畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于AT89C52單片機(jī)的自動(dòng)告警密碼鎖的設(shè)計(jì).doc

廣州大學(xué)松田學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 基于at89c52單片機(jī)的自動(dòng)告警密碼鎖的設(shè)計(jì) _ 基于at89c52單片機(jī)的自動(dòng)告警密碼鎖的設(shè)計(jì) 摘要：隨著電子工業(yè)的發(fā)展，當(dāng)今智能電子密碼鎖技術(shù)也在不斷更新，特別是單片機(jī)在該領(lǐng)域的應(yīng)用正不斷地向著高、精、尖技術(shù)發(fā)展，無論功能性，穩(wěn)定性都比較全面。將無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)。使用戶在一定范圍內(nèi)的任何位置都能對(duì)保險(xiǎn)箱進(jìn)行開啟，可以提高密碼的安全性，克服了固定鍵盤式密碼鎖的不足。本系統(tǒng)就是基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)密碼鎖遠(yuǎn)程控制的研發(fā)，其硬件設(shè)計(jì)由遙控發(fā)射和遙控接收兩個(gè)子系統(tǒng)組成，接收部分主要以at89c52單片機(jī)為核心。使用pt2262，pt2272芯片來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的編碼和解碼。另外，結(jié)合移植性及可讀性強(qiáng)的c語言程序來實(shí)現(xiàn)開鎖、報(bào)警和顯示等功能，同時(shí)，采用eeprom存儲(chǔ)器at24c02使得系統(tǒng)在掉電狀態(tài)下，仍能夠保存密碼信息。該系統(tǒng)具有體積小，成本低，性能可靠，使用方便等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：遙控技術(shù) 密碼鎖 編碼 解碼 單片機(jī) design of automatic alarm password lock based on mcu abstract：with the development of the electronics industry, todays intelligent electronic lock technology is constantly updated, in particular the application of scm in the field are constantly toward high precision and advanced technology development, whether functional and stability are more comprehensive. radio remote control technology will be combined with cryptographic techniques, to ensure that the existing locks in the system performance based on the development of new remote lock system. enables users to any location within a certain range can be on the safe open, password security can be improved to overcome the fixed keyboard lock deficiencies. the system is based on the single chip on the development of remote control locks, the hardware design from the remote transmitter and remote control receiver of two subsystems, in order to receive some of the major at89c52 microcontroller as the core. use pt2262, pt2272 chip encoding and decoding the signals. in addition, the combination of portability and readability of the c language program to achieve lock, alarm and display. at the same time, the use of eeprom memory at24c02 power-down mode makes the system still be able to save the password information. the system is small, low cost, reliable, easy to use and so on.keywords: remote control technology password-lock code decode single chip microcomputer目 錄1 緒論51.1 選題的依據(jù)及意義51.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀52 總體方案72.1 技術(shù)要求及主要特色72.2系統(tǒng)組成框圖及工作原理73 硬件電路的設(shè)計(jì)93.1 單片機(jī)的選擇93.1.1時(shí)鐘電路103.1.2復(fù)位電路113.2 遙控發(fā)射模塊133.3遙控接收模塊173.4 密碼存儲(chǔ)模塊213.5 鍵盤及顯示模塊233.6 報(bào)警電路273.7 開鎖電路284 軟件設(shè)計(jì)314.1 主程序設(shè)計(jì)314.2各模塊的程序設(shè)計(jì)324.2.1無線遙控模塊程序設(shè)計(jì)324.2.2 鍵盤輸入模塊程序設(shè)計(jì)334.2.3 密碼比對(duì)模塊程序設(shè)計(jì)344.2.4 at24c02芯片的讀寫355 調(diào)試365.1 硬件的調(diào)試365.1.1 pcb 板的設(shè)計(jì)制作365.1.2 遙控發(fā)射模塊的調(diào)試375.1.3 遙控接收模塊的調(diào)試375.1.4 密碼存儲(chǔ)模塊的調(diào)試385.1.5 鍵盤及顯示模塊的調(diào)試385.1.6 報(bào)警電路的調(diào)試395.1.7 開鎖電路的調(diào)試395.2 軟硬的聯(lián)調(diào)396 總 結(jié)40參考文獻(xiàn)43附錄a 原理總圖44附錄b pcb板圖461 緒論1.1 選題的依據(jù)及意義 現(xiàn)在，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)深入到了人們生活的各個(gè)層面及領(lǐng)域，各種各樣的電子產(chǎn)品也正在不斷地向著高、精、尖技術(shù)發(fā)展。在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，處于安全方面的需要性，許多電子密碼鎖已廣泛進(jìn)入了人們的生活和工作。尤其是微控制器的智能電子密碼鎖，不僅具有電子密碼鎖的功能，還可引入智能化管理功能，從而使密碼鎖具有更高的安全性和可靠性，受到了廣大用戶的信賴。根調(diào)查，市場(chǎng)上的保險(xiǎn)箱鎖有以下幾種形式：機(jī)械式、電子式、磁卡式、智能ic卡式、指紋式等，電子式的密碼鎖市場(chǎng)占有量最大，其原因是它的成本相對(duì)較低，保密性高，使用靈活性好，操作簡(jiǎn)單，而且還它克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)。但有點(diǎn)不足的是，目前市場(chǎng)上的電子密碼鎖系統(tǒng)大多采用的是固定鍵盤式的，也就是將操作鍵盤固定在保險(xiǎn)箱的面板上。這就使得用戶在操作時(shí)沒有隱蔽性，極易被人看見和偷拍而使得密碼不安全，因而操作的安全性不是很高。無線電作為新一代的無線外設(shè)解決方案，具有繞射和穿透特性，在有效工作范圍內(nèi)，無線設(shè)備可以不受角度、方向和障礙物的限制而自由使用。此外，采用特定的編碼解碼技術(shù)還可以防止無線電波的相互干擾，抗干擾能力很強(qiáng)。將無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)，使用戶在一定范圍內(nèi)的任何位置都能對(duì)保險(xiǎn)箱進(jìn)行開啟，可以提高密碼的安全性，克服了固定鍵盤式電子密碼鎖的不足。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀從目前的技術(shù)水平和市場(chǎng)認(rèn)可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，鍵盤式電子密碼最突出的優(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，難以被竊。但是密碼不能太簡(jiǎn)單，太簡(jiǎn)單了就容易被他人在鍵盤上試探出來，或者可能被旁觀者窺測(cè)出來，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，在輸入密碼的過程中，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，不再接受輸入操作?？傊M管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤式電子密碼防盜鎖仍然在市場(chǎng)上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。此外，遙控式電子防盜鎖利用窄角度的光傳輸密碼，優(yōu)點(diǎn)是傳輸信息量可以很大、速度極快、人眼識(shí)別不出來，又無法在光路徑上以儀器捕獲信號(hào)試圖復(fù)制，因此保密性極高。無線電遙控的優(yōu)點(diǎn)也是傳輸信息量可以很大、速度快、人眼識(shí)別不出來，但發(fā)射的信號(hào)彌散空間，容易被儀器捕獲，因此適合采用“變化的密碼”，這樣即使捕獲了當(dāng)時(shí)的信號(hào)也無利用、復(fù)制的價(jià)值。使用遙控式電子防盜鎖，需要仔細(xì)保管遙控器。再者，卡式電子防盜鎖是當(dāng)前最為活躍的產(chǎn)品，無論卡的種類如何多種多樣，按照輸入卡的操作方式，都可分為接觸式卡和非接觸式卡兩大類。目前接觸式卡的技術(shù)成熟、價(jià)格較低，應(yīng)用也較為廣泛；非接觸式卡使用隱蔽、方便，大有后來居上之勢(shì)。儲(chǔ)存信息量大是卡的優(yōu)勢(shì)，它不僅作為鑰匙，還可載入多項(xiàng)個(gè)人信息，特別適合金融業(yè)注重“驗(yàn)明正身”的行業(yè)特點(diǎn)，而且一卡多用帶來持卡人的便利。使用這類電子防盜鎖，需要仔細(xì)保管卡，尤其丟失了必須盡快取消該卡的授權(quán)?？傊?，當(dāng)今智能電子密碼鎖在飛速發(fā)展，特別是單片機(jī)的應(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(shí)別，指紋識(shí)別，人聲識(shí)別基本上電影上有的現(xiàn)實(shí)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(xiǎn)柜等應(yīng)用較多，在國內(nèi)這方面發(fā)展也較快，不管自己開發(fā)或是引進(jìn)都有，在重要地方應(yīng)用也較多，由于價(jià)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?；?，未來的發(fā)展也會(huì)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。 2 總體方案2.1 技術(shù)要求及主要特色一、技術(shù)要求以單片機(jī)為核心，結(jié)合無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)密碼鎖遙控系統(tǒng)。1、遙控發(fā)射器和遙控接收電路，存儲(chǔ)電路和鍵盤顯示電路2、在10米范圍內(nèi)用遙控器對(duì)保險(xiǎn)箱進(jìn)行開啟操作3、可設(shè)置兩組密碼，用戶可修改密碼，密碼位數(shù)可在18位任意設(shè)置4、在任何掉電情況下，原設(shè)定密碼保持不變二、主要特色該裝置是以單片機(jī)為核心的遙控密碼鎖的硬件部分。采用特定的編碼解碼技術(shù)還可以防止無線電波的相互干擾，從而使其抗干擾能力很強(qiáng)。將無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)，使用戶在有效工作范圍內(nèi)的任何位置都能對(duì)保險(xiǎn)箱進(jìn)行開啟，可以提高密碼的安全性，克服了固定鍵盤式電子密碼鎖的不足。此外，該系統(tǒng)具有體積小，成本低性能可靠，使用方便等特點(diǎn)。 2.2系統(tǒng)組成框圖及工作原理該遙控密碼鎖系統(tǒng)由兩部分組成：遙控發(fā)射器和遙控接收電路。（1）遙控發(fā)射器該模塊由鍵盤，編碼芯片和發(fā)射電路組成，原理框圖如圖2.1所示。本次設(shè)計(jì)將常用的pt2262作為編碼芯片。它與后面要介紹的解碼芯片pt2272是一對(duì)專用的信號(hào)編碼解碼芯片。要使解碼芯片pt2272能夠正常地接收并解碼信號(hào)產(chǎn)生輸出就必須使其地址位的狀態(tài)與編碼芯片pt2262的地址狀態(tài)完全相同，也就是說，只要解碼芯片pt2262和編碼芯片pt2262的地址位同時(shí)接地，接高電平或懸空，那么解碼芯片就會(huì)有數(shù)據(jù)輸出。無線發(fā)射裝置 按鍵編碼電路 圖 2.1 遙控發(fā)射原理框圖工作原理：用12v 電源供電，當(dāng)按鍵按下時(shí)，pt2262上電，發(fā)射電路上電，pt2262將按鍵的狀態(tài)編碼產(chǎn)生方波，采用315 mhz 高頻頻率作為載波信號(hào)，在經(jīng)過調(diào)制（將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)），由發(fā)射電路發(fā)射出去。當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)，電源截?cái)啵b控發(fā)射器的靜態(tài)功耗為零。（2）遙控接收電路 遙控接受電路是本系統(tǒng)最主要的部分，其原理框圖如圖2.2所示。 遙控接收裝置 鍵盤輸入 微處理器 解碼電路 輸出顯示 e2prom 存儲(chǔ)器 驅(qū)動(dòng)輸出 圖 2.2 遙控接收原理框圖要說明的是框圖中的驅(qū)動(dòng)輸出包括：蜂鳴器的報(bào)警和繼電器的開鎖等。遙控部分的工作原理如下：默認(rèn)狀態(tài)cpu 處于掉電狀態(tài)，遙控接收模塊和pt2272一直處于工作狀態(tài)，當(dāng)遙控接收模塊接收到已調(diào)信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)還原成原來的方波信號(hào)，這些方波信號(hào)經(jīng)過電壓匹配處理，輸入給解碼芯片pt2272 產(chǎn)生輸出，這個(gè)輸出將cpu從掉電模式中喚醒，使cpu處于正常工作狀態(tài)，cpu接收數(shù)據(jù)，然后cpu對(duì)接收到的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的操作結(jié)果。在不使用遙控發(fā)射器的時(shí)候，固定鍵盤上的任意一個(gè)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)硬件復(fù)位，單片機(jī)從掉電模式轉(zhuǎn)入正常工作模式，完成密碼的比對(duì)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輸出。3 硬件電路的設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)的選擇電子密碼鎖大多采用單片機(jī)作為中央處理器，單片機(jī)體積小卻包含了計(jì)算機(jī)的基本功能部件，能夠滿足很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ布δ艿幕疽?。另一方面，單片機(jī)內(nèi)cpu訪問存儲(chǔ)器、/接口的信息傳輸線（即總線地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）大多數(shù)在芯片內(nèi)部，因此不易受外界的干擾。另外，單片機(jī)內(nèi)部功能強(qiáng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，這也使應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，且性能價(jià)格比高，容易產(chǎn)品化。單片機(jī)種類很多，8位單片機(jī)有mcs-51系列、pic系列等，16位單片機(jī)有intel mcs-96系列等。在本次設(shè)計(jì)中，8位的單片機(jī)就能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。目前，8為單片機(jī)以intel mcs-51系列單片機(jī)的品種最多，接口芯片以及應(yīng)用軟件也非常豐富。at89c52單片機(jī)是一種低功耗、高性能的8位cmos單片機(jī)，它內(nèi)部集成了8kb的flash程序存儲(chǔ)器，這種flash存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除，使程序的調(diào)試非常方便。同時(shí)，at89c52具有以下特點(diǎn)： 與 mcs-51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 8k 字節(jié)在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)器且可反復(fù)擦除 32 個(gè)可編程i/o 口線 三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 八個(gè)中斷源兩級(jí)中斷處理 全雙工uart 串行通道 低功耗空閑和掉電模式 掉電后中斷可喚醒 因此，綜合上述at89c52的特點(diǎn)，選用at89c52單片機(jī)作為遙控接收系統(tǒng)的中央處理器，完全能夠滿足此次設(shè)計(jì)的要求。在選定單片機(jī)以后，即可對(duì)其他各模塊的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。at89c52最小系統(tǒng)主要由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等基本組成，所謂最小系統(tǒng)就是具有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位功能；能夠使用單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；具有基本的人機(jī)交互接口，按鍵輸入，led顯示功能；具有一定的可擴(kuò)展性，單片機(jī)i/o口可方便地與其他電路板連接。 圖3.1 單片機(jī)at89c52引腳圖3.1.1時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路就是產(chǎn)生像時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。任何工作都按時(shí)間順序。用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)間的電路就是時(shí)鐘電路。一般由晶體震蕩器、晶震控制芯片和電容組成。最小系統(tǒng)中的時(shí)鐘電路就是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)的所有操作均在時(shí)鐘脈沖的同步下進(jìn)行，時(shí)鐘電路控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。at89c52內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器，xtal1、xtal2分別是反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件就組成震蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。如下圖3.1所示，片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生電路。片內(nèi)振蕩器的震蕩頻率fosc非常接近晶振頻率，一般多在1.2mhz12mhz 之間選取，這次畢設(shè)用的時(shí)鐘頻率是6mhz。xtal2輸一個(gè)正弦波。圖3.1中c3、c4是反饋電容，其值在5pf30pf之間選擇,其典型值是30pf。c3、c4的大小對(duì)振蕩頻率有微小的影響，本系統(tǒng)采用的是20p f。作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率f起微調(diào)作用（c3、c4大，f變小）在設(shè)計(jì)印制版時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機(jī)芯片靠近，以減小寄生電容，保證振蕩器可靠的工作，一般采用瓷片電容。 圖3.1 時(shí)鐘電路3.1.2復(fù)位電路rst/vpd：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位信號(hào)引腳時(shí)鐘電路工作后，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部進(jìn)行初始復(fù)位，復(fù)位后片內(nèi)寄存器狀態(tài)是一定的。p0p3口輸出高電平，初始值07h寫入堆棧指針sp、清0程序計(jì)數(shù)器pc和其余特殊功能寄存器。但初始值不影響片內(nèi)ram狀態(tài)，只要該引腳保持高電平，mcs-51將循環(huán)復(fù)位。rst/vpd從高電平變成低電平時(shí)，單片機(jī)將從0號(hào)單元開始執(zhí)行程序。另外，該引腳還具有復(fù)用功能，只要將vpd接+5v備用電源，一旦vcc電位突然下降或斷電，能保護(hù)片內(nèi)ram中的信息不會(huì)丟失，復(fù)電后能夠正常工作。單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行前都要復(fù)位，使微處理器和系統(tǒng)中的其他部件都處于初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作。單片機(jī)通常采用上電復(fù)位方式和開關(guān)復(fù)位兩種方式，其電路如圖3.2所示 圖3.2 復(fù)位電路在rst復(fù)位端接74ls04反向器。一個(gè)電阻r2至vss(地),當(dāng)按下復(fù)位鍵時(shí)，74ls04給單片機(jī)的rst端一個(gè)高電平，就能實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位。在上電的瞬間，電容兩端電壓不能突變，倒向器輸入端為低電平，reset保持高電平，隨之5v通過電阻r1給電容充電，倒向器輸入端逐漸上升為高電平，輸出為低電平。倒向器從上電開始輸出一個(gè)完整的正脈沖，只要該脈沖能夠保持10ms以上，就可使cpu有效復(fù)位。所需高電平時(shí)間的長(zhǎng)短與vcc上升時(shí)間和振蕩器起振時(shí)間有關(guān)。圖3.2中r1=51k,r2=200，c4=100nf, c3=22uf。若頻率為12mhz,可以保證可靠的上電復(fù)位。如果頻率降低，可以適當(dāng)加大電容c3。 3.2 遙控發(fā)射模塊此次設(shè)計(jì)中遙控發(fā)射及接收是最主要的兩個(gè)模塊，因此在這對(duì)兩個(gè)模塊方案的選取，也是完成設(shè)計(jì)不可缺少的一部分。在經(jīng)過查詢資料且對(duì)比了一些比較完善的模塊后，最終鎖定在以下兩個(gè)方案：方案一：選用tdc1808發(fā)射模塊和mc145026編碼芯片組合來完成遙控的發(fā)射部分。tdc1808和后面要介紹的tdc1809是一對(duì)應(yīng)用頻率范圍很廣的遙控發(fā)射和接收芯片。發(fā)射模塊tdcl808在出廠時(shí)已將發(fā)射頻率調(diào)在250-350mhz之間，可提供l0種頻率使用。另外tdcl808在使用時(shí)還具有 a、b兩種連接方法：無調(diào)制的信號(hào)或外接各種調(diào)制信號(hào)發(fā)射，例如：音頻調(diào)制或數(shù)碼調(diào)制等。因此可外接各種調(diào)制信號(hào)來構(gòu)成發(fā)射電路。其外形引腳圖如下： 圖 3.3 tdc1808外形引腳圖 tdc1808個(gè)引腳功能為：vcc:電源正極端，工作電壓為312vvss：電源負(fù)極端，通常接地data：數(shù)據(jù)輸入端，一般與編碼器的數(shù)據(jù)輸出端相連第4腳：因?yàn)槭菬o線發(fā)射，所以該腳可有可無，是信號(hào)發(fā)射端發(fā)射頭tdc1808采用的是250mhz超高頻，因此具有很高的抗干擾能力。編碼器mc145026由時(shí)鐘振蕩器、分頻器、地址/數(shù)據(jù)編碼輸入電路以及數(shù)據(jù)選擇與緩沖器等幾部分構(gòu)成。時(shí)鐘振蕩器及分頻器向整個(gè)編碼器提供基準(zhǔn)時(shí)鐘，以協(xié)調(diào)各部分的工作。地址/數(shù)據(jù)編碼輸入電路將輸入的不同地址及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的編碼信號(hào)，以不同脈沖寬度及數(shù)目來表征不同指令。數(shù)據(jù)選擇與緩沖電路將電路的并行碼變?yōu)榇写a并輸出。其引腳圖如下： 圖3.4 mc145026引腳圖則以下是mc145026的各引腳功能：rs，r，c：這三個(gè)引腳是供編碼器振蕩電路外接rc元件。te：發(fā)送控制端，該腳為低電平時(shí)有效，編碼器開始發(fā)送編碼，平常由上拉電阻保持該腳為高電平。d：編碼數(shù)據(jù)輸出端。vss：電源負(fù)極端，通常接地。vdd：電源正極端，工作電壓范圍為4.518v。a0/d0a8/d8：地址/數(shù)據(jù)復(fù)用，編碼后有數(shù)據(jù)輸出端輸出。其中每位都可有三種狀態(tài)：高電平、低電平、開路。利用不同的組合與mc145027配對(duì)可以有不同的編碼。數(shù)據(jù)從第15腳do串行輸出，每位數(shù)據(jù)用兩個(gè)數(shù)字脈沖表示，兩個(gè)連續(xù)的寬脈沖表示“1”，兩個(gè)連續(xù)的窄脈沖表示“0”，一寬一窄則表示“開路”。r，c，rs外接電阻電容決定其內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的振蕩頻率。te為低時(shí)有效，發(fā)送數(shù)據(jù)，1個(gè)發(fā)送周期將9位數(shù)據(jù)a0a8重復(fù)發(fā)送2次。如果te保持低電平，則繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)字，發(fā)送的波形與時(shí)序圖如下： 圖3.5 mc145026的編碼波形不管te在何時(shí)有低電平變?yōu)楦唠娖?，編碼的發(fā)送工作均必須等到當(dāng)前發(fā)送周期結(jié)束以后才能停止。方案二：采用 f05c發(fā)射模塊和pt2262編碼芯片組合來實(shí)現(xiàn)遙控的發(fā)射部分。pt2262/2272是一對(duì)帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射/接收芯片。pt2262發(fā)射芯片地址編碼輸入有“1”、“0”和“開路”三種狀態(tài)，數(shù)據(jù)輸入有“1”和“0”兩種狀態(tài)。由各地址、數(shù)據(jù)的不同接腳狀態(tài)決定，要使解碼芯片pt2272能夠正常地接收并解碼信號(hào)產(chǎn)生輸出就必須使其地址位的狀態(tài)與編碼芯片pt2262的地址狀態(tài)完全相同，也就是說，只要解碼芯片pt2262和編碼芯片pt2272的地址位同時(shí)接地，接高電平或懸空，那么解碼芯片就會(huì)有數(shù)據(jù)輸出。該編碼信號(hào)是從輸出端dout輸出，通過f05c發(fā)射裝置發(fā)射出去。dout輸出的編碼信號(hào)是調(diào)制在38khz載波上的，osc1、osc2外接的電阻決定載頻頻率，一般電阻可在430k470k之間選擇即可。遙控發(fā)射模塊是按鍵、編碼芯片pt2262和無線發(fā)送裝置組成，其電路圖如下： 圖3.6 遙控發(fā)射電路pt2262的10-13腳接的四個(gè)按鍵開關(guān)（即d0-d3），作為數(shù)據(jù)輸入端，隨著按鍵的按下數(shù)據(jù)段輸入也會(huì)隨之變化。15和16腳間連一振蕩電阻，做與pt2272的匹配電阻用，17腳作為數(shù)據(jù)輸出端連接到無線發(fā)射模塊f05c的2腳。pt2262工作時(shí)，由10到13腳輸入的數(shù)據(jù)和地址端的地址在芯片內(nèi)部進(jìn)行編碼，再從17腳輸出至f05c。f05c如下圖所示： 圖3.7 f05c引腳圖f05c是無線電發(fā)射電路中一種新型的發(fā)射模塊，它具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，內(nèi)含隔離調(diào)制電路消除對(duì)射頻電路的影響，信號(hào)直接耦合，性能穩(wěn)定。f05c輸入端平時(shí)應(yīng)處于低電平狀態(tài)，輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)應(yīng)是正邏輯電平，幅度最高不應(yīng)超過f05c的工作電壓。f05c具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，當(dāng)發(fā)射電壓為3v時(shí)，發(fā)射電流約2ma，發(fā)射功率較小，12v為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約5-8ma，大于l2v直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。fo5c系列采用am方式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號(hào)停止，發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與fo5c用電阻而不能用電容耦合，否則fo5c將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近f05的實(shí)際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果，fo5c對(duì)過寬的調(diào)制信號(hào)易引起調(diào)制效率下降，收發(fā)距離變近。當(dāng)高電平脈沖寬度在0.8-1ms時(shí)發(fā)射效果較好，大于1ms后效率開始下降；當(dāng)?shù)碗娖絽^(qū)大于10ms，接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾(即零電平干擾)而引起不解碼。如采用cpu編譯碼可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾，若是通用編解碼器，可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于10ms。顯然，以上兩種方案在功能上相差不大，而且穩(wěn)定性也比較好，在經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查以及大概的設(shè)計(jì)預(yù)算后，決定選擇電路相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)的pt2262與f05c組合成的發(fā)射模塊，不但能夠滿足此次設(shè)計(jì)的要求，且在價(jià)格上也便宜了不少。3.3遙控接收模塊之前，在遙控發(fā)射模塊中介紹了兩種功能相差不大的方案，因?yàn)檫b控的發(fā)射和接收是兩個(gè)對(duì)應(yīng)的模塊，所以在這節(jié)也同樣有兩個(gè)方案。既然前面選擇了pt2262和f05c的配套，那么就可以知道此次設(shè)計(jì)在遙控接收這部分，本人依然會(huì)用pt2272與j04e的組合來完成遙控的接收。同時(shí)，也簡(jiǎn)單介紹一下mc1045207與tdc10889的配套方案。方案一：選用tdc1809接收模塊和mc145027解碼芯片組合來完成遙控的發(fā)射部分。接收模塊tdc1809是與前面介紹的tdc1808配對(duì)的無線電接收模塊，其外形圖如下： 圖3.8 tdc1809 外形引腳圖其各引腳功能為:vcc: 電源正極端，工作電壓為312vvss：電源負(fù)極端，通常接地data：數(shù)據(jù)輸出端，一般與編碼芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接解碼芯片mc145027是與前面所介紹的mc145026對(duì)應(yīng)的一組編碼解碼芯片。其引腳圖如下: 圖3.9 mc145027引腳圖其該芯片的作用與mc145026對(duì)應(yīng)，因?yàn)榍懊嬗羞^介紹，所以在此不再贅述。下面是其各引腳的功能：data in：編碼數(shù)據(jù)輸入端d0d3：對(duì)應(yīng)mc145026的d5d8腳發(fā)出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并且只辨認(rèn)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，當(dāng)mc145026的對(duì)應(yīng)4個(gè)引腳處在“開路”狀態(tài)時(shí)，mc145027解碼為“1”態(tài)電平。r1、c1:這兩個(gè)引腳所接的電阻和電容用于確定接收到的信息是窄脈沖還是寬脈沖。r1、c1時(shí)間常數(shù)應(yīng)為mc145026編碼器時(shí)鐘周期的1.72倍。r2/c2：該引腳連接的電阻與電容用于確定檢測(cè)接收終止與發(fā)送終止。r2、c2時(shí)間常數(shù)應(yīng)為編碼器時(shí)鐘周期的33.5倍。即可以確定引腳上的數(shù)據(jù)是否保持了4個(gè)數(shù)據(jù)周期的低電平，也就是判斷發(fā)送是否結(jié)束。此種方案要求編碼器和解碼器在配合使用時(shí)要求兩者的時(shí)鐘一致，mc145027工作時(shí)，外部數(shù)據(jù)從di輸入，當(dāng)a1a5與編碼器相關(guān)位送來的地址數(shù)據(jù)相同時(shí)，vt電平由低變高，開始接收編碼器送來的數(shù)據(jù)，再由d0d3輸出，以控制相應(yīng)的裝置。由于mc145027只有5個(gè)地址位，最多只能控制243個(gè)分機(jī)。mc145027先接收5個(gè)地址碼，如果與本地址碼一致，則再接收4位數(shù)據(jù)并緩存與內(nèi)部，當(dāng)?shù)诙谓邮盏?個(gè)地址碼仍然與本地址碼一致，再次接收的4位數(shù)據(jù)與前次收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果兩次數(shù)據(jù)一致，則受vt作用將數(shù)據(jù)傳送到輸出數(shù)據(jù)鎖存器。d0d3四個(gè)引腳上有與編碼器相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出，一直保留到下一個(gè)新的數(shù)據(jù)出現(xiàn)。方案二：采用 j04e模塊和pt2272編碼芯片組合來實(shí)現(xiàn)遙控的接收部分。接收控制系統(tǒng)主要由無線電接收電路、解碼電路、單片機(jī)電路、開關(guān)電路組成。接收控制系統(tǒng)主要完成的功能是首先對(duì)接收進(jìn)來的信號(hào)解調(diào)后進(jìn)行解碼，解碼后的數(shù)據(jù)送單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)此數(shù)據(jù)去控制相應(yīng)的開關(guān)進(jìn)行動(dòng)作。該方案的無線電接收電路采用與射頻發(fā)射模塊f05c相配套的射頻接收模塊j04e。j04e具有較寬的接收帶寬，極低功耗，可長(zhǎng)期處于守機(jī)狀態(tài)。j04e輸出端口直接與pt2272的數(shù)據(jù)輸入端口連接，其電路圖如下： 圖3.10 遙控接收模塊原理圖如圖所示，pt2272的各引腳功能如下：a0-a5: 地址輸入端，可編成“1”、“0”和“開路”三種狀態(tài)。要求與pt2262設(shè)定的狀態(tài)一致。 d0-d5: 數(shù)據(jù)輸出端，分暫存和鎖存兩種狀態(tài)。din: 脈沖編碼信號(hào)輸入端。 osc1、osc2: 外接振蕩電阻，決定振蕩的時(shí)鐘頻率。vt: 輸出端，接收有效信號(hào)時(shí)，vt端由低電平變?yōu)楦唠娖健?vdd，vss: 電源+，-輸入端。芯片pt2272是與前面采用的編碼芯片pt2262對(duì)應(yīng)的解碼芯片。它內(nèi)部有地址解碼、振蕩和系統(tǒng)定時(shí)、數(shù)據(jù)檢測(cè)、同步檢測(cè)、控制邏輯、譯碼邏輯電路。pt2272的a0-a7端是芯片的地址碼設(shè)置端口，只有接收端的地址碼和發(fā)射端的地址碼設(shè)置完全相同，輸出端才有輸出信號(hào)。解碼芯片pt2272將數(shù)據(jù)輸入端接收到的信號(hào)，在pt2272芯片內(nèi)部，對(duì)接收到的碼字進(jìn)行解碼，并進(jìn)行地址的對(duì)比，若地址完全相同，則14腳（vt）輸出高電平。d0-d3輸出與無線電發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射的相對(duì)應(yīng)的開關(guān)信息給單片機(jī)電路，由單片機(jī)控制相應(yīng)的開關(guān)電路動(dòng)作。否則，解碼芯片不解碼，單片機(jī)電路不響應(yīng)，開關(guān)電路保持原有的工作狀態(tài)不變。在介紹了pt2272之后，在此要對(duì)j04e信號(hào)接收裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。下圖則為j04e的引腳圖: 圖3.11 j04e封裝及引腳圖j04e采用獨(dú)特的超再生電路結(jié)構(gòu)，smt工藝樹脂封裝，內(nèi)含放大整形，輸出為數(shù)據(jù)信號(hào)直接至解碼器，使用極為方便，是一種性價(jià)比較好的超再生模塊。j04e無信號(hào)時(shí)輸出為零電平狀態(tài)(無噪聲干擾)可適合與單片機(jī)輸入端接口，j04e采用條狀鍍金電感及優(yōu)化電路，無需外接天線，接收靈敏度優(yōu)于j04c，采用一定硬度的鍍金電感調(diào)整接收頻點(diǎn)比采用微調(diào)電容調(diào)頻率的接收電路性能穩(wěn)定，即使強(qiáng)烈振動(dòng)也不用擔(dān)心頻點(diǎn)偏離，j04e具有較寬的接收帶寬，出廠時(shí)已調(diào)在315m，與f05配套基本免調(diào)試，只要電源饋電及引線沒有太大分布參數(shù)即可處于正常接收狀態(tài)，鍍金電感約有5m可調(diào)范圍，安裝時(shí)保持原狀不要輕意變動(dòng)以免頻點(diǎn)偏離，j04e具有極低功耗，3v時(shí)只消耗0.2ma電流，可長(zhǎng)期處于守機(jī)狀態(tài)。由圖3.8可知在解碼芯片pt2272中1-8腳作為地址線，接法同pt2262相同，以保證編解碼地址相同，才能正常解碼。17腳為數(shù)據(jù)輸入端，從這里接收輸入發(fā)射過來的碼字，因此和j04e接收模塊的4腳相連。10-13腳為數(shù)據(jù)輸出端，連至單片機(jī)的i/o口，用作密碼輸入。14腳為vt端，此腳輸出高電平時(shí)，四根數(shù)據(jù)線才會(huì)輸出，從而正常解碼。其中，16腳和15腳連接的是匹配電阻，起作用是確定振蕩的時(shí)鐘頻率。顯然，通過這個(gè)接收模塊的介紹，不難看出，本次設(shè)計(jì)選擇f05c和j04e發(fā)射接收模塊以及pt2262和pt2272編解碼芯片的組合的正確性，可以看到，在電路結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單的同時(shí)，還節(jié)省了不少費(fèi)用。3.4 密碼存儲(chǔ)模塊單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的空間是相互獨(dú)立的。程序存儲(chǔ)器用于存放編好的程序和數(shù)據(jù)表格。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來作為數(shù)據(jù)緩沖器、堆棧、工作寄存器以及軟件標(biāo)志等。為了使無線電遙控密碼鎖能夠在掉電以后仍能保存數(shù)據(jù)信息，因此，有必要對(duì)遙控正常工作所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，例如原始密碼的存儲(chǔ)，因?yàn)槊艽a需要經(jīng)常修改，不可能固化到程序存儲(chǔ)器中。為了縮小體積，本設(shè)計(jì)采用了串行eeprom存儲(chǔ)器24c02，密碼存放在 at24c02中，當(dāng)需要更改或讀取密碼時(shí)，只需對(duì)at24c02 里的數(shù)據(jù)更改或讀取即可。在介紹at24c02前，先介紹一下i2c總線。i2c總線使用兩根信號(hào)線來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，一根是串行數(shù)據(jù)線(sda)，器件要依靠sda發(fā)送的地址信號(hào)尋址，不需要片選線。任何時(shí)刻總線只能由一個(gè)主器件控制，各從器件在總線空閑時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送，由ic總線來決定哪個(gè)主器件控制總線。 sda與scl為雙向i/o線，都是開漏極端(輸出 1時(shí)，為高阻抗?fàn)顟B(tài))。因此i2c總線上的所有設(shè)備的sda、scl引腳都要外接上拉電阻。 ic線的協(xié)議如下： 1) 只有在總線非忙時(shí)才被允許進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 2) 在數(shù)據(jù)傳送時(shí)，當(dāng)時(shí)鐘線為低電平，數(shù)據(jù)線必須為固定狀態(tài)，不允許有跳變。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線的任何電平變化將當(dāng)作總線的啟動(dòng)或停止條件。起始/停止時(shí)序如圖3.11所示。 圖3.12 at24c02起始/停止時(shí)序單片機(jī)at89c52 的p1.5接at24c02 的scl 口作為它的串行移位時(shí)鐘，at89c52 的p1.4 接at24c02 的sda 口作為它的串行數(shù)據(jù)或地址輸入輸出。該電路要注意的是scl、sda 必須加上一上拉電阻，阻值為 10k。如下圖所示： 圖3.13 存儲(chǔ)電路原理圖at24cxx是一種低功耗cmos串行eeprom，典型的型號(hào)有at24c01a/02/04/08/16等5種，它們的存儲(chǔ)容量分別是1024/2048/4096/8192/16384位；也就是128/256/512/1024/2048字節(jié)；使用電壓級(jí)別有5v，2.7v,2.5v,1.8v;本文主要介紹常用的at24c02即256字節(jié)存儲(chǔ)器的使用；它具有工作電壓寬（2.55.5v）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點(diǎn)。at24c02的各引腳功能如下：a0a2：腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址（實(shí)驗(yàn)板中直接接地只有一塊器件）vcc，vss：分別為正、負(fù)電源。sda：串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向i2c總線串行傳送scl：串行時(shí)鐘腳串行輸入輸出數(shù)據(jù)時(shí)，該腳用于輸入時(shí)鐘。 wp：寫保護(hù)端，接地時(shí)允許芯片執(zhí)行一般的讀寫操作。接電源端時(shí)不允許對(duì)器件寫。另外，at24c02中帶有片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個(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。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。3.5 鍵盤及顯示模塊 方案一：采用8279芯片構(gòu)成鍵盤顯示電路。8279芯片是一種專門用于鍵盤、顯示器的接口電路，它用硬件完成對(duì)顯示器和鍵盤的掃描，能識(shí)別鍵盤上閉合鍵的鍵號(hào)，在硬件上它只占用兩個(gè)地址，在軟件上省去了顯示和鍵盤掃描，是用戶程序變得簡(jiǎn)潔、易讀和模塊化，提高cpu的工作效率。8279包括鍵盤輸入和顯示兩個(gè)部分。鍵盤部分提供的掃描方式，可以具有64個(gè)按鍵和傳感器的陳列相連。能自動(dòng)消除開關(guān)抖動(dòng)以及對(duì)n鍵按下采取保護(hù)。顯示部分按掃描方式工作?？梢燥@示8或16位led八段數(shù)碼顯示器。8279芯片和單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)的ale既用做低8位地址的鎖存信號(hào)，也把它接到8279的外時(shí)鐘脈沖信號(hào)的輸入。8279的片選譯碼電路可根據(jù)實(shí)際電路的地址分配設(shè)計(jì)。8279的wr、rd接單片機(jī)的wr、rd ，8279與db0db7的p0口相連。8279的irq經(jīng)非門接到at89c52的int0（p3.2）管腳上，可以實(shí)現(xiàn)鍵盤的查詢和鍵盤中斷。at89c52的ale輸出作為定時(shí)時(shí)鐘從8279 的clk管腳輸入，at89c52的p2.7作為8279的片選信號(hào)（cs）。其具體接法如圖3.14所示。 8279與6個(gè)共陰極顯示器和一個(gè)12鍵的小鍵盤連接。sl0sl2的掃描按編碼方式經(jīng)74ls138譯碼輸出作為鍵盤的行掃描線，同時(shí)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器75451接led顯示器的com端作為顯示器位掃描驅(qū)動(dòng)信號(hào)。outa與outb經(jīng)驅(qū)動(dòng)器74ls244與顯示器的段碼線相連，直接控制顯示字形，鍵盤的列掃描線送回掃描端rl0rl3上。 圖3.14 8279和單片機(jī)的接口電路簡(jiǎn)圖 8279是可編程接口芯片，通過編程使其實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，編程的過程實(shí)際上就是cpu向8279發(fā)送控制指令的過程。在軟件設(shè)計(jì)中，顯示方式采用了8個(gè)字符顯示，左入方式，編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定。由于系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性及速度要求并不十分高，所以時(shí)鐘頻率采用6mhz已足夠了，故程序時(shí)鐘命令字取為2ah，用以保證100khz的內(nèi)部工作頻率。由于采用10ms定時(shí)掃描查詢方式，所以在下次開始掃描時(shí)，先應(yīng)清空8279，清除顯示ram大約需要160s的時(shí)間，在此期間，fi狀態(tài)字的最高位du=1，表示顯示無效，cpu不能顯示ram寫入數(shù)據(jù)，所以清除命令狀態(tài)字取d1h。cpu對(duì)8279的控制是先讀回8279的狀態(tài)字，查看piforam中有無字符，若有將根據(jù)字符個(gè)數(shù)讀出所有字符，并進(jìn)行相應(yīng)處理；若無，則直接返回。cpu對(duì)8279的監(jiān)視采用查詢方式，對(duì)8279分配的數(shù)據(jù)口地址為8000h，狀態(tài)口地址為8001h，cpu每隔10ms定時(shí)中斷查詢一次，所有顯示采用查詢段碼表的方式實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)過程，提高了程序質(zhì)量。方案二：采用hd7279芯片構(gòu)成鍵盤顯示電路，hd7279a是一片具串行接口的，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同時(shí)還可以連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成led顯示、鍵盤接口的全部功能。dig0dig7和sasg鍵盤的列線和行線端口，用來完成對(duì)鍵盤的監(jiān)視，譯碼和鍵值的識(shí)別。dig0dig7為8個(gè)led管的位驅(qū)動(dòng)輸出端，sasg分別為led數(shù)碼管的a段g段的輸出端，dp為小數(shù)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)輸出端。hd7279與單片機(jī)僅需4跟接口線，其中的cs為片選信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)訪問hd7279a即讀鍵號(hào)或?qū)懼噶顣r(shí)，應(yīng)將片選端置為低電平。低電平有效。clk為數(shù)據(jù)串行傳送的同步時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘的上升沿表示數(shù)據(jù)有效。data為串行數(shù)據(jù)端，當(dāng)向hd7279a發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，data為輸入端；當(dāng)hd7279a輸出鍵盤代碼時(shí)，data為輸出端。key為按鍵信號(hào)輸出端，在無鍵按下時(shí)為高電平；而有鍵按下時(shí)此引腳變?yōu)榈碗娖讲⑶乙恢北３值芥I釋放為止。在64陣列鍵盤中每個(gè)鍵的鍵碼是用十六進(jìn)制表示的，可用讀鍵盤數(shù)據(jù)指令讀出，其范圍是00h3fh。hd7279需要一外接的rc震蕩電路以供系統(tǒng)工作，其典型值r=1.5k,c=15pf。reset為復(fù)位端。該端口由低電平變成高電平并保持25ms即復(fù)位結(jié)束。hd7279a片內(nèi)具有驅(qū)動(dòng)電路，它可以直接驅(qū)動(dòng)led數(shù)碼管，使外圍電路變得簡(jiǎn)單可靠。led數(shù)碼管的各段和小數(shù)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)a-g和dp來顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位為1時(shí)，該段點(diǎn)亮，為0時(shí)則不亮。該指令簡(jiǎn)單方便，通過造字形表，可以顯示所需的字符。字形碼表如表3-1所示： 表3-1 字形碼表顯示字符顯示碼顯示字符顯示碼07eh87fh130h97bh26dhg5fh379ho1dh433hd3dh55bhp67h65fhl16h770h熄滅碼00h7279在應(yīng)用中，無需用到的鍵盤和數(shù)碼管可以不連接。八個(gè)下拉電阻和八個(gè)鍵盤連接位選線digo-dig7的八個(gè)電阻，應(yīng)按照一定的比例關(guān)系，典型值為10倍，如下拉電阻的取值范圍是10k-100k，則位選電阻的取值范圍是1k-10k。使用7279時(shí)要注意不能同時(shí)安下多各鍵，因?yàn)?279只能給出其中一個(gè)鍵的代碼。根據(jù)以上分析，只要將7279的cs、clk、data、key引腳分別接到單片機(jī)的p1.0p1.3即可，這樣本次設(shè)計(jì)的鍵盤顯示模塊就基本完成。本系統(tǒng)的鍵盤顯示電路僅使用了16 鍵中的14個(gè)鍵和8個(gè)數(shù)碼管。其中的10個(gè)鍵為數(shù)字顯示鍵，還有四個(gè)鍵分別設(shè)置為：確定、重置、密碼的修改鍵和輸入鍵。 圖3.15 7279鍵盤顯示經(jīng)過綜合比較，7279和8279都具有電路結(jié)構(gòu)清晰、抗干擾能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)合理、軟件實(shí)現(xiàn)容易、穩(wěn)定性和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，也都符合本設(shè)計(jì)的要求。但8279取材比較困難以及對(duì)8279也不太熟悉，另外，7279只需4根線就可以完成和單片機(jī)的連接（如圖3.15），而8279就不能夠做到，所以采用7279為單片機(jī)省去了不少接口，也就沒必要使用擴(kuò)展i/o口了。因此在本次設(shè)計(jì)中使用了7279芯片來實(shí)現(xiàn)鍵盤的顯示。3.6 報(bào)警電路本次設(shè)計(jì)中要應(yīng)用到報(bào)警模塊，主要是給用戶一個(gè)反饋開鎖狀態(tài)的信息。當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，就需要通過軟件使單片機(jī)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器，從而使得用戶知道輸入的密碼是錯(cuò)誤的。當(dāng)密碼輸入正確的時(shí)候，繼電器開鎖，led燈亮，這將在后面的開鎖電路中介紹。對(duì)于報(bào)警模塊，一般采用蜂鳴器作為發(fā)聲器來報(bào)警。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，其廣泛用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電話機(jī)等電子產(chǎn)品中作為發(fā)聲器。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成，當(dāng)接通電源后（1.515v直流工作電壓），多諧振蕩器起振，輸出1.52.5khz的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴器發(fā)聲。本次設(shè)計(jì)采用電磁式蜂鳴器作為發(fā)聲裝置。其發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜片發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)i/o引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的ttl電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。如圖3.16所示，通過一個(gè)三極管s8050來放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。 圖3.16 報(bào)警電路 蜂鳴器的正極接到三極管的集電極，蜂鳴器的負(fù)極接地。三極管的基極b經(jīng)過限流電阻r24后由單片機(jī)的p2.7引腳控制，當(dāng)p2.7輸出高電平時(shí)，三極管q2截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)p2.7輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，可以通過程序控制p2.7腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。另外，程序中改變單片機(jī)p2.7引腳輸出的波形頻率，就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào)，產(chǎn)生各種不同音色、音調(diào)的聲音。還有，改變p2.7輸出電平的高低電平