電子報(bào)警密碼鎖

AbstractInthedailylifeandthework,themeanswhichthehousinganddepartment'ssafeguard,unit'sdocumentfile,thefinancialreportformaswellassomeindividualmaterialpreservationmanylockssolves.Ifusetraditionmechanicalkeyunblanking,thepeopleoftenmustcarrymanythekey,theuseisnotextremelyconvenient,afteralsothekeylosesthesecuritynamelytosellatadiscountgreatly.Unfoldsunceasinglyalongwiththescienceandtechnology,inpeople'sismoreandmorehightodailylifesafeinsurancecomponentrequest.Inordertosatisfythepeopleblockagetheoperationrequirements,increasesitssecurity,replacesthekeywiththepasswordthepasswordlocktoariseatthehistoricmoment.Thepasswordlockingdevicektopreventgoinginhasthesecurityhigh,thecostlow,thepowerlosslow,easytooperateandsoonthemerits.Thisarticleintroducedmanufacturesthedesignsystemusingat89S51monolithicintegratedcircuitwhichasimplepasswordlocks.Inthearticlefirstintroducedthisdesigndesignmentalityandthedesignproposal,itmainlydividesintothreebigmodules:Keyboardcontrolmodule,nixietubedemonstrationmodule,passwordcomparisonmodule.Thenhasmadethedetailedintroductiontothemainchip.Finallynarratedthesystemhardwarepartcomprehensively,thesoftwarepart.ThissystemusestheClanguagetocarryonthesoftwaredesign,andencloseddetailedprogrammingdiagram,flowchart,concreteprocedure.Thisdesignmayrealizeitsfunction,causesthesystemtohavethepracticalapplication,theuserfriendly,theintellectualization.Keyword：Monolithicintegratedcircuit;；Passwordlock；STC89C521.緒論1.1課題背景隨著社會(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。而鎖自古以來(lái)就是把守門(mén)戶的鐵將軍，人們對(duì)它的要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長(zhǎng)期以來(lái)研制的主題。目前國(guó)內(nèi)，大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖。然而，眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖泛濫成災(zāi)，互開(kāi)率非常之高。所謂互開(kāi)率，是各種鎖具的一個(gè)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也就是1把鑰匙能開(kāi)幾把鎖的比率。經(jīng)國(guó)家工商局、國(guó)家內(nèi)貿(mào)局、中國(guó)消協(xié)等部門(mén)對(duì)鎖具市場(chǎng)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品的互開(kāi)率居然超標(biāo)26倍。為何彈子鎖的“互開(kāi)率”會(huì)如此之高？據(jù)有關(guān)專家人士剖析，彈子鎖質(zhì)量好壞主要取決于彈子數(shù)量的多少以及彈子的大小，而彈子的多少和大小受一定條件的限制。此外，即使是一把質(zhì)量過(guò)關(guān)的機(jī)械鎖，通過(guò)急開(kāi)鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開(kāi)。機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖——電子密碼鎖，提供了發(fā)展空間。1.2電子密碼鎖電子鎖是采取電子電路控制，以電磁鐵或者衛(wèi)星電機(jī)和鎖體作為執(zhí)行裝置的機(jī)電體化鎖具，相比傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具，電子鎖不使用金屬鑰匙，保密性、精度都有很大提高。電子鎖的發(fā)明思路，源自古代發(fā)明的自機(jī)械，例如古希臘數(shù)學(xué)家赫倫的液壓自動(dòng)門(mén)，中國(guó)古代諸葛亮的水牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅(qū)動(dòng)，最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機(jī)關(guān)。電子工業(yè)的誕生，使得以微小電量驅(qū)動(dòng)機(jī)械成為可能，于是有了電子鎖一日千里的躍進(jìn)。1.3電子密碼鎖的特點(diǎn)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，主要特點(diǎn)如下：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。密碼可變。用戶可以經(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。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)，防止試探密碼。1.4電子密碼鎖的發(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)式電子密碼在鍵盤(pán)上輸入，與打電話差不多，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)單就容易被他人在鍵盤(pán)上試探出來(lái)，或者可能被旁觀者窺測(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“自己更改密碼”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，因而不怕旁觀者窺測(cè)；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，因而即使旁觀者看見(jiàn)操作也難以窺測(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管新式電子防盜層出不窮，但鍵盤(pán)式電子密碼防盜鎖不僅在市場(chǎng)上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其它類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1工作原理分析系統(tǒng)工作原理分析：使用AT89C51單片機(jī)、4*4矩陣鍵盤(pán)、蜂鳴器等。矩陣鍵盤(pán)分別為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、CLE、Enter。系統(tǒng)開(kāi)始顯示“”提示輸入密碼；輸入密碼時(shí)，液晶顯示器會(huì)顯示“*”，當(dāng)密碼輸入完畢按下Enter鍵時(shí)，對(duì)輸入密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，若密碼正確則液晶顯示電路顯示為“”提示鎖打開(kāi)；若密碼不正確，液晶顯示電路提示“ERROR”，若連續(xù)3次輸入不正確，則發(fā)出警報(bào)聲同時(shí)鎖定鍵盤(pán)。在輸入正確密碼后，按下修改鍵時(shí)，液晶顯示電路顯示“”提示“輸入舊密碼”，此時(shí)輸入正確的舊密碼，則顯示電路會(huì)有提示輸入新密碼在輸入新密碼后，顯示電路會(huì)對(duì)會(huì)再次提示“再次輸入新密碼”若兩次輸入密碼不一致，則修改密碼失敗，一致則成功。在修密碼的過(guò)程中，如果一開(kāi)始輸入的舊密碼錯(cuò)誤顯示電路會(huì)顯示提示，同時(shí)系統(tǒng)返回到開(kāi)始。若在“再次輸入新密碼”的時(shí)候輸入新密碼與前次不一致，則會(huì)返回到系統(tǒng)開(kāi)始。修改密碼完成后，系統(tǒng)自動(dòng)清零上鎖。若再次開(kāi)鎖則需要輸入正確的密碼。系統(tǒng)中CEL鍵用于退格，在輸入密碼時(shí)，若輸入錯(cuò)誤且未按下Enter鍵，按下CLE可以刪除剛輸入的密碼，然后再次輸入。為了防止惡意嘗試，系統(tǒng)才用若連續(xù)輸入3次錯(cuò)誤密碼則發(fā)出報(bào)警聲，且鎖定鍵盤(pán)，可以提高系統(tǒng)的安全系數(shù)，同時(shí)也能夠保護(hù)合法用戶的正常使用。如圖2—1所示，系統(tǒng)主要由STC89C51、液晶顯示器、蜂鳴器、4*4矩陣鍵盤(pán)、復(fù)位電路等組成。圖2-1電子密碼鎖系統(tǒng)主要組模塊2.2單片機(jī)STC89C52簡(jiǎn)介STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM-FlashProgramableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。2.3單片機(jī)的引腳功能常見(jiàn)的51單片機(jī)中一般采用雙列直插（DIP）封裝，共40個(gè)引腳。圖2-2為引腳排列圖。其中的40個(gè)引腳大致可以分為4類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。圖2-2STC89C52引腳排列圖2.3.1管腳說(shuō)明VCC：供電電壓GND：接地P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉主高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于個(gè)部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為STC89C51的一些特殊功能口，如下所示：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（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）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALW/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許輸出電平用于鎖存地址的地痊字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩頻率的1/6.因此它可以用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而在注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0.此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX（MOVX指令是ALE才起作用）。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。2.3.2主要特性（1）8031CPU與MCS-51兼容（2）8K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器（壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)）全靜態(tài)工作：0Hz-24KHz三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定128*8位內(nèi)部RAM32條可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.4單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由電源、復(fù)位、振蕩電路以及擴(kuò)展部分等部分組成。最小系統(tǒng)原理圖如圖2-3所示。圖2-3最小系統(tǒng)電路圖2.4.1復(fù)位電路單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)復(fù)位電路作用是把一個(gè)例如狀態(tài)機(jī)初始化到空狀態(tài)，而在單片機(jī)內(nèi)部，復(fù)位的時(shí)候單片機(jī)是把一些寄存器以及存儲(chǔ)設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個(gè)值。單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成。上電復(fù)位：STC89系列單片及為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳RST上連接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND，由此形成一個(gè)RC充放電回路保證單片機(jī)在上電時(shí)RST腳上有足夠時(shí)間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這個(gè)電阻和電容的典型值為10K和10uF。按鍵復(fù)位：按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。而我的設(shè)計(jì)就是采用按鍵復(fù)位電路，如圖2-4。圖2-4按鍵復(fù)位電路圖2.4.2振蕩電路單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。STC89C51使用11.0592MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間。圖2-5振蕩電路圖2.5單片機(jī)顯示模塊單片機(jī)系統(tǒng)的輸出顯示器件主要有：發(fā)光二極管、七段LED數(shù)碼管及液晶顯示器。液晶顯示器在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及家用電子產(chǎn)品中應(yīng)用很廣，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。本次設(shè)計(jì)，我們采用了1602液晶顯示器。該液晶顯示器有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，使其根據(jù)輸入信號(hào)顯示相應(yīng)的內(nèi)容。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA和移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。圖2-61602型LCD實(shí)物圖

2.5.11602字符型液晶引腳及功能介紹表2-11602液晶顯示器引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1GND電源地9DB2數(shù)據(jù)2Vcc電源正極10DB3數(shù)據(jù)3V0液晶顯示偏壓11DB4數(shù)制4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12DB5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫(xiě)選擇13DB6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14DB7數(shù)據(jù)7DB0數(shù)據(jù)15A背光源正極8DB1數(shù)據(jù)16K背光源負(fù)極表2-1中的引腳解釋說(shuō)明說(shuō)明如下：Pin1：GND為電源地。Pin2：VCC接＋5V。Pin3：VO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)1KΩ的電位器設(shè)定對(duì)比度。Pin4：RS為寄存器選擇端，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。Pin5：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為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。Pin6：E為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶顯示器執(zhí)行命令。Pin7～Pin14：DB0～DB7為8位雙向數(shù)據(jù)線。Pin15：A背光源正極。Pin16：K背光源負(fù)極。2.5.21602字符型液晶基本指令及操作時(shí)序1602液晶顯示器內(nèi)部共有11條控制指令，其讀寫(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。指令1：清顯示。指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位。光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置。I/D為光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移；S為屏幕上所有文字是否左移或者右移標(biāo)志，高電平表示有效，低電平則無(wú)效。指令4：顯示開(kāi)/關(guān)控制。D為控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)設(shè)置，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示；C為控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)設(shè)置，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo)；B為控制光標(biāo)是否閃爍設(shè)置，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或字符移位。S/C為高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置指令。DL取高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線；N取低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示；F為低電平時(shí)顯示5×7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5×10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址設(shè)置。指令8：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址。BF為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)顯示器不能接收指令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。表2-21602LCD的基本操作時(shí)序表讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出（D0—D7）=狀態(tài)字寫(xiě)指令輸入RS=L，R/W=L，E=高脈沖，

（D0—D7）=指令碼輸出無(wú)讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出（D0—D7）=數(shù)據(jù)寫(xiě)數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，E=高脈沖，

（D0—D7）=指令碼輸出無(wú)2.5.31602字符型液晶的顯存液晶顯示器是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)顯示器的忙標(biāo)志（調(diào)用指令9檢測(cè)BF位）是否為低電平，為低表示不忙，否則顯示器處于忙狀態(tài)，外部給定指令失效。顯示字符時(shí)，要先輸入顯示字符地址，也就是告訴顯示器在哪里顯示字符，圖2-6-3是1602的內(nèi)部顯示地址。例如，第二行第一個(gè)字符的地址是40H，能否對(duì)1602液晶顯示器直接寫(xiě)入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷?xiě)入顯示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1，所以實(shí)際寫(xiě)入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B0（40H+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。圖2-71602的內(nèi)部顯示地址在對(duì)液晶顯示器的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶顯示器顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無(wú)需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶顯示器是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶顯示器內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如圖2-6-3所示。這些字符有阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)英文字母'A'的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，就能看到字母'A'。圖2-8單片機(jī)與LCD1602的接線圖2.6AT24C02模塊AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOSE2PROM，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(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(xiě)緩沖器。該器件通過(guò)IC總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。

2.6.1管腳配置A0Vcc81A0Vcc817A12WP7A12WP6A23SDL6A23SDL5GND4SCL5GND4SCL圖2-9AT24C02引腳排列2.6.2AT24C02管腳描述表2-3AT24C02管腳描述管腳名稱功能A0A1A2器件地址選擇SDA串行數(shù)據(jù)/地址SCL串行時(shí)鐘WP寫(xiě)保護(hù)Vcc+1.8V~6.0V工作電壓Vss地SCL串行時(shí)鐘：AT24C02串行時(shí)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(shí)鐘，這是一個(gè)輸入管腳。SDA串行數(shù)據(jù)/地址：AT24C02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，SDA是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳，可與其它開(kāi)漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或（wire-OR）。A0、A1、A2器件地址輸入端:這些輸入腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0。當(dāng)使用AT24C02時(shí)最大可級(jí)聯(lián)8個(gè)器件。如果只有一個(gè)AT24C02被總線尋址，這三個(gè)地址輸入腳（A0、A1、A2）可懸空或連接到Vss，如果只有一個(gè)AT24C02被總線尋址這三個(gè)地址輸入腳（A0、A1、A2）必須連接到Vss。WP寫(xiě)保護(hù):如果WP管腳連接到Vcc，所有的內(nèi)容都被寫(xiě)保護(hù)只能讀。當(dāng)WP管腳連接到Vss或懸空允許器件進(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作2.6.3極限參數(shù)工作溫度工業(yè)級(jí)-55℃+125℃商業(yè)級(jí)0℃+75℃貯存溫度-65℃+150℃各管腳承受電壓-2.0Vcc+2.0VVcc管腳承受電壓-2.0+7.0V封裝功率損耗（Ta=25℃）1.0W焊接溫度(10秒)300℃輸出短路電流100mA表2-4可靠性參數(shù)符號(hào)參數(shù)最小單位參考測(cè)試模式NEND耐久性1,000,000周期/字節(jié)MIL-STD-883測(cè)試方法1033TDR數(shù)據(jù)保存時(shí)間100年MIL-STD-883測(cè)試方法1008VZAPESD2000VMIL-STD-883測(cè)試方法3015ILTH上拉電流100mAJEDEC標(biāo)準(zhǔn)172.6.3功能描述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。2.74*4矩陣鍵盤(pán)什么是矩陣式鍵盤(pán)？當(dāng)鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I(mǎi)/O口線的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣做有什么好處呢？大家看下面的電路圖，一個(gè)并行口可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤(pán)多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別就越明顯。比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線則只能多出一個(gè)鍵（9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的按鍵數(shù)量比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)連接鍵盤(pán)是非常合理的。圖2-10矩陣鍵盤(pán)模塊電路圖矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)顯然比獨(dú)立式鍵盤(pán)復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，在上圖中，列線通過(guò)電阻接電源，并將行線所接的單片機(jī)4個(gè)I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入端。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有被按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無(wú)鍵按下，行線輸出是低電平；一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了，具體的識(shí)別及編程方法如下所述：確定矩陣式鍵盤(pán)上任何一個(gè)鍵被按下通常采用“行掃描法”或者“行反轉(zhuǎn)法”。行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，它是一種最常用的多按鍵識(shí)別方法。因此我們就以“行掃描法”為例介紹矩陣式鍵盤(pán)的工作原理：1.判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下將全部行線X0-X3置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)，只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中；若所有列線均為高電平，則表示鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。2．判斷閉合鍵所在的位置在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線置為低電平（即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平），當(dāng)確定某根行線為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)，若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。

2.8蜂鳴器圖2-11蜂鳴器模塊電路圖由于蜂鳴器使用P3.6口驅(qū)動(dòng)要加限流電阻如圖2-11。

3.軟件設(shè)計(jì)及結(jié)果3.1實(shí)驗(yàn)流程圖圖3-1實(shí)驗(yàn)流程圖電子密碼鎖啟動(dòng)時(shí)，LCD初始化顯示選擇操作界面。LCD顯示“choose0or1：_；0:input1:change”，等待按鍵輸入。當(dāng)選擇開(kāi)鎖功能時(shí)，輸入上一次密碼（原密碼），將其進(jìn)行匹配，若錯(cuò)誤次數(shù)累計(jì)達(dá)3次時(shí)，則鎖鍵盤(pán)和報(bào)警；若錯(cuò)誤次數(shù)累計(jì)沒(méi)有達(dá)到3次，只液晶提示錯(cuò)誤，直到按“取消”按鍵返回操作。當(dāng)密碼輸入與原密碼相同時(shí)，開(kāi)鎖，液晶顯示正確的信息（原本寫(xiě)在里面的信息）。當(dāng)選擇修改密碼功能時(shí)，進(jìn)入密碼修改界面，顯示請(qǐng)求輸入舊密碼（即原密碼）,輸入密碼，核對(duì)正確后,請(qǐng)求輸入新密碼,然后再一次請(qǐng)求輸入新密碼，當(dāng)兩次輸入的密碼相同時(shí)，提示密碼修改成功，然后返回初始界面。3.2程序試調(diào)根據(jù)此次的設(shè)計(jì)要求，我們完成電路板的制作后，接下來(lái)就是電路板調(diào)試。本次試調(diào)，采用我們的MCU開(kāi)發(fā)板，其中用到KEILC51,以及51開(kāi)發(fā)板一塊及其他配套的下載燒錄軟件。首先設(shè)計(jì)電子密碼鎖的源程序，源程序在Keil的開(kāi)發(fā)環(huán)境下編輯、編譯，確認(rèn)無(wú)誤后生成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件。最后用燒錄軟件燒進(jìn)單片機(jī)里面?；竟δ芤褜?shí)現(xiàn)，可以設(shè)置6位及6位以下的數(shù)字（0－9）密碼。密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，提示錯(cuò)誤，直至按“取消”鍵返回，如果錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)到3次，鎖定按鍵1分鐘，蜂鳴器以20hz的頻率報(bào)警，將不能再進(jìn)行輸入操作，直到單片機(jī)復(fù)位重啟為止；密碼輸入正確時(shí)，開(kāi)鎖，發(fā)光二極管亮,顯示提示信息。圖3-2成品實(shí)物圖本系統(tǒng)用以AT89C51為核心的單片機(jī)控制、4X4矩陣鍵盤(pán)、LCD顯示器和報(bào)警系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)基本完成開(kāi)鎖、超次鎖定、修改用戶密碼基本的密碼鎖的功能。依據(jù)實(shí)際的情況還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。

4.結(jié)束語(yǔ)及展望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我復(fù)習(xí)了很多學(xué)過(guò)的舊知識(shí)，同時(shí)鍛煉了自己的動(dòng)手能力和查閱資料。尤其是解決在實(shí)際中解決排查問(wèn)題的能力。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我熟悉了使用Protel的技巧，學(xué)會(huì)了制作電路板的一些技巧，并且熟悉了如何選購(gòu)使用電子元器件。在做這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇到了不少的問(wèn)題。這鍛煉了我篩選、查閱資料，并將理論結(jié)合到自己的設(shè)計(jì)中的能力。一步一步的排除故障原因，找到故障的原因并解決故障。這次的設(shè)計(jì)使我對(duì)模擬電子、數(shù)字電子知識(shí)加深了了解，尤其是在對(duì)電路進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，出現(xiàn)了很多方面的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)以往知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固，將問(wèn)題解決。這次的設(shè)計(jì)有很多的不足，和市場(chǎng)上的產(chǎn)品有一定的差距，還請(qǐng)老師同學(xué)們提出寶貴的意見(jiàn)！

附錄附錄=1\*ROMANI：完整電路圖

附錄=2\*ROMANII:使用到的元器件元器件規(guī)格/型號(hào)數(shù)量LCD液晶顯示器LCD16021電阻10K.3電阻51010電阻2001電阻4.7K1電容30pF2電容20uF1晶振12M1按鍵16PNP三極管90121PNP三極管85501開(kāi)關(guān)1通用板1LED燈189C51單片機(jī)1存儲(chǔ)器24C021二極管1蜂鳴器1目錄第1章項(xiàng)目概況與項(xiàng)目建設(shè)的必要性 11.1項(xiàng)目概況 11.1.1項(xiàng)目名稱 11.1.2項(xiàng)目主管單位 11.1.3項(xiàng)目建設(shè)單位 11.1.4項(xiàng)目建設(shè)單位負(fù)責(zé)人 11.1.5項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì) 11.1.6項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn) 11.1.7項(xiàng)目建設(shè)期 21.1.8項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容和規(guī)模 21.1.9項(xiàng)目投資估算 21.1.10項(xiàng)目資金籌措方案 31.1.11項(xiàng)目建設(shè)效益 31.2項(xiàng)目建設(shè)背景 31.2.1地理氣候條件 31.2.2工業(yè)園區(qū)發(fā)展規(guī)劃 41.2.3工業(yè)區(qū)已具產(chǎn)業(yè)規(guī)模 51.2.4項(xiàng)目提出的理由與過(guò)程 61.3項(xiàng)目建設(shè)必要性分析 91.3.1某某市“十一五發(fā)展規(guī)劃”的要求 91.3.2某某市總體規(guī)劃的要求 101.3.3某某市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求 111.3.4園區(qū)發(fā)展的要求 121.4項(xiàng)目社會(huì)效益分析 131.4.1擴(kuò)大內(nèi)需，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng) 131.4.2改善工業(yè)園區(qū)投資環(huán)境 141.4.3促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展和提高人民生活水平 151.4.4促進(jìn)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展 151.4.5帶動(dòng)園區(qū)周邊土地增值及房地產(chǎn)發(fā)展 161.5項(xiàng)目建設(shè)可行性分析 171.5.1政府支持 171.5.2資金支持 171.5.3建設(shè)條件滿足 181.6結(jié)論 18第2章項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容及方案 192.1項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容 192.1.1項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn) 192.1.2項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容 192.1.3項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模 192.2項(xiàng)目建設(shè)方案 202.2.1項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo) 202.2.2項(xiàng)目建設(shè)方案 202.2.3項(xiàng)目功能分析 232.3項(xiàng)目建設(shè)原則 262.3.1以人為本與可持續(xù)發(fā)展的原則 262.3.2集聚發(fā)展原則 272.3.3因地制宜原則 272.3.4環(huán)境保護(hù)原則 272.3.5節(jié)能降耗原則 272.3.6抗震原則 282.4建筑造型 28第3章項(xiàng)目建設(shè)和進(jìn)度安排 293.1項(xiàng)目工程建設(shè)管理 293.1.1施工組織管理 293.1.2項(xiàng)目資金管理 293.1.3嚴(yán)格執(zhí)行工程監(jiān)理制度 293.2建設(shè)期安排與實(shí)施計(jì)劃 303.2.1建設(shè)工期 303.2.2項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排 303.2.3工程進(jìn)度表 313.3項(xiàng)目建設(shè)勞動(dòng)安全管理 34第4章各項(xiàng)建設(shè)條件落實(shí)情況 354.1園區(qū)建設(shè)規(guī)劃與現(xiàn)狀 354.2項(xiàng)目建設(shè)基本條件 364.2.1地形地貌條件 364.2.2工程地質(zhì)條件 364.2.3城鎮(zhèn)規(guī)劃、園區(qū)區(qū)域規(guī)劃條件 374.2.4交通條件 374.2.5社會(huì)環(huán)境條件 374.2.6征地拆遷條件 374.2.7施工條件 384.2.8資金條件 384.3環(huán)境保護(hù)及節(jié)能、消防 384.3.1環(huán)境保護(hù) 384.3.2節(jié)能降耗 404.3.3消防安全 434.4結(jié)論 44第5章投資估算與資金籌措 455.1編制范圍 455.2編制依據(jù)