密碼門畢業(yè)設計說明書

1、<p>　　揚 州 市 職 業(yè) 大 學</p><p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　設計（論文）題目： 密碼門控制</p><p><b>　?。?1</b></p><p>　　專 業(yè)： 1</p><p>　　班 級： 07 級 1<

2、/p><p><b>　　姓 名： 1</b></p><p><b>　　學 號： </b></p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　完成時間： </b></p><p><b>　　摘　　要<

3、/b></p><p>　　自第一臺計算機在美國誕生以來，至今已有60多年的歷史。在這60年里，計算機經歷了迅猛的發(fā)展，得到了廣泛的普及，對整個社會的進步和科學的發(fā)展產生了及其深遠的影響。</p><p>　　在計算機對整個社會的進步和科學的發(fā)展產生深遠影響的同時，其也得到了推動和發(fā)展。特別是20世紀70年代初，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，原來體積很大的中央處理器電路（CPU）集成為一

4、個只有十幾平方毫米的半導體芯片，稱為微處理器。</p><p>　　微處理器的出現(xiàn)，開創(chuàng)了微型計算機的新時代。以微處理器為核心，再配上半導體存儲器（RAM、ROM）、輸入/輸出接口電路（I/O接口電路）、系統(tǒng)總線及其他支持邏輯，這樣組成的計算機稱為微型計算機。</p><p>　　微型計算機因其具有體積小、重量輕、價格便宜、耗電少、可靠性高、通用性和靈活性好等特點，加上超大規(guī)模集成電路工藝

5、技術的迅速發(fā)展和成熟，使得微型計算機技術得到了極其迅速的發(fā)展和廣泛的應用。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動化過程的實時控制和數(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)，洗衣機、電冰箱、空調等等方面都有單片機在其中發(fā)揮重要的作用。</p><p>　　本次設計是在參照《數(shù)字電子電路》、《模擬電子電路》、《單片機原理與應用》等教材，運用單片機設計的一款電子

6、密碼門的控制系統(tǒng)。以此獲得電子技術、自動控制等方面的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，并為學習后續(xù)課程和為今后在工作中熟練運用打好基礎。</p><p>　　本設計課題的電子密碼鎖運用的是MCS-51系列中的AT89S52作為主要運算和邏輯判斷工具，這可大大簡化硬件系統(tǒng)的復雜性。以實現(xiàn)密碼顯示、錯誤報警等功能，詳細介紹了基本功能、方案論證、硬件電路設計、原理圖和軟件設計思想。</p

7、><p>　　由于時間緊迫和本人的水平有限，設計說明書中的缺點和錯誤在所難免，真誠地歡迎各位老師對本說明書提出批評和建議。</p><p>　　關鍵詞：單片機、電子密碼鎖、密碼門控制、獨立式鍵盤、AT89S52</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章：引 言- 4 -</p>

8、;<p>　　1.1電子密碼鎖簡介- 4 -</p><p>　　1.2 傳統(tǒng)密碼鎖概況- 4 -</p><p>　　1.3 電子密碼鎖的優(yōu)勢及發(fā)展前景- 5 -</p><p>　　1.4 本設計所實現(xiàn)的目標- 5 -</p><p>　　1.5 主要性能指標- 6 -</p><p>　　

9、1.6 使用說明- 6 -</p><p>　　1.7 基本原理- 6 -</p><p>　　第2章：方案論證- 8 -</p><p>　　2.1 方案一：采用數(shù)字電路控制- 8 -</p><p>　　2.2 方案二：采用單片機為核心的控制方案- 9 -</p><p>　　第3章：系統(tǒng)硬件構成- 1

10、0 -</p><p>　　3.1 80C51最小系統(tǒng)- 10 -</p><p>　　3.2 開鎖機構- 10 -</p><p>　　3.3 按鍵電路部分- 12 -</p><p>　　3.4 顯示電路部分- 13 -</p><p>　　3.5 密碼門鎖的電源電路部分- 14 -</p>

11、<p>　　3.6 設計總框圖- 15 -</p><p>　　3.7 設計總體電路圖- 15 -</p><p>　　3.8 主要元器件介紹- 16 -</p><p>　　3.8.1 主要芯片AT89S52- 16 -</p><p>　　3.8.2 LED數(shù)碼顯示器- 19 -</p><p&g

12、t;　　第4章：系統(tǒng)軟件設計- 22 -</p><p>　　4.1 RAM分配- 22 -</p><p>　　4.2 程序框圖- 22 -</p><p>　　4.2.1 主程序框圖- 22 -</p><p>　　4.2.2 子程序框圖- 24 -</p><p>　　4.3 程序清單- 24 -&l

13、t;/p><p>　　第5章：系統(tǒng)軟硬件調試- 33 -</p><p>　　第6章：元器件清單- 34 -</p><p>　　第7章：總 結- 35 -</p><p><b>　　附錄- 37 -</b></p><p><b>　　第1章：引 言</b><

14、/p><p>　　1.1電子密碼鎖簡介</p><p>　　電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產品。它的種類很多，有簡易的電路產品，也有基于芯片的性價比較高的產品?，F(xiàn)在應用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機械鎖，特點如下：</p><p>　　保密性好,編碼量多

15、,遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖成功率幾乎為零。</p><p>　　密碼可變。 用戶可以經常更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。</p><p>　　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。另外，多次輸入錯誤時，還可以實現(xiàn)對鍵盤鎖定，使得一段時間內無法再次輸入密碼。</p><p>　　電子密碼鎖操作簡單易行，一學即會。&l

16、t;/p><p>　　1.2 傳統(tǒng)密碼鎖概況</p><p>　　傳統(tǒng)的密碼鎖是一種全機械式的密碼鎖，都是通過圓盤轉動帶動刻度盤的轉動，以此來實現(xiàn)密碼的輸入?，F(xiàn)在市面上的傳統(tǒng)密碼鎖主要有圓盤式機械密碼鎖和撥碼盤式機械密碼鎖兩種類型。</p><p>　　現(xiàn)在的圓盤式機械密碼鎖大多采用美國“洛加達”、“沙金”一類對碼與開鎖使用同一個旋鈕操作的高檔圓盤式機械密碼鎖。這類密碼

17、鎖刻度盤的旋鈕軸直接與鎖體內密碼圓盤的主動盤相連接。當輸入密碼時，刻度盤的旋鈕軸帶動鎖體內密碼圓盤的主動盤轉動，再由主動盤依次傳遞帶動其它密碼圓盤轉動到與刻度盤數(shù)值相對應的位置，旋鈕要正轉若干圈再反轉若干圈，反反復復才能輸入密碼。關閉鎖舌后必須將刻度盤的旋鈕轉動若干圈以打亂密碼。</p><p>　　撥碼盤式機械密碼鎖是由內部的一個撥碼器（又稱：機械步進器或轉鼓），依次撥動各個密碼圓盤，實現(xiàn)密碼的輸入。從外部的操

18、作來看，類似老式撥盤式電話機的操作：刻度盤旋鈕從刻度盤起點位置開始順時針轉動，通過旋鈕軸驅動鎖體內部的撥碼機構撥動密碼圓盤轉動到與刻度盤數(shù)值相對應的位置，然后退回到起點位置就實現(xiàn)了輸入一位密碼。依次重復這樣的操作直到輸入了最后一位密碼，再從起點位置逆時針轉動旋鈕就可以開啟鎖舌，打開密碼鎖。</p><p>　　1.3 電子密碼鎖的優(yōu)勢及發(fā)展前景</p><p>　　通過對電子密碼鎖和傳統(tǒng)密

19、碼鎖的初步了解，我們不難看出電子密碼鎖有著很大的優(yōu)勢和良好的市場前景，其性能和安全性已大大的超過了機械鎖。</p><p>　　據(jù)有關資料介紹，電子鎖的研究從30年代就開始了，在某些特殊場所早就有所應用。研究這種鎖的初衷，是為了提高鎖具的安全性，因為電子鎖的密鑰量(密碼量)極大，可以和機械鎖配合，避免因鑰匙被仿制而出現(xiàn)的問題。在安全性極高的前題下，它的另一個特點是——無需鑰匙而被越來越多的人所欣賞。因為人們攜帶的

20、鑰匙很多已成為累贅，而電子鎖只需要記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們的煩惱。電子鎖的種類繁多，從大的方面講可能有數(shù)十種，例如數(shù)碼鎖，指紋鎖、卡片鎖、磁卡鎖，生物鎖等等。但能談的上實用一些或者大眾化一些的還是按鍵式電子密碼鎖。這是一種操作方式類似于按鍵電話機的電子鎖，通過鍵盤上的數(shù)碼按鍵依次輸入一組密碼，如果密碼與內部已約定的密碼相同，就會則輸出一個電信號，以驅動電磁鐵或者小馬達將門閂打開，完成一個開鎖過程。它彌補了傳統(tǒng)機械式密碼

21、鎖輸入密碼繁瑣的缺點，其操作也更加簡單方便。</p><p>　　進入20世紀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?。煽啃蕴岣吡?。另外，較傳統(tǒng)密碼鎖，電子密碼鎖的密碼量更大，保密性更好。</p><p>　　雖然電子密碼鎖有諸多優(yōu)點，但其也不免有缺點。首先，電子密碼鎖電子部分的工作主要是電子識別，采用的是電子元器件，電子器件一多，就變得復雜化。必然會增加故障機率，加上

22、電子器件怕潮濕，怕強磁電，怕強震動，使它對使用環(huán)境有一定的要求。因而絕大部分的電子鎖都增加了備用開鎖手段或稱應急接口，這無疑又降低了安全性?，F(xiàn)在元器件的質量提高了，故障率雖然降低，但備用開鎖手段很少有取消的。其次，電子鎖必須用電，早期的電子鎖耗電較多，一般使用市電?，F(xiàn)在的集成電路電子鎖耗電少，一節(jié)鈕扣電池就可以維持其控制部分的工作，但驅動電磁鐵或馬達卻需要大一些的電池或者使用市電。為了解決這一問題有些密碼鎖增加一套手動發(fā)電裝置自行解決用

23、電問題，又使得鎖具更復雜了。</p><p>　　隨著時代的進步和發(fā)展，電子密碼鎖因其具有的諸多優(yōu)點，勢必會取代傳統(tǒng)的機械式密碼鎖而被廣泛使用。</p><p>　　1.4 本設計所實現(xiàn)的目標</p><p>　　通過本次設計，運用單片機設計完成一個密碼鎖的門控制系統(tǒng)，通過對電機的控制，實現(xiàn)完成了門的開與關的任務。該系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能有：密碼輸入與修改、密碼顯示、密

24、碼錯誤報警、電機正反轉以及開門指示等諸多功能。</p><p>　　在經過此次設計，第一次運用單片機控制設計完成一件產品，實現(xiàn)對以往學習的單片機基礎知識進行了一次徹底而系統(tǒng)的復習和鞏固，對以往學習的知識有了更好的掌握和運用，同時鍛煉了自己動手編寫程序的能力，提高了自己的焊接水平和動手能力。相信在以后的工作和學習中只要能夠不斷的運用，相信可以對單片機的使用達到運用自如的程度。</p><p>

25、;　　1.5 主要性能指標</p><p>　　1、 顯示功能：能顯示4位密碼和相關提示字符。</p><p>　　2、 具有密碼修改功能；在輸入正確的<修改密碼>的密碼后，即進入了修改密碼狀態(tài)，方</p><p>　　可對開門密碼進行修改。</p><p>　　3、 具有開門功能；即輸入正確的開門密碼后，控制電機正反轉動作，實現(xiàn)

26、門的開啟，并作出指示。</p><p>　　4、 具有錯誤提示；即在輸入的開門密碼錯誤的情況下，實現(xiàn)蜂鳴器報警，并且指示燈作出指示。</p><p>　　5、 電源：220V±10%</p><p>　　6、 功耗：≤2.5W</p><p><b>　　1.6 使用說明</b></p><

27、p>　　1、 接通電源，按下面板上的“RST”鍵后，儀器顯示“――――”。</p><p>　　2、 按動“修改密碼”鍵，既進入到密碼輸入狀態(tài)；再次按動該鍵，此時該鍵作為“選位”鍵使用，有對應單元出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，表示該單元的內容可以進行調態(tài)，連續(xù)鍵入“選位”鍵，其它單元依次閃爍，并循環(huán)閃爍。</p><p>　　3、 當某一單元出現(xiàn)閃爍后，按動“修改”鍵（即加1鍵），該單元的內容以一定

28、規(guī)律加1。</p><p>　　4、 按動“確定”鍵，即將密碼輸入完成。等待單片機進行處理，若輸入密碼與<修改密</p><p>　　碼>的密碼相同，這時1號發(fā)光二極管即會點亮5秒（顯示紅色），即進入密碼修改狀態(tài)，</p><p>　　這時可按2和3方法進行密碼修改，最后按動“確定”鍵，即實現(xiàn)了開門密碼的修改工作；</p><p>

29、;　　若輸入密碼與<開門密碼>相同，則2號發(fā)光二極管即會點亮5秒（顯示綠色），并控制電</p><p>　　機動作，完成對門的開啟工作；若輸入密碼錯誤，則蜂鳴器響起，發(fā)出報警信息，維持5秒后自動關閉，同時1號發(fā)光二極管點亮5秒，作出指示。</p><p><b>　　1.7 基本原理</b></p><p>　　密碼門控制系統(tǒng)設計主

30、要有硬件設計和軟件設計兩大部分：硬件部分主要有8031或</p><p>　　AT89S52的最小系統(tǒng)，顯示部分、鍵盤部分、執(zhí)行部分以及電源部分；軟件設計則結合硬</p><p>　　件，實現(xiàn)指標提出的各項要求，密碼顯示則利用8031或AT89S52，在軟件的支持下，完成</p><p>　　其精度主要取決于單片機本身的晶振頻率精度，密碼檢測則利用輸入的密碼和設定密

31、碼相</p><p>　　比較，當兩者相同時，則利用軟件控制電機轉動，實現(xiàn)對門的開啟，并且二極管點亮作出指示；不相同時，則發(fā)出蜂鳴報警信息，進行提示；鍵盤在軟件的配合下，實現(xiàn)了一鍵多用。</p><p><b>　　第2章：方案論證</b></p><p>　　2.1 方案一：采用數(shù)字電路控制</p><p>　　方案一

32、：采用數(shù)字電路控制。其原理方框圖如下圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 數(shù)字密碼鎖電路方案</p><p>　　采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設計簡單。用以74LS112雙JK觸發(fā)器構成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制部分，共設置了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，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

33、碼的時間超過40秒（一般情況下，用戶不會超過40秒，若用戶覺得不便，還可以進行修改）電路將報警80秒，以示提醒；若電路連續(xù)報警三次，則電路將鎖定鍵盤5分鐘，防止他人的非法操作。</p><p>　　電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設置UPS電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。</p><p>　　密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、

34、開鎖電路、執(zhí)行電路、報警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。從而實現(xiàn)了密碼輸入、檢測、開鎖，報警等一系列功能動作。</p><p>　　采用數(shù)字密碼鎖電路雖然設計簡單，但是電路部分復雜程度較高，并且擴展功能不方便，不容易實現(xiàn)對系統(tǒng)的優(yōu)化和升級。</p><p>　　2.2 方案二：采用單片機為核心的控制方案</p><p>　　方案二：采用一種是用以AT89S52為核心的單

35、片機控制方案。</p><p>　　本方案使采用AT89S52單片機作為核心，來設計實現(xiàn)的。利用單片機靈活的編程設計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，不但能實現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加掉電存儲、鍵盤鎖定、聲光提示甚至添加遙控控制功能。其原理框圖如下圖2－2所示。</p><p>　　圖2-2 單片機控制方案</p><p>　　通過比較以上兩種方案，單片機控制

36、方案有較大的活動空間，不但能夠實現(xiàn)基本的密碼鎖功能而且能在很大的程度上擴展其他功能，較之采用數(shù)字電路控制，更加方便、靈活，而且還可以方便的對系統(tǒng)進行優(yōu)化和升級，所以我們采用第二種方案來設計密碼門控制系統(tǒng)。</p><p>　　第3章：系統(tǒng)硬件構成</p><p>　　此系統(tǒng)采用MCS51系列單片機AT89S52作為主控制器，外圍電路器件包括數(shù)碼管驅動、蜂鳴器的輸出驅動、獨立式鍵盤以及發(fā)光二

37、極管的輸出等部分。下面將對各部分逐一介紹。</p><p>　　3.1 80C51最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機的主要功能是負責整個系統(tǒng)的控制，不承擔復雜的數(shù)據(jù)處理任務，因此在設計單片機最小系統(tǒng)時通常選用AT89C5l、AT89C52、AT89S51、AT89S52（S系列芯片支持ISP功能）等型號的8位單片機作為MCU。</p><p>　　單片機應用系統(tǒng)最

38、初式有8031構成的。8031最小系統(tǒng)由8031單片機、鎖存器74LS373、EPROM2764組成。</p><p>　　由于8031的片內沒有程序存儲器，必須外接EPROM電路作為程序存儲器，8031的引腳EA必須接地，使CPU總是執(zhí)行外部EPROM中固化的程序。8031的P0口是一個三態(tài)的反向口，它可以分時輸出外部存儲器的低8位地址A0～A7和傳送數(shù)據(jù)信息，當信號ALE上升為高電平后P0口輸出低8位地址，P

39、2口輸出高8位地址，由ALE的上升沿將P0口輸出的低8位地址鎖存到外部地址鎖存器中，接著P0口由輸出方式變?yōu)檩斎敕绞?，而P2口輸出的高8位地址信息不變，緊接著程序存儲器選通信號PSEN變?yōu)榈碗娖接行?，由P2口和地址鎖存器輸出的地址對應單元指令字節(jié)傳送到P0口上供CPU讀取，這樣就實現(xiàn)了P0口地址信息與數(shù)據(jù)信息的分時傳送。</p><p>　　由于科學技術的發(fā)展，F(xiàn)lash技術運用到單片機上，使得單片機內部集成了程

40、序存儲器。本次設計使用的是AT89S52單片機，因其內部已設有ROM，故其不需要外界EPROM；另外引腳EA接電源，使CPU執(zhí)行內部ROM中的程序。</p><p><b>　　3.2 開鎖機構</b></p><p>　　通過單片機送給開鎖執(zhí)行機構，電路驅動電磁鎖吸合，從而達到開鎖的目的。其原理如下圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1

41、 密碼鎖開鎖機構示意圖</p><p>　　當用戶輸入的密碼正確時，單片機便輸出開門信號，送到開鎖驅動電路，然后驅動電磁鎖動作，達到開門的目的。其實際電路如圖3-2所示。</p><p>　　電路驅動和開鎖兩級組成。由D5、R1、T10組成驅動電路，其中T10可以選擇普通的小功率三極管如9014、9018都可以滿足要求。D5作為開鎖的提示；由D6、C24、T11組成。其中D6、C24是為了

42、消除電磁鎖可能產生的反向高電壓以及可能產生的電磁干擾。T11可選用中功率的三極管如8050，電磁鎖的選用要視情況而定，但是吸合力要足夠且由一定的余量。</p><p>　　在本次設計中，使用發(fā)光二極管和電機來代替電磁鎖，當2號二極管點亮，表示開鎖；二極管不亮，表示沒有開鎖。</p><p>　　圖3-2 密碼鎖開鎖機構電路圖</p><p>　　3.3 按鍵電路部

43、分</p><p>　　當需要的按鍵較多時，而單片機的接口有限的情況下，可以采用矩陣式鍵盤，以能減少鍵盤與單片機接口時占用的I/O線的數(shù)目，同時又省去擴展的麻煩。由于本設計的密碼鎖簡單，并且需要的按鍵不多，故就采用獨立式鍵盤。</p><p>　　其原理如下圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 獨立式鍵盤原理電路圖</p><p>　

44、　當圖3-3中的某一個鍵閉合時，相對應的I/O口線變?yōu)榈碗娖?，當CPU查詢到為低電平的I/O口線時，就可以判斷出與其對應的鍵處于按下狀態(tài)，反之則處于釋放狀態(tài)。</p><p>　　以上原理圖為用戶提供了3個按鍵,2個指示燈，另外還將在電路中加入1個蜂鳴器，作為報警提示使用。</p><p>　　接P1.0口的按鍵作為進入輸入密碼狀態(tài)和選位功能使用；按動一次該按鍵，即進入輸入密碼狀態(tài)，再次按

45、動該按鍵，該按鍵即可進行選位使用；通過軟件的支持達到了一鍵多用。</p><p>　　接P1.1口的按鍵作為加一鍵使用。在按動接在P1.0口上的按鍵進入選位狀態(tài)后，再按動該鍵，即可對選中的位進行修改，以完成對該位密碼的輸入；其它位也做同樣的處理，完成對每一位密碼的輸入。</p><p>　　接P1.2口的按鍵作為確定鍵使用。在對各位密碼修改輸入完成以后，按動該鍵，即完成對密碼的輸入工作。電

46、路中的發(fā)光二極管分別作為密碼修改狀態(tài)提示和開鎖指示，當密碼輸入完畢以后，若2號發(fā)光二極管點亮（顯示綠色），表示鎖開，并且電機動作；若不亮，則鎖未開，密碼輸入錯誤，這時蜂鳴器鳴笛以示提醒。</p><p>　　3.4 顯示電路部分</p><p>　　本系統(tǒng)設計的顯示電路是為了給使用者以提示而設置的?？紤]到為了節(jié)約單片機的口資源，本系統(tǒng)的顯示采用了串行顯示的方式，只使用單片機的一組接口，就可

47、以完成單片機的顯示功能。</p><p>　　顯示電路的電路原理圖如圖3-4所示.</p><p>　　圖3-4 顯示器原理圖</p><p>　　在該控制系統(tǒng)中，顯示器主要顯示幾個字符，給用戶提供指示見圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5a 密碼初始顯示狀態(tài)</p><p>　　圖3-5b 密碼輸入錯誤后的

48、提示</p><p>　　圖3-5c 開鎖狀態(tài)顯示</p><p>　　3.5 密碼門鎖的電源電路部分</p><p>　　由于電子密碼鎖有別于傳統(tǒng)的機械密碼鎖，需要用電才能正常工作。為了防止停電情況的發(fā)生，本電路配備了UPS電源，它包括市電供電電路，停電檢測電路，電子開關切換電路，蓄電池充電電路和蓄電池組成。</p><p>　　電源電路圖

49、如圖3－6所示。</p><p>　　圖3-6 市電供電電路</p><p>　　220V市電通過降壓變壓器降壓成12V的交流電,再經過整流橋整流,7805穩(wěn)壓到5V送往電子切換電路，由于本電路功耗較少，所以選用10W的小型變壓器。</p><p>　　由R8，R9，R6，R7及IC14構成的電壓比較器，正常情況下，V+<V- IC14輸出低電平，繼電器的常閉

50、觸點和市電相連；當市電斷開，V+>V- IC14輸出高電平，由T3，T4構成的達林頓管使繼電器J開啟，將其常開觸點將蓄電池和電路相連，實現(xiàn)市電和蓄電池供電的切換，保證電子密碼鎖的正常工作（視電池容量而定持續(xù)時間）。</p><p>　　其電路圖如下圖3－7所示：</p><p>　　圖3-7 停電檢測及電子開關切換電路</p><p>　　T1，T2構成的蓄電

51、池自動充電電路，它在電池充滿后自動停止充電，其中D1亮為正在充電，D2為工作指示。由R4，R5，T1了構成電壓檢測電路，當蓄電池電壓降低，則T1，T2導通，實現(xiàn)對其充電；充滿后，T1，T2截止，停止充電，同時D1熄滅，電路中C4的作用是濾除干擾信號。其電路圖如圖3－8所示：</p><p>　　圖3－8 蓄電池自動充電電路</p><p><b>　　3.6 設計總框圖</

52、b></p><p>　　控制系統(tǒng)的原理總框圖，如下圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 總體設計框圖</p><p>　　3.7 設計總體電路圖</p><p>　　基于原理總框圖，設計完成了控制系統(tǒng)整體的電路連接形式，如圖3-10所示。</p><p>　　圖3-10 總電路原理圖</p>

53、<p>　　3.8 主要元器件介紹</p><p>　　3.8.1 主要芯片AT89S52</p><p>　　微型計算機的基本組成有三部分，即中央處理器CPU (通常包括運算器和控制器)+存儲器+輸入/輸出 (I/O) 接口。若將組成計算機的基本部件集成在一塊芯片上，則俗稱為單片微機。</p><p>　　80C51內部結構如圖3-11所示，主要包括

54、中央處理器CPU (算術邏輯部件 ALU、控制器等) 、只讀存儲器 ROM、 隨機存取存儲器RAM、定時器/計數(shù)器、并行 I/O口 P0～P3、串行口、中斷系統(tǒng)以及定時控制邏輯電路等。</p><p>　　圖3-11 80C51內部結構圖</p><p>　　這些部件通過內部總線連接起來，基本結構仍然是通用CPU加上外圍芯片的結構模式，但功能單元上的控制與先前相比有重大變化，采用了特殊功能

55、寄存器(SFR) 進行集中控制的方法。</p><p><b>　　1.中央處理器 </b></p><p>　　單片微機中的中央處理器（CPU）是單片微機的核心，主要完成運算和控制功能，又增設了“面向控制”的處理功能，增強了實時性。</p><p><b>　　2.程序存儲器</b></p><p&g

56、t;　　根據(jù)內部是否帶有程序存儲器而形成三種型號：內部沒有程序存儲器的稱80C31，內部帶ROM的稱80C51，內部以EPROM代替ROM的稱87C51。</p><p>　　目前單片微機的程序存儲器有以下幾種結構形式：</p><p><b>　?、?片內只讀存儲器</b></p><p>　　片內掩膜ROM的特點是程序必須在制作單片微機時寫

57、入。</p><p>　　⑵ 片內可編程的ROM </p><p>　　可直接由用戶進行編程。 </p><p>　　·紫外線可擦除型ROM－EPROM型單片微機 (如87C51)。EPROM需用紫外線擦除，必須脫機固化，不能在線改寫。</p><p>　　·電可擦除型ROM——EEPROM，稱為Flash單片微機 (如

58、89C51)。EPROM和EEPROM都是可以多次擦除和編程的，或稱MTP的ROM。</p><p>　　·OTP的 ROM，僅允許用戶一次編程。</p><p><b>　　⑶ 片外只讀存儲器</b></p><p>　　利用單片微機的并行擴展技術可以外擴片外只讀存儲器。</p><p>　　3. 數(shù)據(jù)存儲器

59、（RAM）</p><p>　　在單片微機中，用隨機存取存儲器（RAM）來存儲程序在運行期間的工作變量和數(shù)據(jù)，所以稱為數(shù)據(jù)存儲器。一般在單片微機內部設置一定容量（64 B至384B）的RAM。這樣，小容量的數(shù)據(jù)存儲器以高速RAM的形式集成在單片微機內，以加快單片微機運行的速度,還可以使存儲器的功耗下降很多。</p><p>　　在單片微機中，常把寄存器（如工作寄存器、特殊功能寄存器、堆棧等

60、）在邏輯上劃分在片內RAM空間中，所以可將單片微機內部RAM看成是寄存器堆，有利于提高運行速度。</p><p>　　當內部的RAM容量不夠時，還可通過串行總線或并行總線外擴數(shù)據(jù)存儲器。</p><p><b>　　4. 并行I/O口</b></p><p>　　單片微機往往提供了許多功能強、使用靈活的并行輸入/輸出引腳，用于檢測與控制。有些I

61、/O引腳還具有多種功能，比如可以作為數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)線、地址總線的地址線、控制總線的控制線等。單片微機I/O引腳的驅動能力也逐漸增大，甚至可以直接驅動外擴的LED顯示器。 </p><p><b>　　5. 串行I/O口</b></p><p>　　目前高檔8位單片微機均設置了全雙工串行I/O口，用以實現(xiàn)與某些終端設備進行串行通信，或者和一些特殊功能的器件相連的能力，甚

62、至用多個單片微機相連構成多機系統(tǒng)。隨著應用的拓寬，有些型號的單片微機內部還包含有二個串行I/O口。</p><p>　　6. 定時器/計數(shù)器</p><p>　　在單片微機的實際應用中，往往需要精確的定時，或者需對外部事件進行計數(shù)。為了減少軟件開銷和提高單片微機的實時控制能力，因而均在單片微機內部設置定時器/計數(shù)器電路。80C51共有二個16位的定時器/計數(shù)器，80C52則有三個16位的定

63、時器/計數(shù)器。 </p><p><b>　　7. 中斷系統(tǒng)</b></p><p>　　80C51單片微機的中斷功能較強，具有內、外共五個中斷源，二個中斷優(yōu)先級。</p><p><b>　　8．定時電路及元件</b></p><p>　　計算機的整個工作是在時鐘信號的驅動下，按照嚴格的時序有規(guī)

64、律地一個節(jié)拍一個節(jié)拍地執(zhí)行各種操作。單片微機內部設有定時電路，只需外接振蕩元件即可工作。外接振蕩元件一般選用晶體振蕩器，或用價廉的RC振蕩器，也可用外部時鐘源，作為振蕩元件。近來有的單片微機將振蕩元件也集成在芯片內部。</p><p>　　3.8.2 LED數(shù)碼顯示器</p><p>　　LED數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器

65、件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同可分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。下圖3-12所示是共陰和共陽極數(shù)碼管的內部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只

66、是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產品的尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面介紹的是常用LED數(shù)碼管內部引腳圖片。</p><p>　　圖3-12 共陰和共陽極數(shù)碼管內部電路</p><p>　　圖3-13 這是一個7段兩位帶小數(shù)點 10引腳的LED數(shù)碼管</p><p>　　圖3-14

67、 引腳定義 每一筆劃都是對應一個字母表示 DP是小數(shù)點</p><p>　　LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們需要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。</p><p>　　A、靜態(tài)顯示驅動： 靜態(tài)驅動也稱直流驅動。靜態(tài)驅動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O口進行驅動，或者使用如BCD碼

68、二-十進位解碼器解碼進行驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O口多，如驅動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8＝40根I/O口來驅動，要知道一個89S51單片機可用的I/O口才有32個呢。故實際應用時必須增加解碼驅動器來進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。 </p><p>　　B、動態(tài)顯示驅動： 數(shù)碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數(shù)碼管的8個顯

69、示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。 </p><p>　　透過

70、分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位元數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。 </p><p>　　恒流驅動與非恒流驅動對LED數(shù)碼

71、管的影響主要有以下幾點： </p><p>　　1、顯示效果： 由于LED基本上屬于電流敏感元件，其正向壓降的分散性很大，并且還與溫度有關，為了保證數(shù)碼管具有良好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。另外，當溫度變化時驅動晶片還要能夠自動調節(jié)輸出電流的大小以實現(xiàn)色差平衡溫度補償。 2、安全性： 即使是短時間的電流超載也可能對發(fā)光管造成永久性的損壞，采用恒流驅動電路后可防止

72、由于電流故障所引起的數(shù)碼管的大面積損壞。 另外，我們所采用的超大型積體電路還具有級聯(lián)延時開關特性，可防止反向尖峰電壓對發(fā)光二極體的損害。超大型積體電路還具有熱保護功能，當任何一片的溫度超過一定值時可自動關斷，并且可在控制室內看到故障顯示。 </p><p>　　為什么數(shù)碼管亮度不均勻？ </p><p>　　有兩個大的因素會影響到亮度一致性。一是使用原材料晶片的選取，一是使用數(shù)碼管時采取

73、的控制方式。 1、原材料--LED晶粒的VF和亮度和波長是一個正態(tài)分布， 即使篩選過LED晶粒，VF和亮度和波長已在一個很小的范圍了，生產出來的產品還是在一個范圍內，結果就是亮度不一致。2、要保證LED數(shù)碼管亮度一樣，在控制方式選取上也有差別 最好的辦法是恒流控制，流過每一個發(fā)光二極體的電流都是相同的，這樣發(fā)光二極體看起來亮度就是一樣的了。如恒壓控制，則導致VF不相同的發(fā)光二極體分到的電流不相同，所以亮度也不同。當然這兩個條件是

74、相輔相成的。 </p><p>　　怎樣通過測量數(shù)碼管引腳，分辨出共陰和共陽? </p><p>　　找公共共陰和公共共陽，首先，我們找個電源（3到5伏）和不同規(guī)格的電阻，VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上，組合有很多，但總有一個LED會發(fā)光的找到一個就夠了，然后用GND不動，VCC（串電阻）逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陰的了。相反用VCC不動，GND

75、逐個碰剩下的腳，如果有多個LED（一般是8個），那它就是共陽的。也可以直接用數(shù)字萬用表來測量，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負極。</p><p>　　第4章：系統(tǒng)軟件設計</p><p><b>　　4.1 RAM分配</b></p><p>　　單元地址 功能</p>&

76、lt;p>　　49H～46H 顯示緩沖區(qū)</p><p>　　34H～31H <修改密碼>密碼存放單元</p><p>　　39H～36H 開門密碼存放單元</p><p>　　44H～41H

77、 輸入密碼存放單元</p><p>　　20H 顯示選位指針</p><p><b>　　4.2 程序框圖</b></p><p>　　4.2.1 主程序框圖</p><p>　　主程序主要完成變量與寄存器的初

78、始化，按鍵的掃描和判斷，密碼的判斷以及數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示等。主程序流程圖如下圖所示。</p><p>　　4.2.2 子程序框圖</p><p>　　密碼修改子程序主要完成在進入密碼修改狀態(tài)，對按鍵的查詢與處理。密碼修改子程序流程圖如下圖所示。</p><p><b>　　4.3 程序清單</b></p><p>　　D

79、ISPBUF EQU 49H ;顯示緩沖區(qū)地址</p><p>　　XGBUF EQU 34H ;<修改密碼>存放單元地址</p><p>　　KMBUF EQU 39H ;開門密碼存放單元地址</p><p>　　SRBUF EQU 44H ;輸入密碼存放單元

80、地址</p><p>　　MOV 34H,#00H</p><p>　　MOV 33H,#00H</p><p>　　MOV 32H,#00H</p><p>　　MOV 31H,#00H</p><p>　　MOV 39H,#04H</p><p>　　MOV 38H,

81、#03H</p><p>　　MOV 37H,#02H</p><p>　　MOV 36H,#01H</p><p>　　MOV 44H,#R5</p><p>　　MOV 43H,#R4</p><p>　　MOV 42H,#R3</p><p>　　MOV 41H,#

82、R2</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　MAIN: MOV R6,#04</p><p>　　SETB P3.0 ;關閉2號發(fā)光二極管（綠色）</p><p>　　SETB P3.1

83、 ;關閉1號發(fā)光二極管（紅色）</p><p>　　SETB P2.4 ;鎖關閉</p><p><b>　　CLR P2.5</b></p><p>　　LCALL DELAY1S</p><p>　　CLR P2.4</p><

84、;p>　　MOV R1,#DISPBUF</p><p>　　S0: MOV @R1,#00</p><p><b>　　DEC R1</b></p><p>　　DJNZ R6,S0</p><p>　　MOV R2,#00</p><p>　　MOV R3,#00

85、</p><p>　　MOV R4,#00</p><p>　　MOV R5,#00</p><p>　　TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,</p><p>　　DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p>　　;***************************

86、*鍵盤查詢與確定鍵程序*******************************</p><p>　　KEY: MOV R4,#04H ;調用顯示</p><p>　　S1: LCALL DISP</p><p>　　DJNZ R4,S1</p><p>　　SETB P1.0</p>

87、<p>　　JB P1.0,KEY</p><p>　　MOV R4,#0AH ;再調用顯示10次</p><p>　　S2: LCALL DISP</p><p>　　DJNZ R4,S2</p><p>　　SETB P1.0</p><p>　　JB

88、 P1.0,KEY</p><p>　　JNB P1.0,$ ;等待按鍵松開</p><p>　　MOV 20H,R1 ;記住顯示緩沖的地址</p><p>　　MOV R2,#00 ;移位計數(shù)器清零</p><p>　

89、　KEY1: LCALL DISP-2 ;調用閃爍子程序</p><p>　　MOV P1,#0FFH</p><p>　　MOV A,P1</p><p>　　CPL A ;對A進行取反</p><p>　　JZ KEY1

90、 ;判斷A是否為零，是跳至KEY1</p><p>　　KEY2: JB ACC.0,KEY3</p><p>　　JNB P1.0,$</p><p><b>　　DEC R1</b></p><p><b>　　INC R2</b></p><

91、;p>　　CJNE R2,#04,L13</p><p>　　MOV R1,#DISPBUF</p><p>　　MOV R2,#00</p><p>　　L13: MOV 20H,R1 ;等待下一次按鍵</p><p>　　SIMP KEY1</p><p>　

92、　KEY3: JB ACC.1,KEY4</p><p>　　JNB P1.1,$ ;等待按鍵松開</p><p>　　MOV A,@R1</p><p>　　CJNE A,#09,L1</p><p>　　MOV #R1,#00</p><p>　　SJMP

93、 KEY1</p><p>　　L1: INC A</p><p>　　MOV @R1,A</p><p>　　SJMP KEY1</p><p>　　KEY4: JB ACC.2,KEY5</p><p>　　JNB P1.2,$ ;等待按鍵松開</p&g

94、t;<p>　　MOV R1,#DISPBUF</p><p>　　LJMK KEY</p><p>　　KEY5: JB ACC.3,KEY</p><p>　　JNB P1.3,$ ;等待按鍵松開</p><p>　　LCALL DISP</p><p

95、>　　;**************************鍵盤密碼識別與處理程序*******************************</p><p>　　MOV A,39H</p><p>　　CJNE A,34H,KM</p><p>　　MOV A,38H</p><p>　　CJNE A,33H,KM&

96、lt;/p><p>　　MOV A,37H</p><p>　　CJNE A,32H,KM</p><p>　　MOV A,36H</p><p>　　CJNE A,31H,KM</p><p>　　CLR P3.1</p><p>　　LCALL DELAY5S</p&

97、gt;<p>　　SETB P3.1</p><p>　　AJMP MMXG</p><p>　　KM: MOV A,39H</p><p>　　CJNE A,44H,ERR</p><p>　　MOV A,38H</p><p>　　CJNE A,43H,ERR</p&g

98、t;<p>　　MOV A,37H</p><p>　　CJNE A,42H,ERR</p><p>　　MOV A,36H</p><p>　　CJNE A,41H,ERR</p><p>　　PASS: CLR P3.0</p><p>　　LCALL DELAY5S</p

99、><p>　　SETB P3.0</p><p>　　SETB P2.5 ;密碼正確，開鎖</p><p>　　LCALL DELAY1S</p><p>　　CLR P2.5</p><p>　　LCALL DISP3 ;調用開鎖顯示程序

100、</p><p>　　LCALL DELAY1S ;延時3S</p><p>　　LCALL DELAY1S</p><p>　　LCALL DELAY1S</p><p>　　LJMP MAIN ;返回MAIN</p><p>　　ERR： SETB

101、 P3.1 ;密碼錯誤，鳴笛報警</p><p>　　LCALL DISP4 ;調用密碼錯誤顯示程序</p><p>　　LCALL DELAY1S ;延時3S</p><p>　　LCALL DELAY1S</p><p>　　LCALL

102、DELAY1S</p><p>　　LJMP MAIN ;返回MAIN</p><p>　　;*****************************初始顯示子程序************************************</p><p>　　DISP: MOV R0,#DISPBUF

103、;緩沖區(qū)首地址</p><p>　　MOV B,#0FEH ;位控碼</p><p>　　MOV R5,04H</p><p>　　DISP1: MOV P2,0FFH</p><p>　　MOV P0,0FFH</p><p><b>　　MOV A,B&

104、lt;/b></p><p>　　MOV P1,A</p><p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p>　　MOV A,#0BFH</p><p>　　MOV P0,A</p>

105、;<p><b>　　DEC RO</b></p><p>　　DJNZ R5,DIP1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;*********************************閃爍子程序************************************

106、</p><p>　　DISP-1: MOV DPTR,#TAB ;字形碼首地址</p><p>　　MOV R0,#DISPBUF ;緩沖區(qū)首地址</p><p>　　MOV B,#0FEH ;位控碼</p><p>　　MOV

107、 R5,#04H</p><p>　　DISP2: MOV A,R0</p><p>　　CJNE A,20H,L12</p><p>　　MOV A,#0FFH</p><p><b>　　SJMP L9</b></p><p>　　L12: MOV A,@R0</p

108、><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　L9: MOV P0,#0FFH</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p><p>　　MOV P0,A</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MO

109、V P2,A</p><p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p>　　LCALL DELAY2MS</p><p><b>　　DEC R0</b></p><p>　　DJ

110、NZ R5,DISP2</p><p>　　DISP-2: MOV R4,6FH</p><p>　　S4: LCALL DISP</p><p>　　DJNZ R4,S4</p><p>　　S5: MOV R4,#7FH</p><p>　　S6： LCALL DISP-1</p>

111、<p>　　DJNZ R4,S6</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;****************************修改密碼子程序*************************************</p><p>　　MMXG: SJMP KEY</p><

112、p>　　;****************************開鎖顯示子程序*************************************</p><p>　　DISP3: MOV R0,#DISPBUF ;緩沖區(qū)首地址</p><p>　　MOV B,#0FEH ;位控碼</p><p&g

113、t;　　MOV R5,04H</p><p>　　DISP5: MOV P2,0FFH</p><p>　　MOV P0,0FFH</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOV P1,A</p><p><b>　　RL A&

114、lt;/b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p>　　MOV A,#8CH</p><p>　　MOV P0,A</p><p><b>　　DEC RO</b></p><p>　　DJNZ R5,DIP1</p

115、><p><b>　　RET</b></p><p>　　;****************************密碼錯誤顯示子程序*********************************</p><p>　　DISP4: MOV R0,#DISPBUF ;緩沖區(qū)首地址</p><p>

116、　　MOV B,#0FEH ;位控碼</p><p>　　MOV R5,04H</p><p>　　DISP6: MOV P2,0FFH</p><p>　　MOV P0,0FFH</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p&g

117、t;　　MOV P1,A</p><p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV B,A</b></p><p>　　MOV A,#86H</p><p>　　MOV P0,A</p><p><b>　　DEC

118、RO</b></p><p>　　DJNZ R5,DIP1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;*****************************延時1S子程序************************************</p><p>　　DELAY1S: