標(biāo)題: 基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)論文與資料下載 [打印本頁]

作者: 彳亍望月人    時(shí)間: 2018-5-3 23:33
標(biāo)題: 基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)論文與資料下載
目錄
摘要
abstract
1  緒論
1.1  課題背景
1.2  課題的目的和意義
1.3  電子密碼鎖發(fā)展趨勢(shì)
1.4  本設(shè)計(jì)完成的工作
2  總體方案設(shè)計(jì)
2.1  硬件設(shè)計(jì)
2.1.1  電源模塊
2.1.2  主控制器模塊
3  硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)
3.1  主控制模塊
3.2  單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì)
3.3  單片機(jī)管腳說明
3.4  鍵盤電路設(shè)計(jì)
3.5  液晶顯示電路設(shè)計(jì)
3.6  存儲(chǔ)芯片電路設(shè)計(jì)
3.7  報(bào)警電路
3.8  密碼鎖電路
4  系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案
4.1  主程序流圖
4.2  開鎖軟件設(shè)計(jì)
5  系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
5.1 安裝步驟
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄1  整機(jī)電路原理圖
附錄2   部分源程序

摘要
在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、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解決。具有防盜報(bào)警等功能的電子密碼鎖代替密碼量少、安全性差的機(jī)械式密碼鎖已是必然趨勢(shì)。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、記住密碼即可開鎖等優(yōu)點(diǎn)。

本系統(tǒng)由STC89C52單片機(jī)、4*4矩陣鍵盤,蜂鳴器,復(fù)位電路和晶振電路、繼電器等組成,4*4鍵盤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。

1  緒論
1.1  課題背景
在日常的生活和工作中,住宅與部門的安全防范、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解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開鎖,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)。
根據(jù)本設(shè)計(jì)要求,通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作,從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合,完成開鎖、閉鎖等任務(wù)。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)用較廣的數(shù)字密碼鎖是以芯片為核心,通過編程來實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機(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)開鎖成功率幾乎為零。
(2)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。
(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)。

1.2  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)、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)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),種類齊全,電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于智能門禁系統(tǒng)中,通過多種更加安全,更加可靠的技術(shù)實(shí)現(xiàn)大門的管理。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)廠生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。但國(guó)內(nèi)自行研制開發(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^。希望通過不斷的努力,使電子密碼鎖在我國(guó)也能得到廣泛應(yīng)用

1.3  電子密碼鎖發(fā)展趨勢(shì)
    電子密碼鎖應(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、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、運(yùn)鈔車和保管室;3、授予流通權(quán),如自動(dòng)存取款。目前,金融行業(yè)電子密碼鎖的應(yīng)用主要集中在前兩個(gè)層面上。下面將介紹幾種在金融行業(yè)中使用較多的電子密碼鎖以及它們的技術(shù)發(fā)展方向。當(dāng)然,以上所說的授權(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,讓電子密碼鎖“軟、硬不吃”。一般情況下,鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件的強(qiáng)度、鎖止型式、配合間隙和布局。提高電子密碼鎖之防護(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)電子密碼鎖的使用場(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),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,電子密碼鎖的性能至關(guān)重要。
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密碼鎖獲得高度的保密性,如防范森嚴(yán)的金庫,需要使用復(fù)合信息密碼的電子密碼鎖,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密碼鎖獲得無窮擴(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”。
1.4  本設(shè)計(jì)完成的工作
(1)熟悉51單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境,運(yùn)用C語言編寫工程文件;
(2)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。


2  總體方案設(shè)計(jì)
    它是以STC89C52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)電流值、接收蜂鳴器送來的報(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298萬多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)行器開鎖;如果密碼輸入不正確,則單片機(jī)通過通信線路向智能報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
密碼鎖主要由矩陣鍵盤、單片機(jī)、外部硬件等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(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圈即可,當(dāng)然也可以用繼電器的常開觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈,單片機(jī)將每次開鎖操作和此時(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)的芯片處理,同時(shí)將接收來自無限循環(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。

圖1 系統(tǒng)總體方框圖
如圖1所示,電源輸入電路為STC89C52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)開始工作,例如復(fù)位后PC=0000H,使單片機(jī)從第—個(gè)單元取指令。鍵盤接口電路實(shí)現(xiàn)按鍵輸入密碼。開鎖電路是當(dāng)用戶輸入的密碼正確時(shí),單片機(jī)便輸出開門信號(hào),送到開鎖驅(qū)動(dòng)電路,然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖,達(dá)到開門的目的。報(bào)警電路是密碼輸入錯(cuò)誤時(shí),蜂鳴器發(fā)出聲響報(bào)警。
2.1  硬件設(shè)計(jì)
2.1.1  電源模塊
    由于本系統(tǒng)采用電池供電,我們考慮了如下幾種方案為系統(tǒng)供電。
方案1:
采用5V蓄電池為系統(tǒng)供電。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但是蓄電池的體積過于龐大,在使用極為不方便。因此我們放棄了此方案。
方案2:
采用3節(jié)1.5 V干電池共4.5V做電源,經(jīng)過7805的電壓變換后為單片機(jī),傳感器供電。經(jīng)過實(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)定能夠滿足系統(tǒng)的要求,而且電池更換方便。
綜上所述采用方案2
2.1.2  主控制器模塊
方案1:
    采用可編程邏輯器件CPLD              作為控制器。CPLD可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式,提高了系統(tǒng)的處理速度,適合作為大規(guī)?刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能,對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。且從使用及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。
方案2:
    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)出來它的優(yōu)勢(shì)——控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。這樣一來,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。
因此,這種方案是一種較為理想的方案。
從方便使用的角度考慮,我們選擇了方案2。
3  硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)3.1  主控制模塊
主控制最小系統(tǒng)電路如圖3所示。

圖3 單片主控電路


3.2  單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用STC系統(tǒng)列單片機(jī),相比其他系列單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)。一般STC單片機(jī)資源比其他單片機(jī)要多,而且執(zhí)行速度快;STC系列單片機(jī)使用串口對(duì)單片機(jī)進(jìn)行燒寫,下載程序較為方便;STC51單片機(jī)內(nèi)部集成了看門狗電路;且具有很強(qiáng)抗干擾能力。
本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路和加電自復(fù)位的復(fù)位電路,如下圖
3圖4所示:
圖3 時(shí)鐘電路                                                                      圖4 復(fù)位電路
由于單片機(jī)P0口內(nèi)部不含上拉電阻,為高阻態(tài),不能正常地輸出高/低電平,因而該組I/O口在使用時(shí)必須外接上拉電阻。

3.3  單片機(jī)管腳說明
VCC(40):供電電壓,其工作電壓為5V。
GND(20):接地。
P0端口(P0.0-P0.7):P0口為一個(gè)8位漏極開路雙向I/O口,每個(gè)引腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫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FIASH編程時(shí),P0 口作為原碼輸入口,當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí),P0輸出原碼,此時(shí)P0外部必須被拉高。
P1端口(P1.0-P1.7):P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高電平,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端口(P2.0-P2.7):P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個(gè)TTL門電流,當(dāng)P2口被寫“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,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端口(P3.0-P3.7):P3口管腳是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位的雙向I/O端口,可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入端時(shí),由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流(ILL)。
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)。
復(fù)位RST(9):復(fù)位輸入。在振蕩器運(yùn)行時(shí),有兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí),將使單片機(jī)復(fù)位,只要這個(gè)引腳保持高電平,51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P3.0-P3.7口均置1,引腳表現(xiàn)為高電平,程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí),芯片為ROM的00H處開始運(yùn)行程序。復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部RAM有所影響。
ALE/(30):當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地低位字節(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),此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),將跳過一個(gè)ALE脈沖。如果想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí), ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC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,則置位無效。
(29):外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間,每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。
EA/VPP(31):當(dāng)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),將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)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的編程電源(VPP)。
XTAL1(19):來自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(18):來自反向振蕩器的輸出。
3.4  鍵盤電路設(shè)計(jì)
在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,一般都會(huì)設(shè)置鍵盤,主要為了控制運(yùn)行狀態(tài),輸入一些命令或數(shù)據(jù),以完成特定的人機(jī)交互。鍵盤是與單片機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的最基本的途徑,其以按鍵的形式來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù),按鍵的輸入狀態(tài)本質(zhì)上是一個(gè)開關(guān)量。對(duì)于簡(jiǎn)單的開關(guān)量的輸入可以采用獨(dú)立式按鍵,這種方法接口簡(jiǎn)單,但占用單片機(jī)I/O端口資源較多。對(duì)于輸入?yún)?shù)較多、功能復(fù)雜的系統(tǒng),需要采用矩陣式鍵盤進(jìn)行輸入控制。本系統(tǒng)采用4*3矩陣式鍵盤,鍵盤連接方式如圖5所示:

圖5 鍵盤電路
3.5  液晶顯示電路設(shè)計(jì)
液晶顯示器(LCD)是一種功耗很低的顯示器,它的使用非常廣泛,比如電子表、計(jì)算器、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)的顯示器和液晶電視等。電子密碼鎖中需要顯示的信息比較多,為了能直觀的看到結(jié)果,并且為了設(shè)計(jì)顯的美觀,使用總線和排阻進(jìn)行簡(jiǎn)化連接方式,本設(shè)計(jì)采用液晶顯示屏LCD進(jìn)行顯示,具體連接方式如圖6所示。


圖6 液晶顯示電路

3.6  存儲(chǔ)芯片電路設(shè)計(jì)
總線(Inter Intergrate Circuit BUS)全稱為芯片間總線,它在芯片間以兩根連線實(shí)現(xiàn)全雙工同步數(shù)據(jù)傳送,一條數(shù)據(jù)線(SDA)和一條串行時(shí)鐘線(SDL),可以很方便地構(gòu)成外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。總線采用兩線制,由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL構(gòu)成,為了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),本系統(tǒng)使用串行EEPROM芯片,AT24C01系列是典型的串行總線的EEPROM,本系統(tǒng)采用此芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ),存儲(chǔ)系統(tǒng)連接如圖7所示:

圖7 總線和存儲(chǔ)芯片連接電路圖

3.7  報(bào)警電路
報(bào)警部分由蜂鳴器及外圍電路組成,加電后不發(fā)聲,當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤發(fā)出報(bào)警聲。如圖8所示。
圖8 蜂鳴報(bào)警電路
3.8  密碼鎖電路
密碼鎖部分由繼電器組成,當(dāng)密碼輸入正確選擇開鎖繼電器就會(huì)吸合。如圖9所示。
圖9 密碼鎖電路 4  系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案4.1  主程序流圖
如圖10為主程序流程圖,用戶才可以自行設(shè)定和修改6位密碼,密碼輸錯(cuò)會(huì)有提示聲。只有鍵入6位開鎖密碼完成正確才能開鎖。

圖10 主程序流程圖

4.2  開鎖軟件設(shè)計(jì)
如圖11開鎖流程圖,開始時(shí)按開鎖鍵,輸入密碼,如果輸入正確,則開鎖成功。如果輸入錯(cuò)誤則執(zhí)行報(bào)警程序。


圖4.2 開鎖流程圖



5  系統(tǒng)的安裝與調(diào)試5.1 安裝步驟
1.檢查元件的好壞
按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞,按各元件的檢測(cè)方法分別進(jìn)行檢測(cè),一定要仔細(xì)認(rèn)真。而且要認(rèn)真核對(duì)原理圖是否一致,在檢查好后才可上件、焊件,防止出現(xiàn)錯(cuò)誤焊件后不便改正。
2.放置、焊接各元件
按原理圖的位置放置各元件,在放置過程中要先放置、焊接較低的元件,后焊較高的和要求較高的元件。特別是容易損壞的元件要后焊,在焊集成芯片時(shí)連續(xù)焊接時(shí)間不要超過10s,注意芯片的安裝方向。

結(jié)論
本設(shè)計(jì)是電源輸入部分、鍵盤輸入部分、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、開鎖部分組成,根據(jù)實(shí)際情況鍵盤輸入部分選擇4*4矩陣鍵盤。
在設(shè)計(jì)中我們必須首先熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理,單片機(jī)的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性,控制方法。以單片機(jī)核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)了解表關(guān)電路參數(shù)的計(jì)算方法。單片機(jī)不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講:一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí),學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)航裝置,飛機(jī)上各種儀表的控制,計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。隨著單片機(jī)的廣泛應(yīng)用,將大大促進(jìn)各領(lǐng)域的技術(shù)更新,向自動(dòng)化、小型化、智能化方向邁進(jìn)。而對(duì)于我們來說,我們這代人的目標(biāo)和任務(wù)是把這些高科技產(chǎn)品更升一個(gè)層次。
再次感謝趙老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助!





附錄1  整機(jī)電路原理圖


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