單片機(jī)控制的多功能密碼鎖的設(shè)計(jì).doc

大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要摘要隨著科技的日益發(fā)展，電子密碼控制系統(tǒng)已越來越符合人們的要求。本文介紹了基于單片機(jī)和串行eeprom的智能密碼控制系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。該系統(tǒng)采用at89s51單片機(jī)和at24c01串行eeprom,通過at89s51模擬i2c總線和at24c01通訊,實(shí)現(xiàn)密碼控制的功能。本文從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用美國atmel公司的單片機(jī)at89s51作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，結(jié)合外圍的矩陣鍵盤輸入、led顯示、報(bào)警、開鎖等，用c語言編寫主控芯片的控制程序與eeprom讀寫程序相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一款可以多次更改密碼，具有報(bào)警功能的電子密碼控制系統(tǒng)。這種電路設(shè)計(jì)具有防試探按鍵輸入、智能控制上鎖、開鎖、報(bào)警、修改密碼等多種功能。密碼長度可變、保密性強(qiáng)、靈活性高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該密碼控制系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)方法合理，簡單易行，成本低，安全使用等特點(diǎn)，符合車輛、辦公室用鎖要求，具有推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞： 密碼控制；單片機(jī)；eeprom讀寫程序；報(bào)警- 21 -大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要abstractas the development of science and technology day by day, the key control system is more in line with the requirements of people. the paper presents a cryptographic smart password control based on mcu and serial eeprom, describes hardware structure and software design of the system. it adopts at89s51 and at24c01, realizes the function of cryptographic smart password control. at89s51 communicates with at24c01 by i2c bus to achieve the password control function.this article from the economical and practical point of view, the use of the united states atmel corporation at89s51 microcontroller as a master chip and the data memory unit, combined with the external matrix keyboard input, led digital display, alarm, unlock and so on, dominated by the c programming language chip eeprom of the control procedures and the combination of reading and writing program designed to change a password many times, the police function with the electronic the password control. this circuit design with anti-test button input, intelligent control lock, unlock, alarm, multiple functions, such as change password. password length can be changed, even more secret and flexible than others.experiments show that the password control system is characterized by its reasonable designing methods, simple operation, low cost and property of safety and practicalitybesides，the password control can be used in the office and has great potential for commercial developmentkey words：password control; single-chip; eeprom read and write procedures; alarm大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄目錄摘要iabstractii目錄iii第一章 引言- 1 -1.1選題背景- 1 -1.2電子密碼控制簡介- 1 -1.3電子密碼控制的發(fā)展趨勢(shì)- 1 -1.4本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)- 2 -第二章 電話報(bào)警電路的設(shè)計(jì)- 3 -2.1 電話報(bào)警電路總圖- 3 -2.2 模擬摘機(jī)電路設(shè)計(jì)- 4 -2.3 dtmf信號(hào)輸出放大電路的設(shè)計(jì)- 5 -2.4 mt8880的介紹- 5 -第三章 語音錄放電路的設(shè)計(jì)- 7 -3.1 isd1760功能概述- 7 -3.2 isd1760使用要點(diǎn)- 8 -3.3 isd1760的外圍電路設(shè)計(jì)- 8 -第四章 音頻放大和聲控報(bào)警電路的設(shè)計(jì)- 9 -4.1 音頻放大電路的設(shè)計(jì)- 9 -4.2 聲控報(bào)警電路- 9 -4.3掉電保護(hù)電路的設(shè)計(jì)- 10 -第五章 程序設(shè)計(jì)- 12 -5.1 按鍵功能設(shè)計(jì)- 12 -5.2功能開鎖模塊的程序設(shè)計(jì)- 12 -第六章 鍵盤輸入和顯示電路的設(shè)計(jì)- 16 -6.1 鍵盤輸入部分的設(shè)計(jì)- 16 -6.2 顯示部分的設(shè)計(jì)- 17 -第七章 結(jié)束語- 18 -參考文獻(xiàn)- 19 -致 謝- 20 -附錄- 21 -大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第一章 引言第一章 引言1.1 選題背景在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼控制系統(tǒng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼控制系統(tǒng)，克服了機(jī)械式密碼控制的密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使電子密碼控制系統(tǒng)無論在技術(shù)上還是在性能上都大大提高了一步。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼控制系統(tǒng)，它除具有傳統(tǒng)電子密碼控制系統(tǒng)的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼控制系統(tǒng)具有很高的安全性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。1.2 電子密碼控制簡介電子密碼控制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(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。電子密碼控制不論性能還是安全性都已大大超過了機(jī)械類。其特點(diǎn)如下：1) 保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)械控制。隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零。2) 密碼可變，用戶可以隨時(shí)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控制的保密性下降。3) 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)。4) 無活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長。5) 使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。6) 電子密碼控制系統(tǒng)具有操作簡單易行，一學(xué)即會(huì)的特點(diǎn)。1.3 電子密碼控制的發(fā)展趨勢(shì)由于電子器件所限，以前開發(fā)的電子密碼控制系統(tǒng)，其種類不多，保密性差，最基本的就是只依靠最簡單的模擬電子開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的，制作簡單但很不安全，后來便是基于eda來實(shí)現(xiàn)的，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電子元件繁多，也有使用早先的20引腳的2051系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，但密碼簡單，易破解。隨著電子元件的進(jìn)一步發(fā)展，電子密碼控制系統(tǒng)也出現(xiàn)了很多的種類，功能日益強(qiáng)大，使用更加方便，安全保密性更強(qiáng)，由以前的單密碼輸入發(fā)展到現(xiàn)在的，密碼加感應(yīng)元件，實(shí)現(xiàn)了更為真正的電子加密，用戶只有密碼或電子鑰匙中的一樣，是打不開鎖的，隨著電子元件的發(fā)展及人們對(duì)保密性需求的提高出現(xiàn)了越來越多的電子密碼控制系統(tǒng) 。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時(shí)間等要素均可成為電子信息，組合使用這些信息能夠使電子防盜密碼控制獲得更高的保密性，如防范森嚴(yán)的金庫，需要使用復(fù)合信息密碼的電子防盜密碼控制系統(tǒng)。組合使用信息也能夠使電子防盜密碼控制系統(tǒng)獲得無窮擴(kuò)展的可能?？梢钥闯鼋M合使用電子信息是電子密碼控制系統(tǒng)今后發(fā)展的趨勢(shì) 。1.4 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，組成電子密碼控制系統(tǒng)，用戶想要打開鎖，必先通過提供的鍵盤輸入正確的密碼才可以，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(shí)候需要二次確認(rèn)，以防止誤操作。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第二章 電話報(bào)警電路的設(shè)計(jì)第二章 電話報(bào)警電路的設(shè)計(jì)2.1 電話報(bào)警電路總圖 電話報(bào)警電路如圖2-1所示。該電路主要完成模擬摘機(jī)、線路狀態(tài)檢測(cè)與dtmf撥號(hào)功能。mt8800以dtmf撥號(hào)方式撥打預(yù)先存儲(chǔ)的電話號(hào)碼。tone輸出的dtmf信號(hào)經(jīng)過音頻放大電路放大后發(fā)送到電話線上（否則交換機(jī)不能識(shí)別所發(fā)送的號(hào)碼數(shù)據(jù)）。圖2-1 電話報(bào)警電路2.2 模擬摘機(jī)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)控制mt8880發(fā)送或接受dtmf信號(hào)前，需要進(jìn)行模擬摘機(jī)。實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)的電路如圖2-2所示。其中，整流橋bridge1可以調(diào)整電話線直流電壓極性，r12為模擬摘機(jī)電阻。tel端加低電平時(shí)，三極管2n5551和2n5401均處于截止?fàn)顟B(tài)，直流環(huán)路斷開，反饋電流為零，交換機(jī)檢測(cè)到未摘機(jī)；tel端加高電平時(shí)，2n5551和2n5401均飽和導(dǎo)通，直流環(huán)路接通，將r12接入電話線兩端，電話線上電壓由50v降低到34v，環(huán)路內(nèi)產(chǎn)生大于10ma的反饋電流，交換機(jī)檢測(cè)到摘機(jī)。實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)的電路如圖2-2所示圖 2-2 模擬摘機(jī)電路2.3 dtmf信號(hào)輸出放大電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)控制mt8880產(chǎn)生的dtmf信號(hào)由tone端輸出，幅值為550mv（測(cè)量波形時(shí)，將tone端對(duì)地接一個(gè)10k的電阻，示波器要用隔離變壓器隔離或者與電話線斷開，否則示波器的接地端將短接電話線的直流電壓）；而交換機(jī)能夠檢測(cè)到的有效dtmf信號(hào)幅值為2.5v,因此，mt8880產(chǎn)生的dtmf信號(hào)需要經(jīng)過放大才能被交換機(jī)識(shí)別。這里選擇三極管2n5551作為放大元件，放大電路的放大倍數(shù)設(shè)為5，經(jīng)過放大后，發(fā)送到電話線上的信號(hào)約為3v（允許存在失真現(xiàn)象，不影響正常撥號(hào)），能被交換機(jī)識(shí)別。dtmf信號(hào)放大電路如圖2-3所示。圖2-3 dtmf信號(hào)放大電路2.4 mt8880的介紹mt8880是zarlink公司生產(chǎn)的集成dtmf信號(hào)的編碼和解碼芯片。該芯片具有集成度高，功耗低，可編程控制等特點(diǎn)，能夠與多種單片機(jī)接口實(shí)現(xiàn)dtmf信號(hào)發(fā)送、接收和狀態(tài)檢測(cè)等功能。 電源端vdd為芯片工作的電源電壓，使用5v電壓。vss接地。vref為芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓輸出端。由vdd和vss產(chǎn)生，通常為vdd/2，可作為芯片內(nèi)部運(yùn)放的偏置電壓。數(shù)據(jù)端in+為dtmf信號(hào)的同向放大輸入端，in為反向放大輸入端。d0d3為4位數(shù)據(jù)總線，與ttl電平兼容。當(dāng)片選信號(hào)無效或12腳為低電平時(shí)，總線處于高阻態(tài)。tone為dtmf信號(hào)輸出端。控制端cs為片選信號(hào)輸入端，低電平有效。r/w為讀寫信號(hào)輸入端，與ttl電平兼容。gs為增益選擇端。該端外接反饋電阻與運(yùn)放輸入端的電阻產(chǎn)生前置dtmf放大信號(hào)。irq/cp為中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出端/呼叫處理模式信號(hào)輸出端。漏極開路輸出，使用時(shí)外接3到10k的上拉電阻。在dtmf模式下，當(dāng)接收到一個(gè)有效的dtmf信號(hào)時(shí)，該端輸出一個(gè)負(fù)脈沖；在cp模式下，中斷方式有效，當(dāng)檢測(cè)到電話線路上的不同信號(hào)時(shí)，該端輸出不同頻率的矩形波信號(hào)。est為初始控制輸出端。檢測(cè)到有效的dtmf信號(hào)，est輸出高電平；否則輸出低電平。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第三章 語音錄放電路的設(shè)計(jì)第三章 語音錄放電路的設(shè)計(jì)語音錄放電路如圖3-1所示。對(duì)isd1760的錄音操作，使用獨(dú)立按鍵操作方式，持續(xù)按下sc_3鍵，從mk端輸入語音信號(hào)，d1_c的led燈亮，表示正在錄音。放音操作由單片機(jī)通過spi總線控制。由tone輸出的語音信號(hào)經(jīng)過音頻放大電路放大后發(fā)送到電話線上。圖 3-1 語音錄放電路3.1 isd1760功能概述 isd1760是nuvoton公司出產(chǎn)的一款高質(zhì)量、高集成度的單片多信息語音錄放芯片。芯片內(nèi)部包含自動(dòng)增益控制、麥克風(fēng)前置放大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)線路、振蕩器和內(nèi)存等電路單元，適用于多種電子系統(tǒng)。該芯片可以實(shí)現(xiàn)錄放語音10萬次，存儲(chǔ)內(nèi)容可掉電保存；音質(zhì)好，電源電壓范圍寬；控制方式靈活方便，可通過獨(dú)立按鍵模式或spi模式分別控制，實(shí)現(xiàn)語音錄放，擦除等操作；語音信號(hào)輸入方式有mic和anain兩種錄音模式；調(diào)節(jié)采樣電阻值可改變采樣頻率，同時(shí)可改變錄放音時(shí)間長短。3.2 isd1760使用要點(diǎn) isd1760的引腳結(jié)構(gòu)及功能如下：（1）電源端：vccd為數(shù)字電源電壓端。vcca為模擬電源電壓端。vccp為pwm喇叭驅(qū)動(dòng)電源端。在實(shí)際應(yīng)用中，vccd、vcca和vccp連接在一起，提供芯片工作電壓，電壓輸入范圍為2.4v到5.5v，一般使用5v電壓。在pcb布線時(shí)vccd、vcca和vccp采用單點(diǎn)接電源方式，并與接地端之間并入10uf的極性電容和0.1uf的瓷片電容。vssp1為pwm喇叭正極驅(qū)動(dòng)地端。vssp2為喇叭負(fù)極驅(qū)動(dòng)地端。vssa為模擬電源地端，vssd為數(shù)字電源地端。在pcb布線時(shí)，vssp1、vssp2、vssa、vssd之間采用單點(diǎn)接地方式。（2）信號(hào)端：anain為模擬信號(hào)輔助輸入端。當(dāng)芯片處于錄音或直通方式時(shí)，輔助輸入模擬信號(hào)。mic+為麥克風(fēng)差分信號(hào)同向輸入端。mic-為麥克風(fēng)差分信號(hào)反向輸入端。sp+為喇叭正極輸出端。sp-為喇叭負(fù)極輸出端。aud/aux為輔助輸出端。aud為單端電流輸出，aux為單端電壓輸出，默認(rèn)設(shè)置為aud輸出。int/rdy為工作狀態(tài)指示信號(hào)輸出。輸出低電平表示當(dāng)前芯片忙，輸出高電平表示當(dāng)前芯片空閑。該端為漏極開路輸出，使用時(shí)需要外接3k到10k的上拉電阻。led為工作狀態(tài)指示輸出，低電平有效。（3）控制端：reset為復(fù)位信號(hào)輸入端，低電平有效。ss為spi借口的片選信號(hào)輸入端，低電平有效。sclk為spi接口的串行時(shí)鐘信號(hào)輸入端，低電平有效。miso為spi接口的數(shù)據(jù)輸出端，mosi為spi借口的數(shù)據(jù)輸入端。agc為自動(dòng)增益控制端。rosc為外接震蕩電阻輸入端，外接電阻大小決定isd1760的采樣頻率。vol為音量控制端，低電平有效。ft為直通方式控制端，低電平有效。play為放音控制端，低電平有效。rec為錄音控制端，低電平有效。erase為擦除控制端，低電平有效。pwd為快進(jìn)控制端，低電平有效。3.3 isd1760的外圍電路設(shè)計(jì)外圍電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于isd1760與單片機(jī)接口的設(shè)計(jì)。這里選擇isd1760的spi工作方式，需要利用單片機(jī)的i/o口模擬spi接口。為了方便設(shè)置isd1760的采樣頻率，電路提供四個(gè)可選的震蕩電阻，分別為53k、82k、100k、160k，這里選擇82k語音信號(hào)由麥克風(fēng)輸入，由sp+和sp-輸出。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第四章 音頻放大和聲控報(bào)警電路的設(shè)計(jì)第四章 音頻放大和聲控報(bào)警電路的設(shè)計(jì)4.1 音頻放大電路的設(shè)計(jì)音頻放大電路如圖4-1所示，采用單管反向放大電路實(shí)現(xiàn)音頻放大。由于語音信號(hào)和dtmf信號(hào)均屬于音頻信號(hào)的頻率范圍，因此可以共用一個(gè)放大電路。音頻信號(hào)只取決于頻率大小，與相位無關(guān)，所以反向放大對(duì)音頻信號(hào)和dtmf撥號(hào)沒有影響。圖 4-1 音頻放大電路放大倍數(shù)的計(jì)算4.2 聲控報(bào)警電路聲控報(bào)警電路如圖4-2所示，在p14端輸入低電平時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。圖4-2 聲控報(bào)警電路4.3掉電保護(hù)電路的設(shè)計(jì)圖4-3 掉電保護(hù)電路掉電保護(hù)電路如圖4-3所示，系統(tǒng)采用eprom芯片at24c08b的wp端接gnd。4.3.1 at24c08b功能概述 at24c08b是一種8k的兩線制串行eeprom，它的工作電壓范圍寬，可適用于標(biāo)準(zhǔn)電壓和低電壓操作，可以很方便的應(yīng)用到低功耗，低電壓場(chǎng)合；內(nèi)部采用施密特觸發(fā)器過濾輸入的數(shù)據(jù)，可以很好的抑制噪聲干擾；帶數(shù)據(jù)硬件寫保護(hù)功能。4.3.1 at24c08b的引腳及其功能電源端：vcc為芯片工作電源電壓，電壓范圍1.8-5.5v。gnd為接地端?？刂贫耍簊cl為串行時(shí)鐘輸入端。在數(shù)據(jù)的上升沿，數(shù)據(jù)寫入每個(gè)eeprom單元；在時(shí)鐘的下降沿，數(shù)據(jù)從每個(gè)eeprom單元中讀取。應(yīng)用時(shí)應(yīng)在該端外加上拉電阻1k-10k。地址輸入端：a2 a1 a0為地址輸入端。這些引腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址。在同一i2c總線上，最多只能連接兩個(gè)at24c08b器件，則a2可以直接接地。寫保護(hù)端：wp為寫保護(hù)端。該端接vcc時(shí)，所有的存儲(chǔ)單元都被寫保護(hù)，只允許進(jìn)行讀操作；該端接地時(shí)，允許器件進(jìn)行正常的讀寫操作。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第五章 程序設(shè)計(jì)第五章 程序設(shè)計(jì)5.1 按鍵功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)20個(gè)按鍵的功能定義如圖5-1所示。k0-k14為數(shù)字鍵0-e，其中0-e用于設(shè)置密碼，0-9用于設(shè)置電話號(hào)碼；其他5個(gè)鍵作為功能鍵，用于基本操作的選擇。單獨(dú)的矩陣鍵盤是非編碼鍵盤，連接ch451使用時(shí)，ch451提供內(nèi)部編碼。0 123456789abcde密碼更改電話更改開鎖取消確定圖 5-1 20個(gè)按鍵的功能定義5.2 功能開鎖模塊的程序設(shè)計(jì)5.2.1 密碼輸入的程序設(shè)計(jì)在開鎖，密碼更改或手機(jī)號(hào)碼更改時(shí)，都需要輸入密碼，也就是調(diào)用密碼輸入子程序。密碼輸入操作過程如下：輸入六位密碼后按下“確定”鍵，若密碼正確，則密碼正確標(biāo)志位置1；若密碼錯(cuò)誤，則錯(cuò)誤次數(shù)加1，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤累計(jì)超過3次時(shí)，密碼正確標(biāo)志位清0。若按下取消鍵，則退出密碼輸入操作。密碼輸入子程序的流程圖如圖5-2所示。密碼輸入子程序取消？輸入六位密碼確定？密碼正確？密碼輸入次數(shù)+1累計(jì)錯(cuò)誤次數(shù)=3？密碼正確標(biāo)志位置1密碼正確標(biāo)志位清零返回圖 5-2 密碼輸入子程序流程圖5.2.2 開鎖的程序設(shè)計(jì)開鎖的過程如下：若輸入密碼正確，則密碼錯(cuò)誤次數(shù)清零，并發(fā)出開鎖信號(hào)開鎖；若密碼輸入錯(cuò)誤的累計(jì)次數(shù)超過三次，則進(jìn)行聲光和電話報(bào)警。開鎖的子程序流程如圖5-3所示。密碼正確？調(diào)用密碼輸入子程序輸入次數(shù)清零開鎖返回累計(jì)錯(cuò)誤次數(shù)=3？開鎖子程序調(diào)用聲光和電話報(bào)警子程序圖 5-2 開鎖子程序流程圖5.2.3 密碼更改的程序設(shè)計(jì)密碼更改要求先輸入原始密碼，具體操作過程如下：若輸入的原始密碼正確，密碼錯(cuò)誤次數(shù)清零，輸入新密碼后按下確定鍵，密碼更改完成。若按下取消鍵則退出密碼更改操作。若密碼輸入錯(cuò)誤次數(shù)超過3次，則進(jìn)行聲光和電話報(bào)警。密碼更改子程序調(diào)用密碼輸入子程序密碼正確？顯示hello輸入新密碼保存密碼返回調(diào)用報(bào)警子程序圖 5-4 密碼更改子程序流程圖5.2.4 手機(jī)號(hào)碼更改的程序設(shè)計(jì) 手機(jī)號(hào)碼更改要求輸入原始密碼，若密碼正確，密碼輸入錯(cuò)誤次數(shù)清零，顯示hello，輸入新的手機(jī)號(hào)碼后按下確認(rèn)鍵，手機(jī)號(hào)碼更改完成。手機(jī)號(hào)碼更改的子程序流程圖與密碼更改的子程序流程圖相同，這里不在重復(fù)。圖 5-3 電壓/電流轉(zhuǎn)換電路大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第六章 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)第六章 鍵盤輸入和顯示電路的設(shè)計(jì)作為整個(gè)系統(tǒng)來講，鍵盤輸入和顯示電路的設(shè)計(jì)是必不可少的。這里使用矩陣鍵盤輸入模式和功耗低且價(jià)格低的led作為顯示器件，設(shè)計(jì)簡單，使用方便，而且使用壽命比lcd的使用壽命長，比較實(shí)用。6.1 鍵盤輸入部分的設(shè)計(jì)這里選擇ch451l作為鍵盤輸入和驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的核心芯片。ch451l是一個(gè)整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制的多功能外圍芯片。ch451l內(nèi)置震蕩電路，內(nèi)部具有8個(gè)8位能保存數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寄存器，內(nèi)部具有推挽式大電流驅(qū)動(dòng)級(jí)，可以驅(qū)動(dòng)8位最大兩英寸的數(shù)碼管或者64個(gè)led發(fā)光管，并具有bcd譯碼，閃爍，移位等功能。同時(shí)還可以進(jìn)行64鍵的鍵盤掃描，內(nèi)置去抖電路。ch451l竄行接口由硬件實(shí)現(xiàn)，可以頻繁的通過可級(jí)聯(lián)的串行接口與單片機(jī)高速交換數(shù)據(jù)，而絕對(duì)不會(huì)降低ch451l的工作效率，提供上電復(fù)位和看門狗等監(jiān)控功能。 關(guān)于鍵盤輸入部分的設(shè)計(jì)請(qǐng)參看下一章第一節(jié)。6.2 顯示部分的設(shè)計(jì)ch451l可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)共陰極數(shù)碼管，本設(shè)計(jì)選用2個(gè)四位連體的共陰極數(shù)碼管，型號(hào)為hs420361k。所有數(shù)碼管的相同段引腳并聯(lián)后通過串聯(lián)的限流電阻連接ch451l的段驅(qū)動(dòng)引腳seg0seg7，各數(shù)碼管的陰極分別由ch451l的dig0dig7引腳進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。串接限流電阻的阻值越大，則驅(qū)動(dòng)電流越小，數(shù)碼管的顯示亮度越低，阻值范圍一般為601k，在其他條件相同的情況下，應(yīng)該優(yōu)先選擇阻值大的電阻。在5v電源電壓下，串接200電阻通常對(duì)應(yīng)的段電流為13ma。在數(shù)碼管的面板布局上，建議數(shù)碼管按照從左到右的布局，以便匹配顯示的需要。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第七章 結(jié)束語第七章 結(jié)束語在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過對(duì)各部分電路的設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到如何做好一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，詳細(xì)查詢了各部分相關(guān)的知識(shí)，使我對(duì)單片機(jī)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子技術(shù)等知識(shí)有了進(jìn)一步的了解。同時(shí)，使我們所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際的科技開發(fā)結(jié)合起來，通過理論與實(shí)際的結(jié)合，提高了我們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和實(shí)際動(dòng)手能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，通過對(duì)設(shè)計(jì)方法的了解，設(shè)計(jì)步驟的選擇，使我對(duì)設(shè)計(jì)有了總體的把握，對(duì)后面具體的實(shí)施有了可靠的保證；在設(shè)計(jì)中，通過對(duì)設(shè)計(jì)原理的思考，原理圖的繪制，電路板的制作，電路的調(diào)試，基本上了解和掌握了科技開發(fā)的基本方法和步驟，為畢業(yè)后工作與學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。但是，由于作者水平有限，在本設(shè)計(jì)中疏忽、錯(cuò)誤之處難免，希望老師和同學(xué)給予批評(píng)、指正。大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)1 董傳岱，于云華. 數(shù)字電子技術(shù). 東營：石油大學(xué)出版社，20012 劉潤華，劉立山. 模擬電子技術(shù). 東營：石油大學(xué)出版社，20013 王兆安，黃俊. 電力電子技術(shù)（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20004 陳治明 主編. 電力電子器件基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19925 侯振義 主編. 直流開關(guān)電源技術(shù)及應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，20066 李序葆，趙永健. 電力電子器件及其應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19967 于安紅 主編. 簡明電子元器件手冊(cè). 上海：上海交通大學(xué)出版社，20058 王新賢 主編. 通用集成電路速查手冊(cè). 濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，20029 常健生 主編. 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200510 曲學(xué)基 主編. 新編高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源. 北京：電子工業(yè)出版社，200511 bord d.m., novotny d.w. current control of vsi-pwm inverter. ieee trons.ia,1985,21(2)12 rashid mh. power electronics. prentice-hall, inc, 198813 leonhard, w. control of electrical drives 3rd ed. springer-verlag, 2001大連水產(chǎn)學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 致謝致 謝作者在設(shè)計(jì)的過程中，得到了張老師的精心指導(dǎo)。四個(gè)月來，從設(shè)計(jì)方案的構(gòu)思，到各部分電路的原理分析和參數(shù)計(jì)算，再到論文定稿，都凝聚著老師的心血和教誨。特別是原理分析部分和參數(shù)計(jì)算過程，老師都仔細(xì)給予了指導(dǎo)。張老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，從事工程設(shè)計(jì)開發(fā)多年，經(jīng)驗(yàn)豐富，為我營造了一種良好的精神氛圍。從設(shè)計(jì)一開始程老師就告訴我們“授人以魚不如授人以漁”的道理，使我意識(shí)到做設(shè)計(jì)不是摘摘抄抄就可以完成的，要自己真正下工夫。在做設(shè)計(jì)的這些天里，每當(dāng)遇到困難時(shí)，程老師都給予了大力的支持，使我不僅接受了全新的思想觀念，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。值此論文完稿之際，謹(jǐn)向尊敬的導(dǎo)師表示最誠摯的謝意。衷心地感謝所有幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們。附錄附錄#include #include function_test.h#include at24c_bc.h#include ch451.h#include isd1760.h#include mt8880send.h/ 主程序/void main (void) tel = 0; / 模擬掛機(jī)delay_50ms(4); / 跳過ch451復(fù)位過程softreset_at24c();/ 軟件復(fù)位24c08bch451_init(); / ch451初始化 isd_init(); / isd1760初始化mt8880_init(); / mt8880初始化leddispp = 0; / 初始選擇數(shù)碼管位7為顯示位置errtimes = 0; / 輸入密碼錯(cuò)誤次數(shù)統(tǒng)計(jì)清零pwrightf = 0; / 密碼正確與否標(biāo)志位,=1表示輸入的密碼正確 cancelf = 0; / 取消鍵是否按下標(biāo)志位,=1表示取消鍵按下enterf = 0; / enterf=0,表示確認(rèn)鍵沒有按下;enterf=1,表示確認(rèn)鍵有按下disp_(); / 顯示8個(gè)-ea = 1; / 開總中斷 while (1) keyscan();/ 按鍵掃描 switch (key_value)/ 由鍵值散裝 case 0x0f:pwalter();break; / 密碼更改case 0x10:mobnumatler();break;/ 手機(jī)號(hào)碼更改 case 0x11:simunlock();break; /開鎖 void start_at24c (void)vsda = 1;vscl = 1; / scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)delay_nop;/ 起始信號(hào)的最小建立時(shí)間:0.25us(5v),0.6us(/5v)vsda = 0;/ sda的下降沿發(fā)送起始信號(hào)delay_nop;/ 起始信號(hào)的最小保持時(shí)間:0.25us(5v),0.6us(/5v)vscl = 0;/ 箝住總線,為發(fā)送器件地址做準(zhǔn)備;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v),由ret實(shí)現(xiàn)/-/ void stop_at24c (void)/-/ 函數(shù)功能: 單片機(jī)發(fā)送停止信號(hào)/void stop_at24c (void)vsda = 0;vscl = 1;/ scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)delay_nop;/ 停止信號(hào)的最小建立時(shí)間:0.25us(5v),0.6us(/5v)vsda = 1;/ sda的上升沿發(fā)送停止信號(hào)delay_nop;/ 新的發(fā)送開始前總線最小空閑時(shí)間:1.2us(5v),0.5us(/5v)/vsda=0;vscl = 0;/ 箝住總線,為新的發(fā)送做準(zhǔn)備;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v),由ret實(shí)現(xiàn)/-/ void ack_at24c (void)/-/ 函數(shù)功能: 單片機(jī)發(fā)送應(yīng)答信號(hào)注意事項(xiàng): 單片機(jī)讀1b數(shù)據(jù)后發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)/void ack_at24c (void)vsda = 0;vscl = 1;/ scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)delay_nop;vscl = 0;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v)vsda = 1;/-/ void notack_at24c (void)/-/ 函數(shù)功能: 單片機(jī)發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)/ 入口參數(shù): 無/ 返回參數(shù): 無/ 全局變量: 無/ 調(diào)用模塊: 無 / 注意事項(xiàng): 單片機(jī)讀數(shù)據(jù)停止前發(fā)送一個(gè)非應(yīng)答信號(hào)/-void notack_at24c (void)vsda = 1;vscl = 1;/ scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)delay_nop;vscl = 0;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v)vsda = 0;/-/ void checkack_at24c (void)/-/ 函數(shù)功能: 單片機(jī)檢查at24c送來的應(yīng)答信號(hào)/ 入口參數(shù): 無/ 返回參數(shù): 無/ 全局變量: revackf:收到at24c應(yīng)答信號(hào)的標(biāo)志位,為0表示收到/ 調(diào)用模塊: 無 / 注意事項(xiàng): 單片機(jī)寫1個(gè)地址/數(shù)據(jù)后檢查/-void checkack_at24c (void)vsda = 1;/ 置sda為輸入口vscl = 1;/ 使sda上數(shù)據(jù)有效;scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)revackf = 0;/預(yù)設(shè)單片機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)if (vsda)/檢查sda狀態(tài),有應(yīng)答則revackf=0revackf = 1;/ 無應(yīng)答則revackf=1vscl = 0;/ 箝住總線,為新的發(fā)送做準(zhǔn)備;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v),由ret實(shí)現(xiàn)/-/ void softreset_at24c (void)/-/ 函數(shù)功能: 單片機(jī)軟件復(fù)位at24c/ 入口參數(shù): 無/ 返回參數(shù): 無/ 全局變量: 無/ 調(diào)用模塊: start_at24c();stop_at24c() / 注意事項(xiàng): /-void softreset_at24c (void)uchar i;/ 數(shù)據(jù)位數(shù)暫存單元 start_at24c(); / 發(fā)送起始信號(hào)for (i=9; i0; i-)vsda = 1;/ 發(fā)送9個(gè)連續(xù)的1vscl = 1;/ 使sda上的數(shù)據(jù)有效delay_nop;/ scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)vscl = 0;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v) start_at24c(); / 發(fā)送起始信號(hào) stop_at24c(); / 發(fā)送停止信號(hào)/-/ void wrbyte_at24c (uchar a)/ 函數(shù)功能: 單片機(jī)發(fā)送1b的地址/數(shù)據(jù)/ 入口參數(shù): 待發(fā)送的1b地址/數(shù)據(jù)/ 返回參數(shù): 無/ 全局變量: 無/ 調(diào)用模塊: 無 / 注意事項(xiàng): 不是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)發(fā)送過程;送數(shù)的順序是從高到低/-void wrbyte_at24c (uchar a)uchar i;/ 地址/數(shù)據(jù)位數(shù)暫存單元for (i=8; i0; i-)/ 8為1b地址/數(shù)據(jù)的長度if (a&0x80) vsda = 1;/ 發(fā)送1elsevsda = 0;/ 發(fā)送0vscl = 1;/ 使sda上的數(shù)據(jù)有效delay_nop;/ scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)vscl = 0;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v)a 0; cts-)vscl = 1; / 使sda上的數(shù)據(jù)有效;scl最小高電平脈寬:0.4us(5v),0.6us(/5v)b = 1;/ 數(shù)據(jù)b左移1位,注意以下兩句順序不可顛倒if (vsda)/ 讀入sda上的數(shù)據(jù) b |= 0x01;vscl = 0;/ scl為低電平允許sda上的數(shù)據(jù)變化delay_nop;/ scl最小低電平脈寬:0.4us(5v),1.2us(/5v) return (b); / 返回1b的數(shù)據(jù)/-/ void delay_5ms (u