電子密碼鎖綜合實驗論文

1、 攀枝花學院本科綜合實驗(論文)基于單片機實現(xiàn)電子密碼鎖的設(shè)計學生姓名： 學生學號： _ 院（系）： _ 年級專業(yè)： _ 指導教師： _ 二一四年五月攀枝花學院畢業(yè)論文 摘要摘 要本設(shè)計是基于51系列的單片機進行的電子密碼鎖設(shè)計，采用的是單片機作為數(shù)據(jù)處理主控芯片。 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關(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，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價比較高的產(chǎn)品。應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)的。電子密碼鎖的設(shè)計主要由四部分組成：矩陣鍵盤、以AT89C52芯片為核心的密碼鎖的數(shù)據(jù)處理及控制電路、掉電情況

2、下依然能保存密碼的EEPROM存儲器芯片，輸出七段顯示電路。另外系統(tǒng)還有LED提示燈，報警蜂鳴器，單片機復位電路等。電子密碼鎖設(shè)計的關(guān)鍵問題是實現(xiàn)密碼的輸入、清除、開鎖、更改等功能。同時該密碼具有設(shè)計方法合理，簡單易行，成本低，安全實用等特點，符合住宅、辦公室等場所的用鎖要求，具有推廣價值。關(guān)鍵詞 單片機，密碼鎖，4*4矩陣鍵盤，EEPROM存儲芯片，AT89C522攀枝花學院畢業(yè)論文 ABSTRACTABSTRACTThis design is based on 51 series single-chip electronic combination lock design, USES a

3、single chip microcomputer as the master control chip data processing. Electronic combination lock is a password or to control circuit, so as to control mechanical switches closed, lock, lock task of electronic products. It's a lot of more phyletic, has simple circuit products, also has a high co

4、st performance products based on the chip. Widely used electronic coded lock based on chip as the core, through the programming.Electronic combination lock design is mainly composed of four parts: the matrix keyboard combination lock, AT89C52 chip as the core of data processing and control circuit,

5、the electric block can still save password EEPROM memory chips, seven segment display circuit output. Additional system and LED lights, alarm buzzer, single-chip microcomputer reset circuit, etc.Electronic combination lock design is the key problem of password input, clear, lock, changes, etc. At th

6、e same time, the password is design method is reasonable, simple, low cost, safe and practical characteristics, conform to the requirements of the residential, office and other places with locks, has promotion value.Key words Microcontroller, trick lock, the 4 * 4 matrix keyboard, EEPROM memory chip

7、s, AT89C52攀枝花學院畢業(yè)論文 目錄目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論11.1 本課題研究的背景及意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平21.3 本課題的發(fā)展趨勢21.4 本課題的研究內(nèi)容21.5 本題目所要實現(xiàn)的設(shè)計任務(wù)31.5.1 本設(shè)計實現(xiàn)的技術(shù)指標31.5.2 本設(shè)計的創(chuàng)新點32 方案分析與選擇42.1 設(shè)計方案42.2方案論證53 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)63.1 電路設(shè)計框圖63.2 主要芯片介紹63.2.1AT89C52單片機簡介63.2.2存儲芯片AT24C02113.2.3 LM032L顯示器123.3 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計133.4 鍵盤輸入模塊133.5 密碼存儲模

8、塊143.6 晶振部分143.7 顯示模塊153.8 警報部分164 系統(tǒng)的軟件設(shè)計174.1 軟件的設(shè)計架構(gòu)174.2 系統(tǒng)仿真電路圖174.3 顯示模塊仿真電路圖184.3.1 開鎖顯示仿真184.3.2 修改密碼顯示仿真194.4 程序代碼205 結(jié)束語21參考文獻22附錄A：系統(tǒng)電路圖23附錄B：系統(tǒng)程序24致 謝43緒論1 緒論1.1 本課題研究的背景及意義隨著社會物質(zhì)財富的日益增長和人們生活水平的提高，安全防盜已成為現(xiàn)代居民最關(guān)心的社會問題之一。而鎖自古以來就是把守門戶的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖著長期以來研制的主題。 目前，最

9、常用的鎖是20世紀50年代意大利人設(shè)計的機械鎖，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價格便宜。但在使用中暴露了很多缺點：一是機械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的不同齒形與鎖芯的配合來工作的。據(jù)統(tǒng)計，每4000把鎖中就有兩把鎖的鑰匙齒牙相同或類似，故安全性低。根據(jù)國外的統(tǒng)計資料，裝有電子防盜裝置的商業(yè)區(qū)或居民區(qū)盜竊犯罪率平均下降30%左右。二是鑰匙一旦丟失，無論誰撿到都可以將鎖打開。三是機械鎖的材料大多為黃銅，質(zhì)地較軟，容易損壞。四是機械鎖鑰匙易于復制，不適于諸如賓館等公共場合使用。    出于安全，方便等方面的需要，許多智能鎖（如指紋辨別，IC卡識別）已相繼問世，但這類產(chǎn)品的

10、特點是針對特定指紋或有效卡，只能使用于保密要求高且僅供個人使用的箱，柜，房間。另外，卡片式的IC卡易丟失，加上其成本一般較高，在一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。  隨著人們生活水平的提高，電子密碼防盜作為防盜衛(wèi)士的作用越來越重要。電子密碼鎖用密碼代替鑰匙，不但省去了佩戴鑰匙的煩惱，也從根本上解決了普通門鎖保密性差的缺點。如果采用4位密碼，則密碼組合可達到10000，每增加1位，密碼組合就增加10倍，同時可設(shè)多組密碼，其中一組是管理密碼，可以增加用戶密碼又清除所有用戶的密碼。筆者設(shè)計的電子密碼防盜鎖利用串行EEPROM存儲器，將設(shè)計的電子密碼存入EEPROM中，從而克服了舊式電子

11、密碼鎖電路斷電后所設(shè)置密碼丟失的缺點。另外，該鎖還具有報警等輔助功能，是典型的機電一體化產(chǎn)品。     在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械鎖，克服了機械式安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術(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，特別是單片機的問世，出現(xiàn)勒帶位處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入勒智能化管理，專家分析等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性，可靠性，應(yīng)用日益廣泛。鑒于目前的技術(shù)水平與市場的接收程度，電子密碼鎖是電子防盜產(chǎn)品的主流。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平電子

12、密碼鎖的種類繁多，例如數(shù)碼鎖、指紋鎖、磁卡鎖、IC卡鎖、生物鎖等，但比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(xiàn)，電子鎖體積縮小，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，而且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對它的研究一直沒有明顯的進展。目前，在西方發(fā)達國家，密碼鎖技術(shù)相對先進，種類齊全，電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全，更加可靠的技術(shù)實現(xiàn)大門的管理。在我國密碼鎖整體水平尚處在國際70年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場上仍以按鍵電子密碼鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進國際先進水平，現(xiàn)國內(nèi)有幾

13、個工廠供應(yīng)市場。但國內(nèi)自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場結(jié)構(gòu)尚未形成，應(yīng)用還不廣泛。國內(nèi)的不少企業(yè)也引進了世界上先進的技術(shù)，發(fā)展前景非?？捎^。希望通過不懈努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應(yīng)用。1.3 本課題的發(fā)展趨勢隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀錄。智能電子密碼鎖國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,當今智能電子密碼鎖發(fā)展已經(jīng)到了非常高的境界，由于電子元件特別是單片機應(yīng)用在這幾年得到空前發(fā)展，無論功能性，穩(wěn)定性都比較全面，在保密方面已做到人眼識別，指紋識別，人聲識別基本上電影上有的現(xiàn)實也有。在國外發(fā)展比較早，所以應(yīng)用也比較廣泛，主要在家庭裝較貴重地方，銀行，保險柜等應(yīng)用較多，在國內(nèi)這方面發(fā)展也較快，不管

14、自己開發(fā)或是引進都有，在重要地方應(yīng)用也較多，由于價錢比普通彈子鎖較貴，早幾年應(yīng)用較少，現(xiàn)在越來越普及到平?；磥淼陌l(fā)展也會越來越被大眾采用，由于它的功能、安全是彈子鎖無法相比的。發(fā)展前境是非常大的。1.4 本課題的研究內(nèi)容基于單片機的電子密碼鎖的總體選型，矩陣鍵盤控制，AT24C02掉電存儲，串口顯示電路，開鎖控制電路，報警控制電路，單片機密碼鎖軟件總體選型。電子密碼鎖的設(shè)計過程在硬件與軟件方面進行同步設(shè)計。硬件部分主要由AT89C52單片機，LCD液晶顯示屏，及矩陣鍵盤控制電路等組成，在單片機選擇上采用AT89C52單片機，ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機片內(nèi)含8K

15、byTES的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和256 byTES 。的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準MCS-51指令系統(tǒng)及8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU ）和FLASH由存儲單元，功能強大AT89C52單片適用于許多較為復雜控制應(yīng)用場合。顯示電路則采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強大,可顯示大量文字,圖形,顯示多樣,清晰可見。實時時鐘電路采用DS1302實時時鐘芯片，DS1302的使用壽命長，誤差小。對于數(shù)字電子密碼鎖采用直觀的數(shù)字顯示。軟件方面主要包括1602液晶顯示程序、延遲調(diào)整程序、矩

16、陣按鍵程序等。程序采用C語言編寫，以便跟簡單的實現(xiàn)調(diào)整時間。所有程序編寫完成后，在KEIL軟件中進行調(diào)試，確定沒有問題后，在proteus軟件中嵌入單片機內(nèi)進行仿真。1.5 本題目所要實現(xiàn)的設(shè)計任務(wù)1、設(shè)置初始密碼6位，密碼通過鍵盤輸入，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，鎖打開后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時需要二次確認，以防止誤操作；3、報警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入錯誤時顯示器會出現(xiàn)錯誤提示，并具有蜂鳴器報警聲。如密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤；4、能夠用LCD或者LED實時顯示；5、鎖可以用發(fā)光二極管或繼電器模擬；6、完成

17、硬件和軟件設(shè)計。1.5.1 本設(shè)計實現(xiàn)的技術(shù)指標顯示：電子密碼鎖不僅能顯示密碼，還能顯示輸入提示及錯誤提示密碼數(shù)據(jù)由LCD液晶顯示屏顯示1.5.2 本設(shè)計的創(chuàng)新點有備份電源,當發(fā)生停電或者電池電量耗盡等情況時，它通過內(nèi)置的紐扣電池給密碼鎖供電以保持正確的數(shù)據(jù)，但關(guān)閉其他部分的電源，這樣在來電或者更換電池之后用戶不必重新設(shè)定密碼。43 方案選擇與論證2 方案分析與選擇2.1 設(shè)計方案方案一: 圖2.1 方案一設(shè)計框圖此方案采用數(shù)字電路控制。方案二:圖2.2 方案二設(shè)計框圖此方案采用一種是用以AT89C52為核心的單片機控制方案。2.2方案論證 方案一，采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計簡單。用以7

18、4LS112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個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過40秒（一般情況下，用戶不會超過40秒，若用戶覺得不便，還可以修改）電路將報警80秒，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤5分鐘，防止他人的非法操作。 電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設(shè)置UPS電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。 密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執(zhí)行電路、報警

19、電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。方案二，采用一種是用以AT89C52為核心的單片機控制方案。利用單片機靈活的編程設(shè)計和豐富的IO端口，及其控制的準確性，不但能實現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加調(diào)電存儲、聲光提示甚至添加遙控控制功能。結(jié)論：由以上分析可知，單片機方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴展功能，而且還可以方便的對系統(tǒng)進行升級，所以采用后一種方案 。攀枝花學院本科綜合實驗論文3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)3.1 電路設(shè)計框圖本設(shè)計主要由單片機AT89C52、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進行各種功能的實現(xiàn)。由用戶通過連接

20、單片機的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機對用戶輸入的密碼進行對比，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吸合線圈即可。其系統(tǒng)原理框圖如圖3.1所示。圖3.1 系統(tǒng)原理框圖各模塊功能如下：1.鍵盤輸入模塊：分為密碼輸入按鍵與幾個功能按鍵，用于完成密碼鎖輸入功能。2.液晶顯示模塊：用于完成對系統(tǒng)狀態(tài)顯示及操作提示功能。3.密碼存儲模塊：用于完成掉電存儲功能，使修改的密碼斷電后仍能保存。4.開鎖電路：應(yīng)用繼電器及發(fā)光二極管模擬開鎖，完成開鎖及開鎖提示。5.報警電路：密碼輸入錯誤會發(fā)出蜂鳴聲。3.2

21、 主要芯片介紹3.2.1AT89C52單片機簡介AT89C52是51系列單片機的一個型號，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。 AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大的AT89C52單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。主要功能特性1） 兼容MCS51指令系統(tǒng) ·2） 8k可反復擦寫(>1000次）Flash ROM

22、3）32個雙向I/O口 4）256x8bit內(nèi)部RAM5）3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷 6）時鐘頻率0-24MHz 7）2個串行中斷 8） 可編程UART串行通道9） 2個外部中斷源 · 共6個中斷源10）2個讀寫中斷口線 · 3級加密位 11）低功耗空閑和掉電模式 ·12） 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 AT89C52各引腳功能及管腳電壓概述：AT89C52P為40 腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功

23、能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，P0 端口（3239 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SC

24、LS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能。其引腳圖如圖3.2所示： 圖3.2 AT89C52的引腳圖Vcc：供電電壓Vss：接地。P0 口：在不接外存儲器與不擴展I/O接口時，可作為準雙向輸入/輸出接口。在接有片外存儲器或擴展I/O接口時，分時復用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。P1 口：可作為準雙向輸入/輸出接口，對于52子系列，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數(shù)器2 的計數(shù)脈沖輸入端T2和外部控制端T2EX。P2 口：可作為準雙向輸入/輸出接口，在接有片外存儲器或擴展I/O

25、接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用于高8位地址總線。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，詳見表3.1。表3.1 P3口的第二功能引腳號 功能特性P3.0RXD (串行輸入口）P3.1 TXD (串行輸出口）P3.2 (外部中斷0請求輸入端）P3.3 (外部中斷1請求輸入端）P3.4 T0 (定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端）P3.5 T1 (定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端）P3.6 (片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端P3.7 (片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端）RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE/PR

26、OG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE 脈沖。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA 端必須保持低

27、電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。中斷系統(tǒng)（1）中斷源AT89C52是一個多中斷源單片機，有五個中斷源：外部中斷0、定時器0中斷、外部中斷1、定時器1中斷和串行接受或發(fā)送中斷。各中斷源的中斷處理程序入口地址如下表3.2所示。中斷源入口地址外部中斷00003H定時器000

28、0BH外部中斷10013H定時器1001BH串行口0023H表3.2 中斷向量表(2) 中斷控制中斷的開發(fā)或禁止是由中斷允許寄存器IE控制的。IE的格式如下：EAESET1EX1ET0EX0EA-中斷允許位。EA=1，開放總中斷，而各個中斷源的中斷請求允許還是禁止，分別由各自的中斷允許位確定；EA=0，禁止一切中斷。ES-串行口中斷允許位。ET1和ET0分別是定時器T1和T0的中斷允許位。EX1和EX0分別是外部中斷1（INT1）和外部中斷0（INT0）的中斷允許位。中斷源優(yōu)先級控制中斷優(yōu)先級寄存器IP。AT89C52單片機有高低兩個中斷優(yōu)先級，5個中斷源可由程序設(shè)置為高優(yōu)先級中斷，實現(xiàn)二級中

29、斷嵌套。一個正在執(zhí)行的低優(yōu)先級中斷源的中斷服務(wù)程序，能被高優(yōu)先級中斷源所中斷，但不能被同級別的另一個中斷源所中斷。AT89C52的5個中斷源的優(yōu)先級由中斷優(yōu)先級寄存器的IP的相應(yīng)位設(shè)定。IP的格式如許下：PSPT1PX1PT0PX0PS是串行口中斷優(yōu)先級控制位。PT1和PT0分別是定時器T1和T0的中斷優(yōu)先級控制位。PX1和PX0分別是外部中斷INT1和INT0的中斷優(yōu)先級控制位。中斷優(yōu)先級控制位的意義是：0設(shè)定為低優(yōu)先級中斷源；1設(shè)定為高優(yōu)先級中斷源。如果同優(yōu)先級的多個中斷請求同時出現(xiàn)時，則按照AT89C52單片機的CPU查詢次序確定哪個中斷請求被響應(yīng)，起查詢次序為：IE0、TF0、IE1、

30、TF1、R1或T1(3)定時系統(tǒng)在控制系統(tǒng)中，常常要求有一些實時時鐘以實現(xiàn)定時或延時控制，如定時中斷、定時檢測、定時掃描等，也往往要求有計數(shù)器能對外部事件計數(shù)。AT89C52單片機有兩個定時器，稱為定時器0（T0）和定時器1（T1）。 定時器結(jié)構(gòu)AT89C52單片機的定時器又計數(shù)器0、計數(shù)器1、方式控制寄存器和定時器控制寄存器組成。計數(shù)器0和計數(shù)器1分別由8位計數(shù)器TH0、TL0和TH1、TL1構(gòu)成。TH0、TL0、TH1、TL1是不能位尋址的特殊功能寄存器，通過對TH0、TL0、TH1、TL1的初始化編程來控制T0和T1的計數(shù)初值。AT89C52單片機的兩個計數(shù)器TH0、TL0和TH1、TL

31、1可以構(gòu)成16位的計數(shù)器、13位的計數(shù)器和8位的計數(shù)器。計數(shù)器是定時器T0和T1的核心，它可以對引線T0和T1來的外部事件計數(shù)；也可以對單片機的機器周期計數(shù)。一個機器周期等于12個振蕩脈沖周期，因此計數(shù)頻率為振蕩頻率的1/12。這樣，不但可以根據(jù)計數(shù)值計算出定時事件，也可以反過來安定時時間的要求來計算出計算器的預(yù)置值。計數(shù)器是加法計數(shù)器，所以預(yù)置的計數(shù)初值應(yīng)為計數(shù)值的補碼。定時器的工作方式AT89C52單片機的T0有方式0、方式1、方式2和方式3四種工作方式；T1有方式0、方式1和方式2三種工作方式。工作方式控制器TMOD:TMOD寄存器是不能尋址的特殊功能寄存器，用于控制T1和T0的工作方式

32、，各位的定于如下：GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0TMOD的高半字節(jié)和低半字節(jié)的定義相同，高半字節(jié)用于控制T1,低半字節(jié)用于控制T0，其中，GATE是門控位。GATE為1時，定時器的計數(shù)器受外部引線INT0或INT1的輸入電平的控制，輸入高電平計數(shù)，輸入低電平停止計數(shù)，這時可以用于測量在INTX引線出現(xiàn)的正脈沖寬度；GATE為0時，定時器的計數(shù)不受INT0或INT1的控制。C/T是定時器和計數(shù)器的選擇位。C/T為1，選擇計數(shù)器方式，計數(shù)器THi和TLi對Ti引線輸入的外部事件計數(shù)；C/T為0，選擇定時器方式，計數(shù)器THi和TLi對機器周期計數(shù)。M1和M0是定時器的工作方式選擇位。M

33、1和M0這2位有00-11四個狀態(tài)，分別選擇方式0（13位定時器）、方式1（16位定時器）、方式2（8位自動重裝定時器）和方式3（T0分成兩個8位的定時器）。3.2.2存儲芯片AT24C02AT24C02是美國atmel公司的低功耗CMOS型EEPROM,內(nèi)含256位存儲空間,具有工作電壓寬(2.55.5V)、擦寫次數(shù)多、寫入速度快、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點。而且它是采用了C總線式進行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和I/O線，并且支持在線編程，進行數(shù)據(jù)實時的存取十分方便，AT24C02中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加1，以實現(xiàn)對下一個存

34、儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。他通過SDA及SCL兩根線在連到總線上的器件之間傳遞信息，并根據(jù)地址識別每個器件。AT24C02正是運用了C規(guī)程，使用主/從機雙向通信，主機和從機均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機產(chǎn)生串行時鐘信號并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開始和停止的條件。無論是主機還是從機，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認信號ACK。AT24C02的控制字由8位二進制數(shù)構(gòu)成，在開始信號發(fā)出以后，主機便會發(fā)出控制字，以選擇從機并控制總線的傳送方向。仿真過程中用24C02C

35、代替芯片AT24C02。管腳如圖3.3所示。管腳描述：SCL為串行時鐘：串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘，這是輸入管腳。SDA為串行數(shù)據(jù)/地址：雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，是一個開漏輸出管腳可與其他開漏輸出或集成電極開路輸出進行線或。A0、A1、A2為器件地址輸入端：當使用24C02時最大可級聯(lián)8個器件，如果只有一個24C02被總線尋址，這三個地址輸入腳A0、A1、A2可以懸空或連接到VSS。WP為寫保護位：如果WP管腳連接到VCC，所有的內(nèi)容都被寫保護只能讀，當WP連接到VSS或懸空，允許器件進行正常讀/寫操作。圖3.3 AT24C02引腳圖3.2

36、.3 LM032L顯示器現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。LM032L型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。LM032L型LCD可以顯示2行20個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0D7和RS，RW，E三個控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對比度調(diào)節(jié)功能。接口信號說明：LM032L型LCD的接口信號說明如表3.3所示。表3.3 LM032L型LCD的接口信號說明基本操作程序：讀狀態(tài)：令RS=L，RW=L，E=H 輸出：D0D7=狀態(tài)字讀數(shù)據(jù)：令RS=H，RW=H，E=H 輸出：無寫指令：令RS=L，RW=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖 輸出D0D7=

37、數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：令RS=H，RW=L，D0D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無3.3 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計主控芯片AT89C52的XTAL2，XTAL1引腳外接上12MHz石英晶體以及30pF電容C2和C3，構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，在RST腳上外接按鍵與上電復位電路，在VCC引腳接上+5V電壓，EA腳上接高電平，VSS接地，就構(gòu)成了單片機最小系統(tǒng)，如圖3.4所示。接通+5V電源后，用示波器檢測XTAL2有無脈沖信號，在ALE/PROG上檢測到12/6MHz的脈沖，系統(tǒng)就可以進行工作。圖3.4 AT89C52最小單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.4 鍵盤輸入模塊由于本設(shè)計所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨立按鍵式鍵盤。所以采

38、用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行和列組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多I/O口。本設(shè)計中使用的這個44鍵盤不但能完成密碼的輸入還能做特別功能鍵使用。鍵盤的每個按鍵功能在程序設(shè)計中設(shè)置。鍵盤如圖3.5所示。圖3.5 鍵盤輸入模塊3.5 密碼存儲模塊如圖3.6所示。AT24C02的1、2、3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址，在AT89C52試驗開發(fā)板上它們都接地。AT24C02中帶有片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加1，以實現(xiàn)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。為降低總的寫入時間

39、，一次操作可寫入多達8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。圖3.6 密碼存儲電路3.6 晶振部分晶振電路如圖3.7所示。AT89C52引腳XXTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容C1、C2按圖示方式連接。晶振、電容C1/C2及片內(nèi)與非門構(gòu)成了電容三點式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及電容C1、C2的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在033MHz之間，電容C1、C2取值范圍在530pF之間。根據(jù)實際情況，本設(shè)計中采用12MHz作為系統(tǒng)的外部晶振，電容取值為20pF。其電路圖如圖3.7所示。圖3.7 晶振電路3.7 顯示模塊顯示部分由液晶顯示器LCDLM016L取代普通的數(shù)碼管完成。開鎖時，按下鍵盤上的開鎖按鍵后

40、，利用鍵盤上的數(shù)字鍵09輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個*，輸入多少位就顯示多少個*。當密碼輸入完成時，按下確認鍵，如果輸入的密碼正確的話，LCD顯示“password right”，單片機其中P3.3引腳會輸出高電平，使三極管Q3導通，LED燈D1亮，電磁鐵吸合，繼電器開關(guān)跳轉(zhuǎn)，電子密碼鎖被打開，如果密碼不正確，LED顯示屏會顯示“password wrong”，P3.3輸出的是低電平，電子密碼鎖不能打開。通過LCD顯示屏，可以清楚的判斷出密碼鎖所處的狀態(tài)。電路圖如圖3.8所示。圖3.8 顯示電路3.8 警報部分警報控制電路的功能是當輸入錯誤的密碼后，P2.3口輸出電平由低變高

41、，此時蜂鳴器將發(fā)出刺耳蜂鳴聲，做出報警提示，報警電路如圖3.9所示。圖3.9 警報電路圖4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1 軟件的設(shè)計架構(gòu)主程序設(shè)計流程圖如圖4.1所示。圖4.1 主程序流程圖4.2 系統(tǒng)仿真電路圖本次設(shè)計用keil-51單片機開發(fā)軟件編寫C語言程序代碼，生成用于燒錄至單片機的Hex文件，用單片機仿真軟件protcus7.8進行軟件仿真，仿真電路如圖4.2所示。圖4.2系統(tǒng)仿真圖4.3 顯示模塊仿真電路圖4.3.1 開鎖顯示仿真當從鍵盤輸入數(shù)字A時顯示開鎖提示，輸入六位密碼，當密碼與設(shè)置的密碼匹配時，開鎖電路中的LED D1亮，顯示器提示如圖4.3所示。 圖4.3 開鎖成功仿真圖輸入六位

42、密碼，當密碼與設(shè)置的密碼不相匹配時，顯示器顯示如圖4.4所示。圖4.4 開鎖失敗仿真圖4.3.2 修改密碼顯示仿真當從鍵盤輸入修改密碼時顯示修改密碼提示，輸入六位密碼，當輸入的密碼與原密碼不匹配時，顯示器顯示如圖4.5所示。圖4.5 輸入密碼與原密碼不匹配仿真顯示圖輸入六位密碼，當輸入的密碼與原密碼匹配時，顯示器提示如圖4.6所示。圖4.6 輸入密碼與原密碼匹配仿真顯示圖輸入新密碼，當兩次密碼相同時，顯示器提示如圖4.7所示。圖4.7 密碼修改成功顯示圖輸入新密碼，當兩次輸入新的密碼不相同時，顯示器提示如圖4.8所示。圖4.8 密碼修改失敗顯示圖4.4 程序代碼本次設(shè)計用keil-51單片機開

43、發(fā)軟件編寫C語言程序代碼，代碼見附錄。5 結(jié)束語第一次做綜合實驗，雖然花費了很多時間和精力，但是收獲頗多，也激起了我對這方面的興趣。從不知道綜合實驗論文怎樣寫，我開始了獨立的學習和實驗，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己的論文一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次改進的成功都會讓我興奮好長一段時間。在這段時間，我學會了很多，感受也很多。對于單片機的理論學習，我掌握不是很好，這次綜合實驗不但讓我對理論知識有了進一步的鞏固，也使我熟練地掌握了proteus和keilc兩個軟件的操作。與此同時，認識到理論與實踐相結(jié)合的重要性，自己在設(shè)計的過程中，總是會出現(xiàn)各種各

44、樣或大或小的錯誤，正是因為有另外的同學的指正才能盡量減少甚至避免出現(xiàn)不必要的錯誤，為設(shè)計大大節(jié)約了時間。在整個設(shè)計過程中，盡管很小心，但是仍然遇到了很多問題，不過最后都及時解決，這不僅練就了我的細心，更培養(yǎng)了我的耐心?？傊?，這次試驗設(shè)計算是成功的，充分發(fā)揮人的能動性和自主學習的能力，學到了很多以前沒有接觸過的東西，知道了做事情一定要認真努力，不半途而廢；學會從多個角度去思考問題、解決問題；明白了欲速則不達的道理。此次設(shè)計中學到了很多很多東西，使我的能力得到了全方位的提高，使得我的操作能力和專業(yè)技能都有了很大的提高，也為以后的畢業(yè)設(shè)計打下了基礎(chǔ)。附錄A：系統(tǒng)電路圖參考文獻1 丁元杰. 單片微機原

45、理及應(yīng)用. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.2 張軍. AVR單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實例.北京：中國電力出版社，2005.3 辛有順，胡永生，薛小玲. 單片機應(yīng)用設(shè)計與實現(xiàn). 福州：福建科學技術(shù)出版社，20054 求是科技. 單片機典型模塊設(shè)計實例導航.北京：人民郵電出版社，20045 許立梓，何小敏，陳瑋，高明琴. 微型計算機原理及應(yīng)用. 北京: 機械工業(yè)出版社, 20036 謝自美.電子線路設(shè)計·實驗·測試(第二版)M. 武漢: 華中科技大學出版社, 2000. 7 AT89C52 Datasheet,ATMEL,2004 8 DS1302 Datasheet,DALL

46、AS Semiconductor,20049周明德，陶龍芳，微機原理與應(yīng)用，中央廣播電視大學出版社，2007年8月第12次印刷。 10余錫存，曹國華，單片機原理及接口技術(shù)，西安電子科技大學出版社，2008年五月第14次印刷。 11王連英，章小印，數(shù)字電子技術(shù)，江西高校出版社，2008年5月第一版本第二次印刷。    12孫惠芹，電路設(shè)計PROTEL，天津大學出版社，2008年5月第一次印刷。  13譚浩強，C程序設(shè)計第三版，清華大學出版社，2008年5月第20次印刷。 14冷淑君，計算機操作與應(yīng)用，高等教

47、育出版社，2004年8月第一次印刷。15潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)實用教程（第二版）.北京：科學出版社，2006.16王迎旭，單片機原理及應(yīng)用，機械工業(yè)出版社，200117周航慈，單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)，北京航空航天大學出版社18 彭為，單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講M，北京：電子工業(yè)出版社，200619 潘永雄，新編單片機原理與應(yīng)用M，西安：西安電子科技大學出版社，200320 何立民，單片機應(yīng)用技術(shù)選編M，北京：北京航空大學出版社，1998附錄A：系統(tǒng)電路圖攀枝花學院本科綜合實驗論文附錄B：系統(tǒng)程序/*-主程序.c-*/#include <reg52.h>

48、;#include "delay_ms.h"#include "矩陣鍵盤.h"#include "i2c.h"#include "1602.h"#include "delay_ms.h"#include "mima.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define A 0x0a /輸入密碼#define B 0x0b /修改密碼#define D 0x0d /關(guān)鎖#define enter 0x0c /

49、確認#define backspace 0x0f /退格鍵sbit baojing = P23; /蜂鳴器接口sbit lock = P30;/鎖信號sbit set = P27;uchar idata mima_56 = 1,2,3,4,5,6; /初始密碼uchar flag_change; uchar aa;/存放密碼錯誤的次數(shù)，夠三次報警uchar bb;uchar flag_t0;void baoj1()/報警函數(shù)int i;for(i = 0;i < 5; i+)baojing = 1;delay_ms(5);baojing = 0;delay_ms(5);void baoj

50、()uchar i;for(i = 0; i < 10; i+)baoj1();/*密碼處理函數(shù)*/void mimachuli() uchar key,i;uchar idata mima_16=' ',' ',' ',' ',' ',' '/存放密碼緩沖區(qū)uchar idata mima_26=' ',' ',' ',' ',' ',' 'uchar idata mima_36=' &#

51、39;,' ',' ',' ',' ',' 'key = step_choose();if(key = A)/A被按下,接收輸入密碼，處理read_n_add(mima_1,0x00,6);write_com(0x06);/寫一個字符后地址指針加 1 write_com(0x01);/顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零write_com(0x0f);/顯示光標lcd_pos(0,0);write_n_char(" press password ");if(input_mima(mima_2) /處理輸入密碼

52、if(mimaduibi(mima_2,mima_1) /密碼正確lcd_pos(0,0);write_com(0x0c); write_com(0x06);/寫一個字符后地址指針加 1 write_com(0x01);/顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零write_n_char(" password right ");aa = 0; /清除密碼錯誤次數(shù)lock = 0; /開鎖baojing = 1; /響一下delay_ms(1000);baojing = 0;TR0 = 1;flag_t0 = 1;while(key != D && flag_t0) /D沒按下一

53、直開key = keyscan();TR0 = 0;lock = 1;/D按下了關(guān)鎖else /密碼 不正確lcd_pos(0,0);write_com(0x0c); /關(guān)光標write_com(0x06);/寫一個字符后地址指針加 1 write_com(0x01);/顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零write_n_char(" password wrong");delay_ms(1000);aa+;if(aa = 4)aa = 0; i = 20; /密碼不正確報警while(i-) baoj();else /密碼沒有輸入正確或完成lcd_pos(0,0);write_com(0x0c)