(chǔ)地址一一對(duì)應(yīng)； 本模塊通過(guò)指令設(shè)置來(lái)選擇占空比（duty）周期，選擇參數(shù)如下： 單行5X8點(diǎn)陣字符帶光標(biāo)顯示：1/8；單行5X10點(diǎn)陣字符帶光標(biāo)顯示：1/11；單行5X8點(diǎn)陣字符帶光標(biāo)顯示：1/16。 本模塊提供了較豐富的指令設(shè)置： 清顯示；光標(biāo)回原點(diǎn)；顯示開(kāi)/關(guān)；光標(biāo)開(kāi)/關(guān)；顯示字符閃爍；光標(biāo)移位；顯示移位通過(guò)選擇相應(yīng)的指令設(shè)置，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)多種字符顯示樣式； 本模塊提供了內(nèi)部上電自動(dòng)復(fù)位電路，當(dāng)外加電源電壓超過(guò)4.5v時(shí)，自動(dòng)對(duì)模塊進(jìn)行初始化操作，將