畢業(yè)設(shè)計---lcd遙控密碼鎖的設(shè)計與制作

1、<p>　　LCD遙控密碼鎖的設(shè)計與制作 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　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和串行EEPROM的智能

2、密碼控制系統(tǒng),對系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件實現(xiàn)進行了詳細的描述。該系統(tǒng)采用AT89C51單片機和AT24C01串行EEPROM,通過AT89C51模擬I2C總線和AT24C02通訊,實現(xiàn)密碼控制的功能。本文從經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，采用美國Atmel公司的單片機AT89C51作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲器單元，結(jié)合外圍的矩陣鍵盤輸入、LCD液晶顯示、報警、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)計了一款可以多次更改密碼，具有

3、報警功能的電子密碼控制系統(tǒng)。這種電路設(shè)計具有防試探按鍵輸入、智能控制上鎖、開鎖、報警、修改密碼等多種功能。密碼長度可變、保密性強、靈活性高。經(jīng)實驗證明，該密碼控制系統(tǒng)具有設(shè)計方法合理，簡單易行，成本低，安全使用等特點，符合車輛、辦公室用鎖要求，具有推廣價值。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 單片機；密碼鎖；遙控；EEPROM讀寫程序</p><p><b>　　目 錄</b

4、></p><p><b>　　1 引 言3</b></p><p>　　1.1 選題背景3</p><p>　　1.2 LCD電子密碼控制簡介3</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計4</b></p><p>　　2.1 選題論證4</p&

5、gt;<p>　　2.2 方案選擇4</p><p>　　3硬件電路的設(shè)計6</p><p>　　3.1 主控芯片 AT89S52簡介6</p><p>　　3.1.1 AT89S52芯片簡介6</p><p>　　3.1.2 AT89S52引腳功能說明7</p><p>　　3.2各

6、部分電路元件介紹9</p><p>　　3.2.1 LCD1602液晶顯示器9</p><p>　　3.2.2 1602主要技術(shù)參數(shù)9</p><p>　　3.2.3 LCD1602 基本操作程序10</p><p>　　3.2.4 晶體振蕩器10</p><p>　　3.2.5 AT24C01串行

7、EEPROM11</p><p>　　3.2.6 I2C總線說明12</p><p>　　3.3 硬件電路設(shè)計14</p><p>　　3.3.1 硬件系統(tǒng)框架設(shè)計14</p><p>　　3.3.2 晶振電路15</p><p>　　3.3.3 復位電路16</p><p&g

8、t;　　3.3.4 LCD液晶顯示電路16</p><p>　　3.3.5 遙控部分電路16</p><p>　　4 軟件設(shè)計19</p><p>　　4.1 主程序流程圖19</p><p>　　4.2鍵功能程序流程圖20</p><p>　　4.3 密碼修改程序流程圖21</p>

9、<p>　　4.4 LCD液晶顯示流程圖21</p><p><b>　　結(jié)束語24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　附錄27</b&g

10、t;</p><p>　　附錄1 電路原理圖27</p><p>　　附錄2 PCB板圖28</p><p><b>　　附錄3 程序29</b></p><p>　　LCD遙控密碼鎖的設(shè)計與制作</p><p><b>　　1 引 言</b></p>

11、<p><b>　　1.1 選題背景</b></p><p>　　在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼控制系統(tǒng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼控制系統(tǒng)，克服了機械式密碼控制的密碼量少、安全性能差的缺點，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

12、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，應用日益廣泛。</p><p>　　1.2 電子密碼控制簡介</p><p>　　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，從而控制機械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產(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械類。其特點如下：</p><p>　　

13、1) 保密性好，編碼量多，遠遠大于機械控制。隨機開鎖成功率幾乎為零。</p><p>　　2) 密碼可變，用戶可以隨時更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更替而使控制的保密性下降。</p><p>　　3) 誤碼輸入保護，當輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。</p><p>　　4) 無活動零件，不會磨損，壽命長。</p><p&g

14、t;　　5) 使用靈活性好，不像機械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。</p><p>　　6) 電子密碼控制系統(tǒng)具有操作簡單易行，一學即會的特點。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　2.1 選題論證 </p><p>　　制作無線遙控密碼鎖可以用一片AT89S52，以單片機為核心通過編程來

15、實現(xiàn)密碼部分使用一片EEPROM實現(xiàn)掉電處理，遙控部分可以采用PT2262和PT2272之所以選擇單片機編程是因為編程的靈活性可以彌補硬件電路的不足，EEPROM存儲密碼使整個系統(tǒng)更安全穩(wěn)定。</p><p>　　2.2 方案選擇 </p><p>　　方案一：用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼控制系統(tǒng)的核心控制，共設(shè)了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，

16、其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過10秒（一般情況下，用戶不會超過10秒，若用戶覺得不便，還可以修改）電路將報警20秒，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤2分鐘，防止他人的非法操作 。采用數(shù)字電路設(shè)計方案時設(shè)計雖然簡單，但控制的準確性和靈活性差。故不采用。</p><p>　　方案二：由于單片機種類繁多，各種型號都有其一定的應用環(huán)境

17、，因此在選用時要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價比。一般來說在選取單片機時從下面幾個方面考慮：性能、存儲器、運行速度、I/O口、定時/計數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些還有一些最基本的,比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機內(nèi)有無時鐘振蕩器、有無上電復位功能等。在開發(fā)過程中單片機還受到：開發(fā)工具、編程器、開發(fā)成本、開發(fā)人員的適應性、技術(shù)支持和服

18、務等等因素 ?；谝陨弦蛩乇驹O(shè)計選用單片機AT89S52作為本設(shè)計的核心元件，利用單片機靈活的編程設(shè)計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，實現(xiàn)基本的密碼控制功能。在單片機的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接LCD1602顯示器用于顯示作用。當用戶需要開鎖時，先按鍵盤的數(shù)字鍵0－3輸入密碼。密碼輸完系統(tǒng)會自動判斷密碼正確與否，如果密碼輸入正確則開鎖，不正確顯示密碼錯誤重新輸入密碼，當三次密碼錯誤系統(tǒng)自動鎖定并不接收

19、任何輸入；當用戶需要修改密碼時，先按下鍵盤設(shè)置鍵后輸入原來的密碼</p><p>　　可以看出方案二的控制靈活，準確性好，且保密性強還具有擴展功能，根據(jù)現(xiàn)實生活的需要此次設(shè)計采用此方案。 </p><p><b>　　3硬件電路的設(shè)計</b></p><p>　　3.1 主控芯片 AT89S52簡介 </p><p>

20、;　　AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。</p><p>　　3.1

21、.1 AT89S52芯片簡介</p><p>　　AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口中斷繼續(xù)工作。掉

22、電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。</p><p><b>　　其主要功能特性：</b></p><p>　　兼容MCS-51指令系統(tǒng) 4k可反復擦寫(>1000次）Flash ROM</p><p>　　32個雙向I/O口

23、 4.5-5.5V工作電壓</p><p>　　2個16位可編程定時/計數(shù)器 時鐘頻率0-33MHz</p><p>　　全雙工UART串行中斷口線 128x8 bit內(nèi)部RAM</p><p>　　2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式</p><p>　　中斷喚醒省電模式

24、 3級加密</p><p>　　軟件設(shè)置空閑和省電功能 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 </p><p>　　可以看出AT89C51提供以下標準功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時器/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，以及片內(nèi)振蕩器和時鐘。同時, AT89C51

25、可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式時停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式是在RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到一個硬件復位。</p><p>　　3.1.2 AT89S52引腳功能說明</p><p><b>　　VCC：電源電壓</b></p>

26、<p><b>　　GND：地</b></p><p>　　P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口，作為輸出口用時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時

27、，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號校驗期間，P1接收低8位地址。</p><p>　　P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8

28、位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流I。在訪問８位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行：MOVX @Ri 指令）時，P2口線上的內(nèi)（也即特殊功能寄存器，在整個訪問期間不改變。Flash 編程或校驗時，P2也接收高位地址和其它控制信號。</p><p>　　

29、P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流I。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，P3口的第二功能如下表2。</p><p>　　表2 為 P3口的第二功能</p><p>&

30、lt;b>　　表2</b></p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期上高電平將使單片機復位。ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不再訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目地，要注意的是：當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE

31、脈沖。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置禁位后，只有一條MOVX 和MOVC指令ALE才會被激活。此外，該引腳伎被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設(shè)置ALE無效。</p><p>　　PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S51由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。當

32、訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，高有兩次有效的PSEN信號。</p><p>　　EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU訪問外部程序存儲器（地址0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時,該引腳加上＋12V的編程電壓VPP。</p><p&

33、gt;　　XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　各部分電路元件介紹 </p><p>　　3.2.1 LCD1602液晶顯示器</p><p>　　1602型LCD的接口信號說明如表：</p><p>　　3.2.

34、2 1602主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　1602型LCD的主要技術(shù)參數(shù)如表3所示</p><p>　　表3-6為 1602型LCD的主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　表3</b></p><p>　　3.2.3 LCD1602 基本操作程序 </p><p>　　讀狀態(tài)：

35、輸入：RS=L，RW=L，E=H 輸出：D0-D7=狀態(tài)字</p><p>　　讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=H，E=H 輸出：無</p><p>　　寫指令：輸入：RS=L，RW=L，D0-D7=指令碼，E=高脈沖 輸出：D0-D7=數(shù)據(jù)</p><p>　　寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=

36、L，D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖 輸出：無</p><p>　　3.2.4 晶體振蕩器</p><p>　　晶體振蕩器，簡稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。以聲卡為例，要實現(xiàn)對模擬信號44.1kHz或48kHz的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個44.1kHz或48kHz的時鐘頻率。如果需要對這兩種音頻同時支持

37、的話，聲卡就需要有兩顆晶振。但是現(xiàn)在的娛樂級聲卡為了降低成本，通常都采用SCR將輸出的采樣頻率固定在48kHz，但是SRC會對音質(zhì)帶來損害，而且現(xiàn)在的娛樂級聲卡都沒有很好地解決這個問題。現(xiàn)在應用最廣泛的是石英晶體振蕩器。</p><p>　　石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來穩(wěn)定頻率和選擇頻率，是一種可以取代LC諧振回路的晶體諧振元件。石英晶體振蕩器廣泛地應用在

38、電視機、影碟機、錄像機、無線通訊設(shè)備、電子鐘表、單片機、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準信號。在單片機中為其提供時鐘頻率。</p><p>　　石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應面上涂敷上銀層用作電極使用，在每個電極

39、上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會使晶片產(chǎn)生機械變形振動，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發(fā)生壓電諧振，從而導致機械變形的振幅突然增大。</p><p>　　本設(shè)計中采用12MHZ做系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為20pF。<

40、;/p><p>　　3.2.5 AT24C01串行EEPROM</p><p>　　如圖1為AT24C02的芯片引腳圖。</p><p>　　圖1 AT24C02的芯片引腳圖</p><p>　　AT24C02提供電可擦除的串行1024位存儲或可編程只讀存儲器(EEPROM)128字(8位/字)。</p><p>　　芯

41、片在低壓的工業(yè)與商業(yè)應用中進行了最優(yōu)化。AT24C01的封裝為8腳PDIP、8腳JEDEC</p><p>　　SOIC、8腳TSSOP，通過2線制串行接口進行數(shù)據(jù)傳輸。另外,整個系列有2.7V(2.7V至5.5V)和1.8V (1.8V至5.5V)兩個版本。</p><p><b>　　設(shè)備操作：</b></p><p>　　C L O C

42、K 和 D A T A 變化：SDA管腳通常外部要拉高。SDA管腳上的數(shù)據(jù)只能在SCL低期間改變。數(shù)據(jù)在SCL高期間改變定義為一個開始或停止信號。</p><p>　　開始狀態(tài)：在任何操作之前必須有一個開始信號----在SCL為高時SDA上產(chǎn)生一個下降沿。</p><p>　　停止狀態(tài)： SCL為高時SDA產(chǎn)生一個上升沿是停止信號，停止信號后將停止所有通信。</p><

43、p>　　在一個讀的序列之后，停止信號將讓EEPROM進入備用電源模式。</p><p>　　3.2.6 I2C總線說明</p><p>　　I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。I2C總線產(chǎn)生于在80年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的

44、通信。例如管理員可對各個組件進行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風扇?？呻S時監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。</p><p>　　1 I2C總線的硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　I2C串行總線一般有兩根信號線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時鐘線SCL。所有接到I2C總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)SDA都接到總線的SDA上，各設(shè)備的

45、時鐘線SCL接到總線的SCL上。</p><p>　　為了避免總線信號的混亂，要求各設(shè)備連接到總線的輸出端時必須是開漏輸出或集電極開路輸出。設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)線SDA接口電路應該是雙向的，輸出電路用于向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，輸入電路用于接收總線上的數(shù)據(jù)。而串行時鐘線也應是雙向的，作為控制總線數(shù)據(jù)傳送的主機，一方面要通過SCL輸出電路發(fā)送時鐘信號，另一方面還要檢測總線上的SCL電平，以決定什么時候發(fā)送下一個時鐘脈沖電平；作

46、為接受主機命令的從機，要按總線上的SCL信號發(fā)出或接收SDA上的信號，也可以向SCL線發(fā)出低電平信號以延長總線時鐘信號周期?？偩€空閑時，因各設(shè)備都是開漏輸出，上拉電阻RP使SDA和SCL線都保持高電平。任一設(shè)備輸出的低電平都將使相應的總線信號線變低，也就是說：各設(shè)備的SDA是“與”關(guān)系，SCL也是“與”關(guān)系。 </p><p>　　總線對設(shè)備接口電路的制造工藝和電平都沒有特殊的要求（NMOS、CMOS都可以兼容）

47、。在I2C總線上的數(shù)據(jù)傳送率可高達每秒十萬位，高速方式時在每秒四十萬位以上。另外，總線上允許連接的設(shè)備數(shù)以其電容量不超過400pF為限。 </p><p>　　總線的運行（數(shù)據(jù)傳輸）由主機控制。所謂主機是指啟動數(shù)據(jù)的傳送（發(fā)出啟動信號）、發(fā)出時鐘信號以及傳送結(jié)束時發(fā)出停止信號的設(shè)備，通常主機都是微處理器。被主機尋訪的設(shè)備稱為從機。為了進行通訊，每個接到I2C總線的設(shè)備都有一個唯一的地址，以便于主機尋訪。主機和從機

48、的數(shù)據(jù)傳送，可以由主機發(fā)送數(shù)據(jù)到從機，也可以由從機發(fā)到主機。凡是發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的設(shè)備稱為發(fā)送器，從總線上接收數(shù)據(jù)的設(shè)備被稱為接受器。</p><p>　　I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號， 它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應答信號。</p><p>　　開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。</p><p>　　結(jié)束信號：S

49、CL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。 </p><p>　　應答信號：接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應答信號，CPU接收到應答信號后，根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。如圖3-3所示：</p><p>　　

50、圖2 開始、結(jié)束信號圖</p><p>　　目前有很多半導體集成電路上都集成了I2C接口。帶有I2C接口的單片機有：CYGNAL的 C8051F0XX系列，PHILIPSP87LPC7XX系列，MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外圍器件如存儲器、監(jiān)控芯片等也提供I2C接口。</p><p><b>　　總線基本操作：</b></p>&l

51、t;p>　　I2C規(guī)程運用主/從雙向通訊。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)。 總線必須由主器件（通常為微控制器）控制，主器件產(chǎn)生串行時鐘（SCL）控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止條件。SDA線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在SCL為低電平的期間才能改變，SCL為高電平的期間，SDA狀態(tài)的改變被用來表示起始和停止條件。</p><p>　　控制字節(jié)

52、：在起始條件之后，必須是器件的控制字節(jié)，其中高四位為器件類型識別符（不同的芯片類型有不同的定義，EEPROM一般應為1010），接著三位為片選，最后一位為讀寫位，當為1時為讀操作，為0時為寫操作。</p><p>　　寫操作：寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，對于頁面寫根據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié)不同有所不同。</p><p>　　讀操作：讀操作有三種基本操作：當前地址讀、隨機讀和順序讀。圖4

53、給出的是順序讀的時序圖。應當注意的是：最后一個讀操作的第9個時鐘周期不是“不關(guān)心”。為了結(jié)束讀操作，主機必須在第9個周期時發(fā)出停止條件或者在第9個時鐘周期內(nèi)保持SDA為高電平、然后發(fā)出停止條件。</p><p>　　3.3 硬件電路設(shè)計 </p><p>　　3.3.1 硬件系統(tǒng)框架設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計主要由單片機、獨立式鍵盤、遙控模塊、液晶顯示器和

54、密碼存儲等部分組成。其中獨立式鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進行各種功能的實現(xiàn)。由用戶通過連接單片機的獨立式鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進行對比，從而判斷密碼是否正確，判斷開鎖系統(tǒng)開鎖與否。本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤輸入部分、復位部分、晶振部分、顯示部分、遙控部分組成，軟件部分對應的由主程序、初始化程序、LCD顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動程序、關(guān)閉程序、鍵功能程序、

55、密碼設(shè)置程序、EEPROM讀寫程序和延時程序等組成。其原理框圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 電子密碼鎖原理框圖</p><p>　　3.3.2 晶振電路</p><p>　　CPU工作時都必須有一個時鐘脈沖。有兩種方式可以向89S52提供時鐘脈沖：一是外部時鐘方式，即使用外部電路向89S52提供始終脈沖，；二是內(nèi)部時鐘方式，本設(shè)計采用了內(nèi)部時鐘方式，即使

56、用晶振由89S52內(nèi)部電路產(chǎn)生時鐘脈沖。其電路見圖3所示。</p><p>　　圖3 89S52的時鐘脈沖</p><p>　　圖3中：C3一般為石英晶體，其頻率由系統(tǒng)需要和器件決定，在頻率穩(wěn)定度要求不高時也可以使用陶瓷濾波器。</p><p>　　3.3.3 復位電路</p><p>　　使CPU開始工作的方法就是給CPU一個復位信號，

57、CPU收到復位信號后將內(nèi)部特殊功能寄存器設(shè)置為規(guī)定值，并將程序計數(shù)器設(shè)置為“0000H”。復位信號結(jié)束后，CPU從程序存儲器“0000H”處開始執(zhí)行程序。89S52為高電平復位，一般有2種復位方法。</p><p>　　圖4為最簡單的上電復位和手動復位方法。</p><p>　　圖4 89S52的復位電路</p><p>　　3.3.4 LCD液晶顯示電路<

58、;/p><p>　　為了提高密碼鎖的密碼顯示效果能力。本設(shè)計的顯示部分由液晶顯示器LCD1602取代普通的數(shù)碼管來完成。通過LCD顯示屏，可以清楚的判斷出密碼鎖所處的狀態(tài) 。其顯示部分引腳接口如圖5所示：</p><p>　　圖5 LCD顯示電路</p><p>　　3.3.5 遙控部分電路</p><p>　　編碼解碼芯片PT2262/PT2

59、272芯片原理簡介： </p><p>　　PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。</p><p&g

60、t;　　編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高

61、電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。    PT2262/2272特點：CMOS工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬：2.6～15v ，數(shù)據(jù)最多可達6位，地址碼最多

62、可達531441種。</p><p>　　圖6為發(fā)射機等效電路：</p><p>　　圖6 發(fā)射機等效電路</p><p>　　圖7為接收機等效電路：</p><p><b>　　圖7接收機等效電路</b></p><p><b>　　4 軟件設(shè)計</b></p>

63、;<p>　　4.1 主程序流程圖 </p><p>　　如圖8所示為主程序流程圖，開始接上電源，程序進行初始化設(shè)置，然后在鍵盤上輸入密碼，此系統(tǒng)進行鍵盤掃描，然后啟動程序，進行保護，再次在鍵盤上輸入密碼，系統(tǒng)進行掃描，如和之前一樣，則執(zhí)行程序，如不是，則執(zhí)行另一種程序，最后結(jié)束。</p><p><b>　　鍵功能程序流程圖</b></p

64、><p>　　本設(shè)計中按鍵一共有9個 其中4個按鍵用于輸入密碼，當系統(tǒng)開始運行時，對應的按下這4個按鍵，系統(tǒng)會把當前的輸入的密碼和儲存在EEPROM里的密碼進行比較，密碼修改鍵用于標志修改密碼，當修改密碼鍵被按下，系統(tǒng)將進入修改密碼狀態(tài)，并會要求用戶輸入當前密碼，用戶輸入4位密碼后系統(tǒng)會自動判斷密碼正確與否，若正確，這時便需要按下修改密碼確認鍵。</p><p>　　4.3 密碼修改程序流程

65、圖</p><p>　　4.4 LCD液晶顯示流程圖</p><p>　　本次設(shè)計中，由于LCD只是輔助顯示方便用戶更直觀的對系統(tǒng)進行操作，所以LCD顯示上沒有做過多的復雜程序，只采用了幾種顯示狀態(tài)來直觀的表現(xiàn)出當前系統(tǒng)的運行情況以及引導用戶操作。其顯示狀態(tài)大致有4種，對應狀態(tài)如下表：</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p&

66、gt;<p>　　以上為畢業(yè)期間所設(shè)計的電子密碼控制系統(tǒng)的電路，它經(jīng)過多次修改和整理，可以滿足設(shè)計的基本要求。輸入密碼時，如三次輸入錯誤，則系統(tǒng)不接收任何輸入，在輸入時，LCD顯示為“*”。</p><p>　　但因為我的水平有限，此電路中也存在一定的問題。譬如說電路的密碼不能遺忘，一旦遺忘，就很難打開，這可以通過增加電路解決，但由于過于復雜，本設(shè)計并未加入；由于鍵盤開鎖與遙控開鎖的統(tǒng)一性致使整個密

67、碼鎖采用的是4為密碼方案雖然密碼位數(shù)只有4位，其組合方法也不少所以他人開鎖幾率是很小的。由于使用的是單片機作為核心的控制元件，配合其它器件，使本密碼控制系統(tǒng)具有功能強、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，加上經(jīng)過優(yōu)化的程序，使其有很高的智能化水平。</p><p>　　通過本次做畢業(yè)設(shè)計自己學到了許多的知識，而且還把以前學的很多知識點重新鞏固及加深了，特別是電路分析、單片機、和protel 99 SE電路設(shè)計等專業(yè)

68、科目的知識在本次設(shè)計中得到了很大的應用，感覺自己收獲很大。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　大學生活不知不覺中就要結(jié)束了，在這段難忘的生活中，我有許多美好的回憶。在這份大學的最后一頁里，我要感謝的人很多，首先要感謝我的學校，感謝她教給我的做人的道理，讓我從一個懵懂得高中生變成一個成熟的青年。還要感謝我的指導老師--羅德雄羅老師，在他的指導

69、下我完成了我的畢業(yè)設(shè)計，老師多次詢問研究進程，并在我制作過程中給予了我很大的幫助。當然，還要感謝寢室的兄弟們在我制作畢業(yè)設(shè)計的過程中給予我的幫助和鼓勵最后要感謝的就是我的父母，我能完成我的大學生涯是和父母的支持與幫助是分不開的。現(xiàn)在即將揮別我的學校、老師、同學，還有我的大學生活，雖然依依不舍，但是對未來的路，我充滿了信心。最后，感謝在大學期間認識我和我認識的所有人，有你們的伴隨，才有我大學生活的豐富多彩，絢麗多姿！謝謝</p>

70、;<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　張毅剛.等MCS-51單片機應用設(shè)計[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社.</p><p>　　及力主編《prote l99 SE原理圖與PCB設(shè)計教程》電子工業(yè)出版社2007年1月.</p><p><b>　　附錄</b></p><

71、p><b>　　附錄1 電路原理圖</b></p><p><b>　　附錄2 PCB板圖</b></p><p><b>　　附錄3 程序</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar uns

72、igned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit sda=P2^5;</p><p>　　sbit scl=P2^4;</p><p>　　sbit fuwei=P3^6;</p><p>　　sbit KAI=P1^0;</p>

73、<p>　　sbit lcden=P2^7;</p><p>　　sbit lcdrs=P2^6;</p><p>　　sbit w1=P2^0;</p><p>　　sbit w2=P2^1;</p><p>　　sbit w3=P2^2;</p><p>　　sbit w4=P2^3;</p>

74、;<p>　　uchar num,n=0,temp,count4,flag,date,r;//r記錄錯誤次數(shù)</p><p>　　uchar mima[4];</p><p>　　uchar yuanmima[4];</p><p>　　uchar tab_key[4];</p><p>　　bit mimaflag;

75、//密碼正確與否的標志</p><p>　　bit xiugaiflag;//修改密碼標志</p><p>　　bit enter1flag;//確認密碼修改</p><p>　　unsigned char KeyValue;</p><p>　　void delay()</p><p&

76、gt;<b>　　{ ;; }</b></p><p>　　void key_scan();</p><p>　　void key_scan1();</p><p>　　void DELAY(uint DELAY)</p><p><b>　　{</b></p><p>&l

77、t;b>　　uint h;</b></p><p>　　for(;DELAY>0;DELAY--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(h=0;h<110;h++)</p><p><b>　　{;}</b></p><

78、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void msgbox(unsigned char MODE,unsigned char DATA)//選擇寫數(shù)據(jù)or命令 0為命令 1為數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{ </b></p>

79、<p><b>　　P0=DATA;</b></p><p>　　if(0==MODE)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcdrs=0;//寫命令</p><p><b>　　}</b></p><p><

80、;b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　lcdrs=1;//寫數(shù)據(jù)</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　DELAY(5);</b></p><p><

81、b>　　lcden=1;</b></p><p><b>　　DELAY(5);</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void lcdchar(unsigned char a

82、dd,unsigned char ch)</p><p>　　{ if(0!=add)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　msgbox(0,add);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　msgbox(1,ch);</

83、p><p><b>　　}</b></p><p>　　void lcdstring(unsigned char add,unsigned char *str)</p><p><b>　　{ int I;</b></p><p>　　msgbox(0,add);</p><p&g

84、t;　　for(I=0;*(str+I)!='\0'&&I<32;I++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　msgbox(1,*(str+I));</p><p><b>　　DELAY(2);</b></p><p><b&g

85、t;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void initlcd()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p>　　msgbox(0,

86、0x38); //顯示模式設(shè)置 16*2 5*7 8位</p><p>　　msgbox(0,0x0c); //開關(guān)光標顯示設(shè)置</p><p>　　msgbox(0,0x06);//指針自動+1</p><p>　　msgbox(0,0x01);//清屏</p><p>　　msgbox(0,0x80);//0x80+0x10</p&

87、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　//**********************************************</p><p>　　void start() //開始信號</p><p><b>　　{</b></p><p><b

88、>　　sda=1;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　scl=1;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　sda=0;</b>&l

89、t;/p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void stop() //停止</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sda=0;</b&

90、gt;</p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　scl=1;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　sda=1;</b></p><p>

91、<b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void respons() //應答</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p>

92、<p><b>　　scl=1;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　while((sda==1)&&(i<250))i++;</p><p><b>　　scl=0;</b></p><p><

93、;b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init() //SHU SHI</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sda=1;</b></p><

94、p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　scl=1;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write_byte(uchar

95、date) //寫到24c02</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,temp;</p><p>　　temp=date;</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p&g

96、t;<p>　　temp=temp<<1;</p><p><b>　　scl=0;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　sda=CY;</b></p><p><b>　　delay()

97、;</b></p><p><b>　　scl=1;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　scl=0;</b></p><p>

98、;<b>　　delay();</b></p><p><b>　　sda=1;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar read_byte() </p&g

99、t;<p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,k;</p><p><b>　　scl=0;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　sda=1;</b></p

100、><p><b>　　delay();</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　scl=1;</b></p><p><b>　　delay();&l

101、t;/b></p><p>　　k=(k<<1)|sda;</p><p><b>　　scl=0;</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

102、t;　　return k;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write_add(uchar address,uchar date) //從單元寫 </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　start()

103、;</b></p><p>　　write_byte(0xa0);</p><p>　　respons();</p><p>　　write_byte(address);</p><p>　　respons();</p><p>　　write_byte(date);</p><p>

104、;　　respons();</p><p><b>　　stop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar read_add(uchar address) //從單元讀 </p><p><b>　　{</b></p>

105、<p><b>　　start();</b></p><p>　　write_byte(0xa0);</p><p>　　respons();</p><p>　　write_byte(address);</p><p>　　respons();</p><p><b>　

106、　start();</b></p><p>　　write_byte(0xa1);</p><p>　　respons();</p><p>　　date=read_byte();</p><p><b>　　stop();</b></p><p>　　return date;<

107、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void mimacmp()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i0,i1,i2,i3;</p><p>　　i0=i1=i2=i3=0;</p><p&

108、gt;　　if(mima[0]==tab_key[0])</p><p><b>　　i0=1;</b></p><p>　　if(mima[1]==tab_key[1])</p><p><b>　　i1=1;</b></p><p>　　if(mima[2]==tab_key[2])</p

109、><p><b>　　i2=1;</b></p><p>　　if(mima[3]==tab_key[3])</p><p><b>　　i3=1;</b></p><p>　　flag=i0*i1*i2*i3; //全為1密碼正確</p><p><b>　　}&l

110、t;/b></p><p>　　void key_manage1()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　tab_key[n]=0;</p><p><b>　　n++;</b></p><p>　　if(xiugaiflag==1)</p

111、><p><b>　　{</b></p><p>　　mima[count4]=0;</p><p><b>　　count4++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p&g

112、t;<p>　　void key_manage2()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　tab_key[n]=1;</p><p><b>　　n++;</b></p><p>　　if(xiugaiflag==1)</p><p>&

113、lt;b>　　{</b></p><p>　　mima[count4]=1;</p><p><b>　　count4++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　v

114、oid key_manage3()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　tab_key[n]=2;</p><p><b>　　n++;</b></p><p>　　if(xiugaiflag==1)</p><p><b>　　{</

115、b></p><p>　　mima[count4]=2;</p><p><b>　　count4++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key_manage4(

116、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　tab_key[n]=3;</p><p><b>　　n++;</b></p><p>　　if(xiugaiflag==1)</p><p><b>　　{</b></p>

117、<p>　　mima[count4]=3;</p><p><b>　　count4++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key_manage5()</p><

118、;p><b>　　{</b></p><p>　　xiugaiflag=1;</p><p><b>　　n=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void c02int()//24c02初始化</p><p>

119、<b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p>　　write_add(1,0);</p><p>　　DELAY(100);</p><p><b>　　//init();</b></p><p>　　wri

120、te_add(10,0);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　//init();</p><p>　　write_add(20,0);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　//init();</p><p>　　write_add(3

121、0,0);</p><p>　　DELAY(100);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key_manage6() //確認件</p><p>　　{if(enter1flag==1)</p><p>　　{ </p><

122、;p><b>　　c02int();</b></p><p><b>　　init();</b></p><p>　　write_add(1,mima[0]);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　//init();</p><p>　　w

123、rite_add(10,mima[1]);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　//init();</p><p>　　write_add(20,mima[2]);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　//init();</p><p>

124、;　　write_add(30,mima[3]);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　yuanmima[0]=mima[0]=read_add(1);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　yuanmima[1]=mima[1]=read_add(10);</p><

125、p>　　DELAY(100);</p><p>　　yuanmima[2]=mima[2]=read_add(20);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　　yuanmima[3]=mima[3]=read_add(30);</p><p>　　DELAY(100);</p><p>　

126、　enter1flag=xiugaiflag=0;</p><p>　　DELAY(1000);</p><p><b>　　KAI=0;</b></p><p>　　lcdstring(0x80," PASSWORD RENEW ");</p><p>　　DELAY(1000);</

127、p><p>　　lcdstring(0x80,"INPUT THE PASS");</p><p>　　lcdstring(0x80+0x40," WODE: ____ ");</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b&g