畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的液晶顯示密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　基于單片機(jī)的液晶顯示密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著人們的生活水平提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變得尤其突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全性能低，無(wú)法滿足人們的需求。隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型化的不斷發(fā)展，單片機(jī)已成為電子產(chǎn)品研制和開發(fā)中首選的控制器，所以具有防盜報(bào)警功能的電子密碼控制

2、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)。通過(guò)單片機(jī)編寫密碼程序來(lái)控制。LED屏1602A可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前信息。當(dāng)輸入密碼正確時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈亮，并且提示正確信息；當(dāng)密碼不正確時(shí)，另一個(gè)對(duì)應(yīng)的指示燈亮且并且發(fā)出聲音報(bào)警。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89C52作為密碼鎖監(jiān)控裝置的檢測(cè)和控制核心，分為主機(jī)控制和從機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(本設(shè)重點(diǎn)介紹主機(jī)設(shè)計(jì)) ，實(shí)現(xiàn)鑰匙信息在主機(jī)上的初步認(rèn)證注冊(cè)，根據(jù)51單片機(jī)之間的

3、串行通信原理,這便于對(duì)密碼信息的隨機(jī)加密和保護(hù)。而且采用鍵盤輸入的電子密碼鎖具有較高的優(yōu)勢(shì)。采用數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制方式,不僅可以實(shí)現(xiàn)多路信息的控制,提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性,減少錯(cuò)誤動(dòng)作,而且功率消耗低;反應(yīng)速度快,傳輸效率高,工作穩(wěn)定可靠等。軟件設(shè)計(jì)采用自上而下的模塊化設(shè)計(jì)思想,以使系統(tǒng)朝著分布式,小型化方向發(fā)</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，報(bào)警，電子密碼鎖，AT89C52</p><

4、;p>　　Electronic coded lock based on MCU design and implementation</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the improvement of people's living standards.it has become particularl

5、y prominent about how to achieve Anti-theft family. The traditional mechanical lock has such shortcoming as simple structure.Low security.it can't meet people's demands.As electronic products are developing towar

6、ds intelligence and minimization.single-chip computers(SCM) have become the first choice for controllers in the development of electronic products. Therefore.the electronic anti-theft alarm function password contr</p&

7、gt;<p>　　Digital tube can always display the current input of six digits.When you enter the password correctly.the corresponding indicator light and the corresponding indicator light and sound alarm.</p>&l

8、t;p>　　This design with the single chip processor AT89C52 as a combination lock monitoring device to detect and control the core, divided into host control and from machine actuators (this focus on main equipment desig

9、n).to achieve the key information on the host's initial certification, according to the principle of serial communication between 51 single-chip microcomputer, which is handy for the random password information encry

10、pted and protected. And using the keyboard electronic combination lock ha</p><p>　　Keywords: AT24C01power-down storage,Matrix.keyboard,Display circuit,Alarm circuit</p><p><b>　　目 錄</

11、b></p><p>　　第1章 緒 論 1 </p><p>　　1.1課題背景和意義 1 </p><p>　　1.2 本設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題 1 </p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)的研究方法 2 </p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)方案論述 2 </p><p>　　1.5

12、 工作原理 3 </p><p>　　第2章 外圍硬件電路的設(shè)計(jì) 5 </p><p>　　2.1 硬件的基本組成 5 </p><p>　　2.2 硬件介紹 5 </p><p>　　2.2.1 單片機(jī)概述 5 </p><p>　　2.2.2 AT89C52引腳功能說(shuō)明 9 </p>&l

13、t;p>　　2.2.3 AT89C52芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) 10 </p><p>　　2.2.4 LCM1602顯示器 12 </p><p>　　2.2.5 晶振電路 15 </p><p>　　2.2.6 矩陣鍵盤 16 </p><p>　　2.2.7 蜂鳴器電路設(shè)計(jì) 18 </p><p>　　第3章

14、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 19 </p><p>　　3.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程 19 </p><p>　　3.2 數(shù)碼管顯示子程序設(shè)計(jì) 20 </p><p>　　3.3 鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì) 21 </p><p>　　第4章 調(diào)試 22 </p><p>　　4.1 調(diào)試軟件環(huán)境簡(jiǎn)介 22 </p>

15、;<p>　　4.2 實(shí)驗(yàn)板調(diào)試效果圖 22 </p><p>　　第5章 總結(jié) 26 </p><p><b>　　致 謝 28 </b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn) 29 </b></p><p><b>　　附 錄 30 </b>&l

16、t;/p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1課題背景和意義</p><p>　　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(lái)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

17、，人們對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來(lái)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)。</p><p>　　在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖，克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無(wú)論在技術(shù)上還是在性能上都大大提高一步。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(wèn)世，出現(xiàn)

18、了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。</p><p>　　隨著人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識(shí)別、IC卡辨認(rèn)）已在國(guó)內(nèi)外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識(shí)識(shí)別器若在公共場(chǎng)所使用存在容易機(jī)械損壞，IC卡還存在容易丟失、損壞等

19、特點(diǎn)。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術(shù)水平與市場(chǎng)的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用也日趨重要。本設(shè)計(jì)采用89c52單片機(jī)作為電路控制的核心單元，設(shè)計(jì)了一款具有本機(jī)開鎖和報(bào)警功能的電子密碼鎖。即簡(jiǎn)單又實(shí)用。</p><p>　　1.2本設(shè)計(jì)需要解決的問(wèn)題</p><p>　　本設(shè)計(jì)的任

20、務(wù)采用單片機(jī)89c52作為單片機(jī)的核心單元，利用單片機(jī)串行發(fā)射、接收等功能而設(shè)計(jì)的一款具有本機(jī)開鎖和報(bào)警功能的電子密碼鎖。主要分為以下幾個(gè)部分：</p><p><b>　　1）設(shè)置密碼</b></p><p>　　將事先編好的密碼程序存儲(chǔ)在EPROM中，用戶通過(guò)密碼選擇鍵進(jìn)行選擇。具體操作過(guò)程如]下：首先按下密碼輸入鍵，然后按下確認(rèn)鍵即可。</p>&

21、lt;p><b>　　2）密碼顯示</b></p><p>　　為了幫助用戶確認(rèn)是否有鍵按下，特在電路中設(shè)置了數(shù)字顯示電路；而為了防止密碼外泄；顯示時(shí)，并不是顯示用戶按下的數(shù)字符號(hào)，而是以一個(gè)特定的字母符號(hào)提醒用戶是否有鍵按下。有鍵按下，就會(huì)顯示出字符“*”，沒鍵按下，則不會(huì)顯示字符。這樣既巧妙的提醒了用戶又保護(hù)了用戶密碼，此乃本設(shè)計(jì)可靠性優(yōu)點(diǎn)之一。</p><p&

22、gt;<b>　　3）密碼錯(cuò)誤報(bào)警</b></p><p>　　當(dāng)用戶鍵入正確密碼后，在按確認(rèn)鍵，便會(huì)自動(dòng)開鎖。當(dāng)用戶鍵入錯(cuò)誤密碼次數(shù)超過(guò)三次時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，由揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。系統(tǒng)會(huì)長(zhǎng)期報(bào)警不止。此乃安全可靠性之一。[1]</p><p>　　待解決的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)遙控開鎖，當(dāng)此鎖用于私家車庫(kù)或倉(cāng)庫(kù)時(shí)，用戶可以不用上車，只要手執(zhí)遙控器，鍵入正確密碼，便會(huì)自動(dòng)開鎖；

23、如果密碼錯(cuò)誤，同樣也會(huì)報(bào)警。還有實(shí)現(xiàn)聲控開鎖，這種開鎖方式在于方便且快速，比遙控式開鎖的遙控器方便攜帶又怕丟失遙控器。但聲控式容易被別人模仿。有一定的失密性。</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)的研究方法</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要采用的芯片有89c52單片機(jī)主控芯片，外接LED液晶顯示等。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中主要由單片機(jī)系統(tǒng)、矩陣鍵盤、液晶顯示、密碼存儲(chǔ)和報(bào)警系統(tǒng)組成。設(shè)置開鎖密碼，利用軟

24、件與硬件結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)能完成本機(jī)開鎖、超次鎖定基本的密碼鎖的功能。除上述基本的密碼鎖功能外，還具有掉電存儲(chǔ)、聲光提示等功能，依據(jù)實(shí)際的情況還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)方案論述</p><p>　　對(duì)于電子密碼鎖而言，可以采用典型的數(shù)字電路控制，數(shù)字電路有它的特點(diǎn)，比如設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但是就實(shí)用而言，還是沒有單片機(jī)應(yīng)用的廣泛，下面將兩種

25、方案做一對(duì)比，以確定更佳的方案。</p><p>　　方案一：采用數(shù)字電路控制。</p><p>　　用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，在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LED屏、LED燈以及蜂鳴器用于顯示作用。共設(shè)了9個(gè)用戶輸入鍵，其中只有1組4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵；如果用戶輸入密碼的時(shí)間超過(guò)10秒（若用戶覺得

26、不便，還可以修改）電路將報(bào)警20秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤，防止非法操作。采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方案好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單但控制的準(zhǔn)確性和靈活性差,故不采用。原理圖1.1:</p><p>　　圖1.1數(shù)字電路密碼鎖方案</p><p>　　方案二：采用一種是用以AT89c52為核心的單片機(jī)控制方案。</p><p>　　選用單片機(jī)AT89c52 作為本設(shè)計(jì)的核心

27、元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的IO端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。在單片機(jī)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LED用于顯示作用。其原理如下圖1.2所示：</p><p>　　圖1.2 單片機(jī)密碼鎖控制方案</p><p>　　1.5 工作原理 </p><p>　　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

28、分由鍵盤輸入部分、復(fù)位部分、LED顯示部分、晶振部分、開鎖部分組成，軟件部分對(duì)應(yīng)的由主程序、初始化程序、LED顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動(dòng)程序、關(guān)閉程序、建功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM讀寫程序和延時(shí)程序等組成。</p><p>　　第2章 外圍硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 硬件的基本組成</p><p>　　單片機(jī)89c52，12Mhz晶振，

29、LCM1602A液晶顯示屏，24C02掉電存儲(chǔ)，矩陣鍵盤，開鎖控制電路，單片機(jī)復(fù)位電路，電源模塊等。</p><p><b>　　2.2 硬件介紹</b></p><p>　　2.2.1 單片機(jī)概述</p><p>　　單片機(jī)也被稱作“單片微型計(jì)算機(jī)”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。單片機(jī)一詞最初是源于“Single Chip Micr

30、ocomputer”,簡(jiǎn)稱SCM。隨著SCM在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展其控制功能，單片機(jī)已不能用“單片微型計(jì)算機(jī)”來(lái)表達(dá)其內(nèi)涵。國(guó)際上逐漸采用“MCU”(Micro Controller Unit)來(lái)代替，形成了單片機(jī)界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞。為了與國(guó)際接軌，以后應(yīng)將中文“單片機(jī)”一詞和“MCU”唯一對(duì)應(yīng)解釋。在國(guó)內(nèi)因?yàn)椤皢纹瑱C(jī)”一詞已約定俗成，故而可繼續(xù)沿用。[1]</p><p>　?。?）單片機(jī)的發(fā)展歷

31、史</p><p>　　如果將8位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn)，那么單片機(jī)的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個(gè)階段：</p><p>　　第一階段（1976—1978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領(lǐng)域的探索，參與這一探索的公司還有Motorola、ZILOG等。都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單片機(jī)”一詞即由此而來(lái)。</p>

32、;<p>　　第二階段（1978—1982）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的完善階段。Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS-51。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)：</p><p>　　1.完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機(jī)通信功能的串行通信接口。</p><p>

33、　　2.CPU外圍功能單元的集中管理模式。</p><p>　　3.體現(xiàn)工控特性的地址空間及位操作方式。</p><p>　　4.指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。</p><p>　　第三階段（1982—1990）：8位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機(jī)，將一

34、些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。</p><p>　　第四階段（1990—至今）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8位/16位/32位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)。</p><p>　　目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機(jī)的發(fā)展趨

35、勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低價(jià)格化、外圍電路內(nèi)裝化和串行擴(kuò)展技術(shù)。隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小和功能將更強(qiáng)。</p><p>　　單片機(jī)主要有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1.有優(yōu)異的性能價(jià)格比。</p><p>　　2.集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把

36、各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。</p><p>　　3.制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。</p><p>　　4

37、.低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。</p><p>　　5.外部總線增加了I2C（Inter-Integrated Circuit）及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。</p><p>　　6.單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p><

38、b>　　單片機(jī)的應(yīng)用</b></p><p>　　由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1.單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用。</p><p>　　2.單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用。</p><p>　　3.單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用

39、。</p><p>　　4.單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用。</p><p>　　5.單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用。</p><p>　　單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面，另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)

40、也稱為微控制技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。</p><p>　　A：由單片機(jī)組成控制器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)： </p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展中的一個(gè)重要分支，是把構(gòu)成一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要部件如中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM/ROM)和各種功能I/O接口集成在一塊芯片上的單芯片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Micro Computer),簡(jiǎn)稱單片機(jī).由于它的結(jié)構(gòu)

41、與指令功能都是按工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的,且近年來(lái)單片機(jī)著力擴(kuò)展了各種控制功能如A/D、PWM等,因此我們更多時(shí)候稱其為一個(gè)單片形態(tài)的微控制器(Single Chip Micro Controller),或直接稱其為微控制器(Micro Controller)。</p><p>　　B：用單片機(jī)組成的微機(jī)控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1.受集成度限制；片內(nèi)存儲(chǔ)器容量較小,一般片內(nèi)R

42、OM小于4—8K字節(jié),片內(nèi)RAM小于256字節(jié);但可在外部進(jìn)行擴(kuò)展,如MCS—51系列單片機(jī)的片外可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)可分別擴(kuò)展至64K字節(jié)。</p><p>　　2.可靠性高；單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)控制環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,其抗噪聲的能力優(yōu)于一般通用CPU;程序指令及其常數(shù)、表格固化在ROM中不易破壞;常用信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi),故可靠性高。</p><p

43、>　　3.易擴(kuò)展；片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必須的部件,芯片外部有許多供擴(kuò)展用的總線及并行、串行輸入/輸出端口,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的微機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　4.控制功能強(qiáng)；為了滿足工業(yè)控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)中有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。一般來(lái)說(shuō),單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理器。</p><p>　　5.一般的單片

44、機(jī)內(nèi)無(wú)監(jiān)控程序或系統(tǒng)管理軟件,軟件開發(fā)工作量大。但近年來(lái)已開始出現(xiàn)了片內(nèi)固化有BASIC解釋程序及FROTH操作系統(tǒng)的單片機(jī),使單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)提高了一個(gè)新水平。</p><p>　　此外,單片機(jī)成本低、集成度高、控制功能多,可靈活地組裝成各種智能控制裝置,并能有針對(duì)性設(shè)計(jì)成專用系統(tǒng),解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種需要,實(shí)現(xiàn)最佳的性價(jià)比。特別是單片機(jī)與傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合,使原有機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化。如數(shù)控機(jī)床就

45、是典型實(shí)例。近年來(lái),單片機(jī)發(fā)展極快,其產(chǎn)量占微機(jī)產(chǎn)量的70%以上。目前，至少有50個(gè)系列400余種機(jī)型，性能和結(jié)構(gòu)各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等公司都有系列單片微型計(jì)算機(jī)。國(guó)內(nèi)普及的幾乎都是INTEL公司的產(chǎn)品。可以預(yù)言在當(dāng)今信息化社會(huì)中，單片機(jī)擔(dān)負(fù)著重大的使命，必將對(duì)科技的革新起到重要作用！</p><p>　　AT89C52具有如下特點(diǎn)：AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸

46、出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。[2]</p><p>　　圖

47、2.1 AT89C52芯片引腳圖</p><p><b>　　其主要功能特性：</b></p><p>　　兼容MCS51指令系統(tǒng) · 8k可反復(fù)擦寫(>1000次）Flash ROM </p><p>　　· 32個(gè)雙向I/O口 · 256x8bit內(nèi)部RAM </p><p>　

48、　· 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷 · 時(shí)鐘頻率0-24MHz </p><p>　　· 2個(gè)串行中斷 · 可編程UART串行通道 </p><p>　　· 2個(gè)外部中斷源 · 共6個(gè)中斷源 </p><p>　　· 2個(gè)讀寫中斷口線 · 3級(jí)加密位 </p><

49、p>　　· 低功耗空閑和掉電模式 · 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 </p><p>　　AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：功能包括8K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。</p><p>　　AT89C52主要管腳有

50、：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0~P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義

51、為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測(cè)及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。[3]</p><p>　　2.2.2 AT89C52引腳功能說(shuō)明</p><p>　　VCC：電源電壓，GND：地。</p><p><b>

52、　　P1 口：</b></p><p>　　P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外

53、部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）參見表2.1。</p><p>　　Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低8 位地址。</p><p>　　表2.1 P1.0和P1.1的第二功能</p><p><b>　　P2 口</b></p><p>　　P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/

54、O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口P2 寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX @RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P

55、2 鎖存器的內(nèi)容。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。</p><p><b>　　P3 口</b></p><p>　　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(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻

56、輸出電流（IIL）。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。WDT益出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功能。DISRTO 位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用

57、于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：第當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如有必要，可通過(guò)對(duì)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。該位禁位后，只有一條MOVX 和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。此外，該引腳伎被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。</p><p

58、>　　PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，高有兩次有效的PSEN信號(hào)。[4]</p><p>　　EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU公訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)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(fù)

59、位時(shí)內(nèi)部會(huì)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(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí),該引腳加上＋12V的編程電壓Vpp。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)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>　　2.2.3 AT89C52芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p&g

60、t;<p><b>　　（1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</b></p><p>　　AT89C52 有256 個(gè)字節(jié)的內(nèi)部RAM，80H-FFH 高128 個(gè)字節(jié)與特殊功能寄存器（SFR）地址是重疊的，也就是高128個(gè)字節(jié)。</p><p><b>　?。?）定時(shí)器2</b></p><p>　　定時(shí)器2 是一個(gè)16 位定

61、時(shí)/計(jì)數(shù)器。它既可當(dāng)定時(shí)器使用，也可作為外部事件計(jì)數(shù)器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CON的C/T2 位選擇。定時(shí)器2 有三種工作方式：捕獲方式，自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由T2CON 的控制位來(lái)選擇。</p><p>　　在計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，當(dāng)T2 引腳上外部輸入信號(hào)產(chǎn)生由1 至0 的下降沿時(shí)，寄存器的值加1，在這種工作方式下，每個(gè)機(jī)器周期的5SP2 期間，對(duì)外部輸入進(jìn)行采

62、樣。若在第一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為1，而在下一個(gè)機(jī)器周期中采到的值為0，則在緊跟著的下一個(gè)周期的S3P1 期間寄存器加1。由于識(shí)別1 至0 的跳變需要2 個(gè)機(jī)器周期（24 個(gè)振蕩周期），因此，最高計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/24。為確保采樣的正確性，要求輸入的電平在變化前至少保持一個(gè)完整周期的時(shí)間，以保證輸入信號(hào)至少被采樣一次。</p><p>　　（3）自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)器）方式</p>&l

63、t;p>　　當(dāng)定時(shí)器2工作于16位自動(dòng)重裝載方式時(shí)，能對(duì)其編程為向上或向下計(jì)數(shù)方式，這個(gè)功能可通過(guò)特殊功能寄存器T2CON來(lái)選擇。復(fù)位時(shí)，DCEN 位置“0”，定時(shí)器2 默認(rèn)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)。當(dāng)DCEN置位時(shí)，定時(shí)器2 既可向上計(jì)數(shù)也可向下計(jì)數(shù)，這取決于T2EX 引腳的值。</p><p>　　當(dāng)DCEN=0 時(shí)，定時(shí)器2 自動(dòng)設(shè)置為向上計(jì)數(shù)，在這種方式下，T2CON 中的EXEN2 控制位有兩種選擇，若EX

64、EN2=0，定時(shí)器2 為向上計(jì)數(shù)至0FFFFH 溢出，置位TF2 激活中斷，同時(shí)把16 位計(jì)數(shù)寄存器RCAP2H 和RCAP2L重裝載，RCAP2H 和RCAP2L 的值可由軟件預(yù)置。若EXEN2=1，定時(shí)器2 的16 位重裝載由溢出或外部輸入端T2EX 從1 至0 的下降沿觸發(fā)。這個(gè)脈沖使EXF2 置位，如果中斷允許，同樣產(chǎn)生中斷定時(shí)器2 的中斷入口地址是：002BH ——0032H。</p><p>　　當(dāng)D

65、CEN=1 時(shí)，允許定時(shí)器2 向上或向下計(jì)數(shù)。這種方式下，T2EX 引腳控制計(jì)數(shù)器方向。T2EX 引腳為邏輯“1”時(shí)，定時(shí)器向上計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)0FFFFH 向上溢出時(shí)，置位TF2，同時(shí)把16 位計(jì)數(shù)寄存器RCAP2H 和RCAP2L 重裝載到TH2 和TL2 中。 T2EX 引腳為邏輯“0”時(shí)，定時(shí)器2 向下計(jì)數(shù)，當(dāng)TH2 和TL2 中的數(shù)值等于RCAP2H 和RCAP2L中的值時(shí)，計(jì)數(shù)溢出，置位TF2，同時(shí)將0FFFFH 數(shù)值重新裝入定

66、時(shí)寄存器中。當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 向上溢出或向下溢出時(shí)，置位EXF2 位。</p><p><b>　?。?）時(shí)鐘振蕩器</b></p><p>　　AT89C52 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。</p&

67、gt;<p><b>　?。?）空閑節(jié)電模式</b></p><p>　　在空閑工作模式狀態(tài)，CPU 自身處于睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)仍保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。此時(shí)，同時(shí)將片內(nèi)RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容凍結(jié)?？臻e模式可由任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。由硬件復(fù)位終止空閑狀態(tài)只需兩個(gè)機(jī)器周期有效復(fù)位信號(hào)，在此狀態(tài)下，片內(nèi)硬件禁止訪問(wèn)內(nèi)部RAM，但可以訪問(wèn)端口引

68、腳，當(dāng)用復(fù)位終止空閑方式時(shí)，為避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。</p><p><b>　?。?）掉電模式</b></p><p>　　在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi)RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)

69、位后將重新定義全部特殊功能寄存器，但不改變RAM中的內(nèi)容，在Vcc恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。</p><p><b>　　程序存儲(chǔ)器的加密：</b></p><p>　　AT89C52 有3 個(gè)程序加密位，可對(duì)芯片上的3 個(gè)加密位LB1、LB2、LB3 進(jìn)行編程（P）或不編程（U）來(lái)得到。當(dāng)加密位LB1 被編程時(shí)，

70、在復(fù)位期間，EA 端的邏輯電平被采樣并鎖存，如果單片機(jī)上電后一直沒有復(fù)位，則鎖存起的初始值是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，且這個(gè)隨機(jī)數(shù)會(huì)一直保存到真正復(fù)位為止。為使單片機(jī)能正常工作，被鎖存的EA 電平值必須與該引腳當(dāng)前的邏輯電平一致。此外，加密位只能通過(guò)整片擦除的方法清除。[6]</p><p>　?。?）Flash存儲(chǔ)器的編程</p><p>　　AT89C52單片機(jī)內(nèi)部有8k字節(jié)的Flash PERO

71、M，這個(gè)Flash 存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為FFH），用戶隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。編程接口可接收高電壓（+12V）或低電壓（Vcc）的允許編程信號(hào)。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM 編程器兼容。</p><p>　　2.2.4 LCM1602顯示器</p><p>　　現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息

72、顯示器件了。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。1602型LCD可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0~D7和RS，R/W，EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能。[7]</p><p>　　硬件原理與接口圖如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2硬件原理與接口圖</p><p>　　1602液晶模

73、塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母大小寫、常用的符號(hào)和日文的平假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H種的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”。因?yàn)?602識(shí)別的是ASCⅡ碼，試驗(yàn)可以用ASCⅡ碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如‘A’。[8]</

74、p><p>　　表2.3是1602的16進(jìn)制ASCⅡ碼表，其介紹了部分在LED屏幕顯示的一些輸出的信息，所有的LED顯示信息，都是通過(guò)ASCⅡ碼表轉(zhuǎn)換之后顯示到屏幕中的。對(duì)于LED1602C液晶顯示屏，他的工作原理和普通的液晶顯示器是相同的。</p><p>　　表2.3 （a）1602的16進(jìn)制ASCⅡ碼表（a）</p><p>　　表2.3 （b）1602的16進(jìn)制

75、ASCⅡ碼表（b）</p><p><b>　　接口信號(hào)說(shuō)明</b></p><p>　　1602型LED的接口信號(hào)說(shuō)明如表2.4所示：</p><p>　　表2.41602型LED的接口信號(hào)說(shuō)明</p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　LCM1

76、602型LED的主要技術(shù)參數(shù)如表2.5所示：</p><p>　　表2.5 LCM1602型LED的主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　基本操作程序</b></p><p>　　讀狀態(tài)：輸入：RS=L，RW=L， E=H 輸出：D0~D7=狀態(tài)字</p><p>　　讀數(shù)據(jù)

77、：輸入：RS=H，RW=H， E=H 輸出：無(wú)</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=L， D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無(wú)</p><p>　　2.2.5 晶振電路</p>

78、<p>　　晶振電路在單片機(jī)電路中晶振的作用非常大，結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在晶振的基礎(chǔ)上。晶振利用一種特殊的晶體，在電能和機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化產(chǎn)生共振，提供穩(wěn)定精確的單頻震蕩，為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。晶振元器件實(shí)物圖如圖2.4所示。[9]</p><p>　　圖2.4 晶振元器件</p><p>　　晶振即晶體振蕩器。是

79、指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。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。</p><p><b>　　簡(jiǎn)單應(yīng)用如下：</b></p><p>　　1．通用晶體振蕩器，用于各種電路中，產(chǎn)生振蕩頻率。</p><p

80、>　　2．時(shí)鐘脈沖用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，廣泛用于數(shù)字電路中。</p><p>　　3．微處理器用石英晶體諧振器。</p><p>　　4．CTVVTR用石英晶體諧振器。</p><p>　　5．鐘表用石英晶體振蕩器。</p><p><b>　　圖2.5 晶振電路</b></p&g

81、t;<p>　　2.2.6 矩陣鍵盤</p><p>　　由于設(shè)計(jì)要求使用矩陣鍵盤，所以本設(shè)計(jì)就采用行列式矩陣鍵盤，同時(shí)也能減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法。其原理如下圖2.6所示[10]</p><p>　　圖2.6行列式鍵盤電路</p><p>　　每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相

82、通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線和M條列線，即可組成具有N×M按鍵的鍵盤。</p><p>　　首先辨別鍵盤中有無(wú)鍵按下，由單片機(jī)I/O口向鍵盤進(jìn)行掃描，然后讀入行線的狀態(tài)來(lái)判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部線列設(shè)置為低電平，然后將線列的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下是通過(guò)列線

83、依次被置為低電平后檢查行輸入狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次設(shè)置行行列低電平時(shí)，然后檢查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵一定就在此列，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。</p><p>　　單片機(jī)連接如圖2.7：</p><p>　　圖2.7單片機(jī)開發(fā)板實(shí)物連接圖</p><p>　　2.2.7 蜂鳴器電路設(shè)計(jì)</

84、p><p>　　蜂鳴器在此設(shè)計(jì)主要是為了提供按鍵提醒，通過(guò)一個(gè)三極管來(lái)提供驅(qū)動(dòng)，蜂鳴器一端接高電平，一端接三極管的發(fā)射極，三極管的基極通過(guò)一個(gè)電阻接I/O口的P2.3，集電極接地。當(dāng)P2.3口送出低電平時(shí)，三極管接通，蜂鳴器接通，發(fā)出響聲。蜂鳴器電路如圖2.8所示：</p><p>　　圖2.8 蜂鳴器電路</p><p>　　當(dāng)首次按下鍵盤時(shí)，LED綠燈亮，提示繼續(xù)輸

85、入；當(dāng)輸入錯(cuò)誤時(shí)黃燈亮，提示輸入錯(cuò)誤，當(dāng)三次輸入錯(cuò)誤時(shí)，黃燈滅，紅燈亮，蜂鳴器響，提示報(bào)警。[11]</p><p>　　第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序、初始化程序、LED顯示程序、鍵盤掃描程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM讀寫程序和延時(shí)程序等組成。[12]</p><p>　　3.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程</p&

86、gt;<p>　　主要程序設(shè)計(jì)流程圖如下所示：</p><p>　　圖3.1 主程序流程圖</p><p>　　圖3.2 開鎖流程圖</p><p>　　為了防止掉電以及其他一些系統(tǒng)不穩(wěn)定因素導(dǎo)致系統(tǒng)遭到破壞，本系統(tǒng)并未設(shè)計(jì)用戶自定義密碼的功能，采用程序直接提供密碼，這樣，在一定程度上保護(hù)了密碼鎖的正常使用，不會(huì)出現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)丟失或?qū)?shù)據(jù)保存至24C0

87、2掉電存儲(chǔ)單元時(shí)存儲(chǔ)單元損壞導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失等故障，并且由于系統(tǒng)并沒有初始化功能，萬(wàn)一用戶忘記密碼將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常使用。</p><p>　　3.2 數(shù)碼管顯示子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　LED顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的

88、優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高；動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些。</p><p>　　本設(shè)計(jì)使用動(dòng)態(tài)顯示方法。[13]<

89、;/p><p>　　3.3 鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤是單片機(jī)常用輸入設(shè)備，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了節(jié)省I/O口等單片機(jī)資源，一般采取掃描的方式來(lái)識(shí)別到底是哪一個(gè)鍵被按下。即通過(guò)確定被按下的鍵處在哪一行哪一列來(lái)確定該鍵的位置，獲取鍵值以啟動(dòng)相應(yīng)的功能程序。查找哪個(gè)按鍵被按下的方法為：一個(gè)一個(gè)地查找。 先第一行輸出0，檢查列線是否非全高；否則第二行輸出0，檢查列線是否非全高；否則

90、第三行輸出0，檢查列線是否非全高；如果某行輸出0時(shí)，查到列線非全高，則該行有按鍵按下；根據(jù)第幾行線輸出0與第幾列線讀入為0，即可判斷在具體什么位置的按鍵按下。[14]</p><p><b>　　第4章 調(diào)試</b></p><p>　　4.1 調(diào)試軟件環(huán)境簡(jiǎn)介</p><p>　　調(diào)試本程序需要用到KEIL C51，及51開發(fā)板一塊及其配套

91、的下載燒錄軟件</p><p>　　Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C

92、51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)： uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文

93、件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。[15</p><p>　　4.2 實(shí)驗(yàn)板調(diào)試效果圖</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中，對(duì)

94、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了記錄，并進(jìn)行了如下效果圖記錄：</p><p>　　把調(diào)試好的程序下載到開發(fā)板中，并輸入初始密碼后，電子鎖被打開，可以進(jìn)行功能模式選擇，例如輸入密碼（直接鍵入密碼并按下確定鍵確定密碼輸入）等。</p><p>　　圖4.2 程序?qū)崿F(xiàn)開機(jī)畫片</p><p>　　鍵入首個(gè)密碼按鍵后，密碼鎖進(jìn)入判斷狀態(tài)，綠燈表示一切正常</p><p&

95、gt;　　圖4.3 密碼判斷狀態(tài)</p><p>　　密碼輸入完成鍵入確定鍵或密碼輸入長(zhǎng)度超過(guò)五位時(shí)，完成輸入，系統(tǒng)判斷密碼的正確性：</p><p>　　若密碼輸入正確，則密碼通過(guò)且鎖被打開，綠燈表示系統(tǒng)打開，如圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4密碼輸入正確</p><p>　　若密碼輸入錯(cuò)誤，則密碼不通過(guò)且提示重新輸入，并且警示

96、用黃燈亮，如圖4.5所示：</p><p>　　圖4.5密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)的提</p><p>　　當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤超過(guò)3次時(shí)，系統(tǒng)被鎖定且紅燈警報(bào)開啟，蜂鳴器報(bào)警，如圖4.6所示：</p><p>　　圖4.6密碼輸入錯(cuò)誤三次時(shí)的警報(bào)以及提示</p><p>　?。?）重置密碼。輸入需要的重新設(shè)置的四位密碼，按重置鍵，即可完成密碼重置，此密碼保存

97、在EEPROM中，掉電可存，液晶屏幕提示”reload seccess！!”。</p><p>　　圖4.7密碼重置成功提示提示</p><p>　　對(duì)于密碼的設(shè)置，可以根據(jù)需要由源程序設(shè)定長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)預(yù)留了兩個(gè)功能鍵未定義，如程序需要升級(jí)添加功能，可以使用。</p><p><b>　　第5章 總結(jié)</b></p><

98、p>　　本設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用美國(guó)Atmel公司的單片機(jī)AT89C52作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，結(jié)合外圍的鍵盤輸入、顯示、報(bào)警、開鎖等電路并用C編寫主控芯片的控制程序，研制了一款具有報(bào)警功能的電子密碼鎖。設(shè)計(jì)完全可行可以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。使用單片機(jī)制作的電子密碼鎖具有軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于開發(fā)，成本較低，安全可靠，操作方便等特點(diǎn)。可應(yīng)用于住宅、辦公室的保險(xiǎn)箱及檔案柜等需要防盜的場(chǎng)所，有一定的實(shí)用性。該電路設(shè)計(jì)還具有按鍵有效

99、提示，輸入錯(cuò)誤提示，控制開鎖電路，控制報(bào)警電路，修改密碼等多種功能。保密性強(qiáng)，靈活性高，特別適用于家庭、辦公室、學(xué)生宿舍及賓館等諸多場(chǎng)所。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的

100、影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。</p><p>　　對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無(wú)止境的道理。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。<

101、/p><p>　　回顧起此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人感慨頗多。從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程

102、中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對(duì)單片機(jī)語(yǔ)言掌握得不好，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。</p><p>　　對(duì)于我的作品，基于單片機(jī)的電子密碼鎖，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有很多不盡人意的地方，我盡了很大的努力，雖然實(shí)現(xiàn)了基本的功能：密碼的設(shè)置與修改，密碼的判斷，密碼

103、的顯示，以及對(duì)于用戶輸入的一些反饋，在隨后的學(xué)習(xí)生活中，可以根據(jù)自己的需要加入其他的一些應(yīng)用，比如：加入繼電器并通過(guò)用戶輸入來(lái)控制一些外圍電路實(shí)現(xiàn)家庭的開關(guān)門；但是仍舊有一些部分系統(tǒng)不能良好的處理，沒有達(dá)到單片機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)最簡(jiǎn)單的初衷：“用戶友好”，沒能對(duì)用戶的輸入以及用戶的需要提出更多的構(gòu)想，一方面是自己沒能行程較為良好的研發(fā)思路，另一方面反映出在專業(yè)知識(shí)方面的一些欠缺。</p><p>　　對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，

104、在專業(yè)方面，我有很多感悟，雖然我做的項(xiàng)目只是整個(gè)“智能家居”的一部分，但是它對(duì)于我在工程方面的指導(dǎo)意義是十分重大的，通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多課本上沒有的知識(shí)，相信在未來(lái)的很短的時(shí)間內(nèi)，我會(huì)完成自己對(duì)于本專業(yè)的一個(gè)宏偉構(gòu)想，把畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行全方位的推廣！</p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)在痛苦中進(jìn)行，因?yàn)樽约旱脑蛑暗漠厴I(yè)設(shè)計(jì)題目并未完成，臨時(shí)決定使用現(xiàn)在這個(gè)題目，從這次挫折中，我充分的認(rèn)識(shí)到自己在專業(yè)知識(shí)方

105、面的巨大欠缺，在今后的學(xué)習(xí)生涯中，我定會(huì)扎實(shí)基礎(chǔ)，立足于實(shí)際應(yīng)用，努力開拓創(chuàng)新，努力成為一個(gè)合格的專業(yè)人才！</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)肯定會(huì)大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個(gè)字符，涌上心頭的不是長(zhǎng)途跋涉后抵達(dá)終點(diǎn)的欣喜，而是源自心

106、底的誠(chéng)摯謝意。我首先要感謝我的指導(dǎo)老師郝XX老師，對(duì)我的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，郝老師多次詢問(wèn)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。郝老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)半年，卻給以終生受益無(wú)窮之道。對(duì)郝老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的，使我在完成論文的同時(shí)也深受啟發(fā)和教育；另外我要對(duì)我的母校太原科技大學(xué)華科學(xué)院致以誠(chéng)摯的謝意，在我人生

107、中最關(guān)鍵的四年，給與我學(xué)習(xí)的環(huán)境，讓我能在較為自由的環(huán)境中學(xué)習(xí)自己需要社會(huì)需要的知識(shí)與技能，我現(xiàn)在以及將來(lái)的成就，都離不開母校對(duì)我的培養(yǎng)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊學(xué)昭．《單片機(jī)原理接口技術(shù)》．.第一版[M] ．西安西安電子科技大學(xué)出版社.2009．111-114．</p><p>　　[2]

108、 馮文旭．《單片機(jī)原理及應(yīng)用》．第1版[M]．機(jī)械工業(yè)出版社.2008．146-265．</p><p>　　[3] 馬潮．《AVR單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實(shí)踐》．第二版．[M]．55-101</p><p>　　[4] 周航慈．《單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)》．[M]．北京航空航天大學(xué)出版社．2000．189-214．</p><p>　　[5] 高文華．《數(shù)字電路與