電子產(chǎn)品創(chuàng)作設(shè)計(jì)報(bào)告

1、電子產(chǎn)品創(chuàng)作設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告題 目 基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì) 小組成員 西安電子科技大學(xué)2015年10月基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)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

2、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。關(guān)鍵詞： 密碼鎖；報(bào)警 蜂鳴器 STC89C52abstractIn daily life and work, the department of housing and security, unit documents, financial statements and some personal information to save more in order to lock

3、 the ways to solve. With anti-theft alarm function such as electronic combination lock instead of password quantity is little, security, poor mechanical combination lock is inevitable trend. With the continuous development of science and technology, people in daily life the demand is higher and high

4、er safety insurance device. To meet the requirements of people on the use of the lock, increase its safety, use the password instead of the key combination lock arises at the historic moment. Combination lock with high safety, low cost, low power consumption, easy operation, remember password lock,

5、etc.This system by the STC89C52 single-chip microcomputer, the 4 * 4 matrix keyboard, buzzer, reset circuit and vibration circuit, relay and so on, 4 * 4 keyboard is mainly used for input and modify the password, the buzzer alarm, and resonance circuit and reset circuit STC89C52 singlechip microcont

6、roller minimum system. It has six Settings, modify user password, mistyped alarm, password error alarm, etc. This system is low cost, function and practical.Key words: combination lock; Call the police; Buzzer. STC89C52目 錄一、緒論11.1 課題背景11.2 課題的目的和意義11.3 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì)11.4 本設(shè)計(jì)完成的工作2二 、總體方案設(shè)計(jì)32.1 硬件設(shè)計(jì)32.1.

7、1 電源模塊32.1.2 主控制器模塊4三、硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)43.1 主控制模塊43.2 單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì)53.3 單片機(jī)管腳說明63.4 鍵盤電路設(shè)計(jì)73.5 液晶顯示電路設(shè)計(jì)73.6 存儲(chǔ)芯片電路設(shè)計(jì)83.7 報(bào)警電路93.8 密碼鎖電路10四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案114.1 主程序流圖114.2 開鎖軟件設(shè)計(jì)11五、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試125.1 安裝步驟12結(jié)論13參考文獻(xiàn)13附錄1 整機(jī)電路原理圖14附錄2 部分源程序14一、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

8、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

9、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

10、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。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上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)國際先進(jìn)

11、水平，現(xiàn)國內(nèi)有幾個(gè)廠生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。但國內(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也能得到廣泛應(yīng)用。1.3 電子密碼鎖的發(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

12、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)

13、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

14、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。二 、總體方案設(shè)計(jì)STC89C52電源輸入電路晶振電路復(fù)位電路鍵盤接口電路開鎖電路報(bào)警電路 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

15、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。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

16、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22.1.2 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

17、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

18、.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

19、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FLAS

20、H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

21、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

22、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

23、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

24、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

25、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

26、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 密碼鎖電路四、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。開始設(shè)置密碼初始化輸入密碼報(bào)警報(bào)警程序報(bào)警程序次數(shù)加1N密碼正確？ Y報(bào)警開鎖程序 Y 開鎖？繼電器打開N Y修改密碼程序 修改密碼？N返回 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。 開始 初始化按開鎖鍵輸入密碼輸入次數(shù)加1確認(rèn)密碼N

27、所輸入密碼正確？報(bào)警報(bào)警程序開鎖 Y返回圖4.2 開鎖流程圖五、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

28、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

29、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。參考文獻(xiàn)1 王千. 實(shí)用電子電路大全M. 電子工業(yè)出版社, 2004, 28-362 彭為. 單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講M. 電子工業(yè)出版社,2 006, 69-88

30、3 張榮. 基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)M. 電子工業(yè)出版社, 2005, 35-384 朱勇. 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)M. 清華大學(xué)出版社, 2006, 14-165 潘永雄. 新編單片機(jī)原理與應(yīng)用M. 西安電子科技大學(xué)出版社, 2003, 78-866 葉啟明. 單片機(jī)制作的新型安全密碼鎖J. 家庭電子, 2005, (10):7 郭海英. 基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)M. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2005,(13)8 李明喜. 新型電子密碼鎖的設(shè)計(jì)J. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2004, (03):9 彭為. 單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講M. 北京:電子工業(yè)出版社, 2006, 35-3810

31、ATmega.ATmega8L-8AC, 2006, (01), 63-6411 Wireless World, 1998, 42-4512 石文軒, 宋薇. 基于單片機(jī)MCS一51的智能密碼鎖設(shè)計(jì)J. 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2004, (01): 76-3513 祖龍起, 劉仁杰. 一種新型可編程密碼鎖J. 大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2002, (01): 54-5714 葉啟明. 單片機(jī)制作的新型安全密碼鎖J. 家庭電子, 2005, (10): 98-11115 郭海英. 基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)M. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2005, (13), 76-9616 李明喜. 新型電子密碼

32、鎖的設(shè)計(jì)J. 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2004, (03): 45-6617 董繼成. 一種新型安全的單片機(jī)密碼鎖J. 電子技術(shù), 2004, (03): 122-13418 R. Dye. Visual Object-Orientated ProgrammingJ. Dr. Dobbs MacintoshJournal, 1991,56(1):213-234 附錄1 整機(jī)電路原理圖附錄2 部分源程序#include <reg52.h> /調(diào)用單片機(jī)頭文件#define uchar unsigned char /無符號(hào)字符型 宏定義變量范圍0255#define uint unsig

33、ned int /無符號(hào)整型 宏定義變量范圍065535#include "lcd1602.h"#include "iic.h"uchar value,i;/變量uchar flag_lj_en; /邊加uchar flag_lj_en_value;sbit relay = P23; /繼電器定義sbit beep = P22; /蜂鳴器定義uchar smg_i;uchar dis_smg6;uchar password6=6,5,4,3,2,1; /密碼保存uchar password_bj6=1,2,3,4,5,6;/密碼比較uchar code

34、password_r6 = 6,5,4,3,2,1 ;uchar password_xg6;/密碼修改uchar flag_password; /密碼正確否uchar flag_password_cichu1;/密碼錯(cuò)誤次數(shù)uchar flag_password_cichu2;/密碼錯(cuò)誤次數(shù)bit flag_500ms; /500ms標(biāo)志位bit flag_200ms=1; /200ms標(biāo)志位bit flag_beep_en; /蜂鳴器標(biāo)志位 bit flag_relay_en; /繼電器標(biāo)志位 #define key_io P0uchar key_can;#include "iic

35、.h"/*1ms延時(shí)函數(shù)*/void delay_1ms(uint q)uint i,j;for(i=0;i<q;i+)for(j=0;j<120;j+);/*獨(dú)立按鍵處理函數(shù)*/ void key()static uchar key_new = 0,key_old = 0,key_value = 0,key_l;key_io = 0x0f;if(key_new = 0) /按鍵松開if(key_io = 0x0f)key_value +;else key_value = 0;if(key_value >= 5) /按鍵松開松手檢測(cè)key_value = 0;key

36、_new = 1;/按鍵松開后進(jìn)入等待按鍵狀態(tài)key_can = 30;flag_lj_en = 0;else if(key_io != 0x0f) /按鍵按下key_value +;else key_value =0;if(key_value >= 5) /按鍵按下消抖key_value = 0;key_new = 0; /按鍵松開后進(jìn)入等待松開按鍵狀態(tài) key_can = 20;if(key_new = 0) && (key_old = 1)key_l = (key_io | 0xf0); /矩陣鍵盤掃描key_io = key_l;switch(key_io)cas

37、e 0xee: key_can = 10; break; /得到按鍵值 case 0xde: key_can = 0; break; /得到按鍵值 case 0xbe: key_can = 11; break; /得到按鍵值 case 0x7e: key_can = 12; break; /得到按鍵值 case 0xed: key_can = 7; break; /得到按鍵值 case 0xdd: key_can = 8; break; /得到按鍵值 case 0xbd: key_can = 9; break; /得到按鍵值 case 0x7d: key_can = 13; break; /得

38、到按鍵值 case 0xeb: key_can = 4; break; /得到按鍵值 case 0xdb: key_can = 5; break; /得到按鍵值 case 0xbb: key_can = 6; break; /得到按鍵值 case 0x7b: key_can = 14; break; /得到按鍵值 case 0xe7: key_can = 1; break; /得到按鍵值 case 0xd7: key_can = 2; break; /得到按鍵值 case 0xb7: key_can = 3; break; /得到按鍵值 case 0x77: key_can = 15; break; /得到按鍵值 /write_sfm2(2,1,key_can); key_old = key_new; /*密碼還原*/void password_return()if(flag_200ms = 1)if(flag_lj_en = 1)flag_200ms = 0;flag_lj_en_value +;if(flag_lj_en_value > 13) /按下3秒鐘就自動(dòng)密碼還原flag_lj_en_value = 0;flag_lj_en = 0;write_24c02_8(6,0,password_r