半岛·综合体育智能数字密码锁设计【毕业论文】doc毕 业 设 计 （理工类） 教务处制 毕业设计主要内容及预期目标： 预期目标：根据设定好的密码，采用4×4键盘实现密码的输入功能，当密码输入正确之后，锁就打开，如果输入的密码不正确，蜂鸣器发出报警声bob半岛。设计门铃系统，在连续3次按响门铃后，如果门锁无响应，则表示门内无人。此时显示屏提示语音留言，按门铃键进行语音留言，松开门铃键留言结束。按响留言播放键扬声器播放留言语音。长按播放键删除留言语音，蜂鸣器滴滴响两声表明留言已删除。 毕业设计的技术路线）单片机型号可选 STC89C52。 （2）密码的输入采用4×4键盘实现，输入6位数字后，按回车键结束。 （3）若输入的密码正确，锁打开继电器吸合。留言录音功能采用话筒和扬声器实现。 毕业设计的进度计划： 8日——3月20日：撰写开题报告。 2．20**年3月21日——4月19日：完成相关参考文献查阅、资料查找，设计电路原理图，购买元器件，进行硬件设计与软件设计半岛·综合体育，开始实物安装、调试。 3. 20**年4月20日——4月25日：毕业设计中期检查。 4. 20**年4月26日——5月23日：整理资料，编写设计报告。 5. 20**年5月24日——6月11日：上交论文初稿，答辩，整理材料上交。 完成毕业设计所需条件落实情况： 推荐的主要参考文献和资料： [2] 阎石.数字电子技术基础:高等教育出版社,2006.5 [3] 梅丽凤,王艳秋.单片机原理及接术:清华大学出版社,2009.2 指导教师意见： 指导教师签字： 年 月 日 学院(直属系)领导小组意见： 分管教学领导签字： 年 月 日 普通的智能密码锁易损伤和一些未知缺陷，并且成本高，推广产品难度大，技术的局限性，这些问题也成为了一般人不易选择密码锁的主要问题。人们为了满足日益增加的安全要求，便发明了单片机为核心的智能数字密码锁，可使用密码密钥加密密钥加密钥匙。单片机密码锁还具有成本低，灵活性强，容易操作，改密简单，安全性高等优点。 安全密码锁具有安全技术防卫领域的被盗警报功能，传统机器式密钥有加密量不多，灵活性差的缺点。随着大规型集成电路技术的发展，特别是单片机出来，出现了的微处理器、电子密码密钥带钥匙，除了具有普通的电子的功能之外，还引进的智能管理，系统专家分析功能，根据密钥安全性、可靠性，密码锁得到了日益广泛应用。 人们重视安全，技术的发展多的电子智能锁，指纹认识，识别IC卡，已经在国内外在上市。但是这个产品的特征，适用于特定的指纹和有效卡的箱子，箱，橱柜，指纹等。同时，在公共场合的使用的不可能会存在的这种知识，是容易失去损伤等的缺点，其成本高bob半岛，产品的普及和普及的限制。目前的技术水平和市场的电子暗号密钥电子犯罪产品的主流。 1.2密码锁发展?? 电子锁常用于金融部门，他的根本的作用是“授权”，即“授权”的人获得金钱和物质。从广义上讲，金融市场的“认可”包括以下三个方面：1、准予入库，如安全、安全、安全；2使用，访问访问如果资金、运输和储存室；3，常见的领域流通，如自动访问）。现在金融业电子锁的应用尤其是在前两个层次。在这里，一些在金融领域更多的电子密码锁及其技术我们从技术授权，最好的“城堡”TRA组件结构开放的功能，而且防护设施或延期，也不可能破坏了电子锁，电子锁是“软硬不吃”。总的来说，钥匙锁和锁体、锁零件的类型、强度、封闭的差距和提高电子设计能力。锁的必然途径是保护报警，录音请求等等，由于数字，字母，数字，和时间的生物功能可以与电子信息结合的关键元素，这些信息将使电子锁，要高度保密，如高安全库，与食肉动物复合信息密码密码锁，为的是“电子元”规则。信息与电子锁的组合可以无限扩展，为用户产品的多样化“伟大的选择，是你自己。” 1.3设计工作 根据预定好的初始密码，密码的输入用4×4键盘实现，密码输入正确之后，锁就打开，如果输入的密码不正确，报警器发出报警声。同时还提供录音和录音回放的功能（1）可选 AT89C51型号的单片机。（2）程序中完成6位密码的初始设置。（3）采用4×4键盘实现密码的输入，按回车键结束在输入6位数字后。（4）当密码正确输入，继电器吸合锁便打开。（5）报警采用蜂鸣器或扬声器。本次设计采用的是蜂鸣器，录音功能采用扬声器 （6）录音功能回放和提示录音。 2、方案设计 本 系 统 可 选 密 码 组 是 连 续 排 列 的 ， 如 果 密 码 正 确 ， 则 驱 动 电 磁 执 行 器 开 锁 ；如 果 密 码 输 入 不正 确 ， 则 单 片 机 通 过 通 信 线 路 向 智 能 报 警 器 发 出 报 警信 号 。 因 此 ST C 8 9 C5 2 单 片 机 ， 四 矩 阵 键 盘 、 蜂 呜 器 、 复 位 电路 、 振 荡 电路 、 继 电 器 、 等 统 为， 4 × 4 键 盘 要 使 用 输 入 和 修 改 密 码 ， 蜂 鸣 器 报 警 ， 以 ST C 8 9 C5 2 单 片 机 复位 电 路 和 振 荡电 路 为 的 单 片 机 最 小 系统 。他 已 经 设 立、 改 变 六 个 用 户 密 码 、 错 码 错 误 报 警 、 密 报 警 等 功 。 这S T C 89 C 5 2 单 片 机 和 相 应 的 硬 件 电路 ，密 码 的 设 置 、 保半岛BOB、 知 、 驱 动 器 的 驱 动 电 流 值 的电 磁 器 行检 、 收 发 警 报 号 ， 蜂 鸣 器 移 动 数 等 功 ， 单片 机 接 收 键入 的 代 码， 并 保 证在 EEPROM 的 六 位 代 码 较 六 密 码 二 亿 9800 万 密 码 为业 主 自 己 改 变 ，保 密 性 极 ， 士 密 码 组 连 续 施 ， 如 果 密 码 正 ，当 电 磁 致 动 器 锁 驱 动 ； 如果 不 是 密 码， 单 片 机 通 过 通 路 向 智 能 报 警 器 有 报 警 信 号 。 图2-1 系统总体方框图 如图1所示， 电流供电电路AT89C51 。 晶体振动电路以正频率，电流振荡电路， 时钟信号。磁盘 接口电路实现密钥密码 。 锁定电路当用户输入密码正确，单芯片出来，打开门， 发送到锁驱动电路，然后电磁锁，打开门，和报警电路是密码进入错误的蜂鸣器报警。 2.1 硬件设计 2.1.1电源模块 该系统是用电池供电的系统，我们认为以下可有两种方案。 1方案： 5伏的电池作为系统电源，蓄电池具有很强的驱动能力和稳定的电压输出电流大的电池。但是半岛BOB，使用非常方便。所以我们放弃了这个计划。 2方案： 3节1.5伏电池供电的传感器和转换电压和传感器，电压稳定，能满足系统的电池更换。 总结与计划。最后我们采用了方案二 2.1.2主模块 方案1： 用CPLD（如7128lc84 15）作为系统的重要组成部分，控制和处理来实现相关功能，这种方法实现高速度、易于编程半岛·综合体育，资源丰富半岛BOB，开发周期短，用伏HDL写的发展。但在严重的缺点是控制CPLD。CPLD的速度很快半岛BOB，智能化温度报警系统对信息处理的要求不高，在这一点上，如果我们采用该方案控制，将会在控制上同时存在许多不必要的问题。最后，我们放弃了这种类型，并提出了第二个方案。 方案2： 单片机作为整个系统的核心控制的旅行车，以指定的指标。一个完整的分析，我们设计了一个检测高温通过单片机智能温度报警系统，温度传感器检测温度，当温度高于设定值时蜂鸣器报警或如果检测到的温度低于设定值时蜂鸣器报警，这就是单片机的出现具有控制简单、方便、快捷。可发挥作用，单是一个单片机就有丰富的资源，其外，51单片机具有强大的控制功能和位寻址功能，成本低等的强势优点bob半岛，51 多采用I／O指令，可以后位的寻址空间，多达8K的程序设计，以51单片机的价格，总体价格是非常低的。 因此，这种方案是一种较为理想的方案。 2.1.3显示模块 方案1： 用数码管来数字显示，数字管因为其显示清晰，速度快，简单搞笑，显示效果准确的而得到广泛的应用。但在温度显示，菜单设置，数码管不能显示如此丰富的内容，因此我们最后未采用这种方案。 方案 2： 用液晶LCD显示。由于液晶显示器的显示内容丰富，清晰的显示大量的信息，方便、快捷、广泛。比如说像1602。选择这个系统我们可以很好的满足，因此，我们最后决定采用这一方案。 3半岛·综合体育、硬件实现及单元电路设计 3.1AT89C51单片机的简介 在这里我们选用了51系列单片机中的AT89C51单片机作为系统的主控芯片。 “51系列单片机最初是由Intel 公司开发设计的，但后来Intel 公司把51 核的设计方案卖给了几家大的电子设计生产商，譬如 SST、Philip、Atmel 等大公司。因此市面上出现了各式各样的均以51 为内核的单片机。这些各大电子生产商推出的单片机都兼容51 指令、并在51 的基础上扩展一些功能而内部结构是与51一致的。 AT89C51的单片机系统由4K的程序存储器和128B的数据存储器(RAM)组成” AT89C51单片机的基本组成框图见图3-1。 图3-1 AT89C51单片机结构图 3.1.1 AT89C51单片机主要特性 1. 8 位的微处理器(CPU)。 2. 一个数据块的读/写大小为128B的RAM存储数据，保存如何运作的过程，最终的数据可能会显示数据等等，此外，此外bob半岛，SST89 等一系列是最多可以提供1K 的RAM一类单片机。 3. 单片机程序存储器ROM（4 KB的），用于存储程序，原始数据和表格。但也有一些单片机ROM / EPROM一。目前发展趋势是集成在芯片内部RAM和ROM，这是方便用户，提高系统建筑设计einmischung.89 SST公司的每一个集成16K半岛·综合体育，32K，64K的快闪记忆体，供用户选择。 4 具有8位并行I/O P0～P3共4个，每个口用作输入，也能用于数据输出。 5 两组定时器和计数器。目前的52一类单片机都会提供三个16位定时计数器。 6 5个中断源。现在，新的单片机差不多都有9中断，例如， sst89e58rd 5中断单片机。 7。振荡器和时钟芯片的晶体和微调电容，但需要外部连接。最大允许摆在12兆赫至40兆赫。sst89伏58rd允许的频率，因此，极大地提高了指令的执行速度。 图3-2 AT89C51单片机管脚图 部分引脚说明： 1.时钟电路引脚XTAL1 和XTAL2： “XTAL2(18 脚)：接的是晶体和电容的一端；它是反相放大器的输出一端，电路的振荡频率就是晶体频率。 要 检 查 振 荡 电 路 是 否 正 常 工 作， 可 用 示 波 器 查 看XTAL2 端 是 否 有 脉 冲 信 号 输 出 。 XTAL1(19 脚)： 接 外 部 晶 体 和 微 调 电 容 的 另 一 端 ； 在 片 内 它 是 振 荡 电 路 反 相 放 大 器 的 输 入 端 。 在 采 用 外 部 时 钟 时 ， 该 引 脚 必 须 接 地 。 2.控制信号引脚RST,ALE,PSEN 和EA： RST / 伏PD（9脚）：是一个复位信号RST端的高有效性。如果继续输入的伏CC输入备用电源故障。作为主要来源，在低级别的指定值，自动两个机器周期（24 + 5伏时达到高水平，振荡）一个重新启动的功能。二是与第一针，即获得第一结束辅助电源的RAM存储在RAM中的信息不丢失，那么美元，更换后继续正常。 通常不访问外部存储器，ALE端振荡频率的1 / 6的固定输出正脉冲，因此可作为ALE信号后输出信号或au?en.wenn想／8031单片机8051通过示波器查看是否有信号半岛·综合体育，ALE端输出脉冲信号输出。当单片机8051／，总体上是好的。。 ALE 端的负载驱动能力为8 个LS 型TTL(低功耗甚高速TTL)负载。 PSEN(29 脚)：信 号 输 出 端 ， 程序 存 储 在 外 部 存 储 器 的访 问 结 束 时 输 出 负脉 冲 ， 芯 片存 储 器 的 读 选通 信 号 。 四 肢 的 E P R O M 的 O E 端 （见 以 下 章 节 引 用 的 一 个小 的 硬 件图 形 ） . ps e n 端 有效 ， 也 就是 说 ， 在读 出 指 令的 E P RO M / 端也 可以 r om.psen LS TTL负 载 8 日 在一 个 小 系统 ， 8 05 1 单 片机 C P U的 E P R OM 。采 用 P SE N 脉冲 示波 器 时 检测 看 基 本 上是 否 正 常工 作 的 。 EA/伏pp(31 脚)： 外 部 程 序 存 储 器 地 址允 许 输 入 /固 化 编程 电 压 输 入 。当 E A 引 脚 接 高 电 平 ， 访 问 片 上 存 储 器 /存 储 器 和执 行 内 部 程序 存 储 器 的指 令 ， 但当 P C （程 序 计 数 器） 值 超 过0F FFH（8751 / 8051的4K），会 自 动 将 外 部 程 序 存 储 器 中 的 程 序 执 行 。 该引脚的第二功能8751 EPROM固化程序，为高电压（一般为12伏编程应用~ 21伏）的输入。 3.输入/输出端口P0/P1/P2/P3： （p0.0 p0.7口至39～32脚）：是一个漏极开路P0端口8位I / O端口，quasi.als漏极开路（每个人都可以驱动8个LS型TTL负载。作为输入口使用时，首先将锁闩（嘴按写地址）他们在所有的引脚1，港口浮动，可作为高阻抗输入。一个写端口1，这是拟在港的重要性。CPU对内存芯片的时候，如果在一个低8位地址和数据总线的中口。有效的内部上拉。 （P1.0～P1.7 P1，P1的8脚），是一个带内部上拉电阻的准两个8位I / O端口P1。每个人都可以驱动4个LS TTL负载。在P1，P1为输入锁存地址，先使用（90h）写出所有的P1 - 1，这一次高度的内部上拉。 端口2（p2.0～P2.7 P2，：21～28脚），是一个带内部上拉电阻的准两个8位I / O端口。每个人都可以驱动4个P口LS TTL负载。在访问外部存储器（RAM，它提供了一个高8位的地址） （p3.7即将P3.0至P3，P3：17脚），是一个带内部上拉电阻的准两个8位I / O端口，每个端口可以驱动4个LS型TTL和不同于其他I / O端口，每个引脚的第二功能，如下 如下： P3.0：(RXD)串行数据接收。 P3.1：(RXD)串行数据发送。 P3.2：(INT0#)外部中断0输入。 P3.3：(INT1#)外部中断1输入。 P3.4：(T0)定时/计数器0的外部计数输入。 P3.5：(T1)定时/计数器1的外部计数输入。 P3.6：(WR#)外部数据存储器写选通。 P3.7：(RD#)外部数据存储器读选通。 3.2主控制模块 主控制最系统电路如图3-3所示。单片机最小系统包括单片机、复位电路、时钟电路构成。AT89C51 单片机的工作电压范围：4伏-5.5伏,所以通常给单片机外界5伏直流电源。40脚VCC接+5伏bob半岛，而20脚伏SS接地端。这是单片机的连接方式。 复 位 目 的 是 去 确 定 单 片 机 工 作 起 始 状 态 ， 然 后 完 成 单 片 机 启 动 过 程 。 接 通 电 源 时 单 片 机 便 会 产 生 复 位 信 号 ， 来 完 成 启 动 确 定 单 片 机 起 始 工 作 状 态 bob半岛。 当 系 统 在 运 行中 ， 受 到 环 境 干 扰 时可 能 会 出 现 程 序 跑 飞 的 时 候 ， 按 下 复 位电 路 按 钮 内 部 的 程 序 便 会 从 头 开 始执 行 。“一般有自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后，在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作”——引。 时钟芯片控制电路的心脏，带动所有节奏作用。时钟振荡电路，是一个正弦信号给单片机作为基准，决定单片机运行速度和反向放大器的输入和输出，可配置芯片外部源，如组件。因 为 一 台 机 器 循 环 周 期 的 6 个 状 态 周 期 ， 每 个 周 期 的 两 个 机 器 周 期 的 振 荡 周 期 ， 即 1 2个 振 荡 晶 体 振 荡 器 时 ， 外 部 振 荡 频 率 为 1 2 M 赫 兹 ， 振 荡 周 期 时 间为1 / 12毫秒。 主控制最小系统电路如图3-3所示。 图3-3单片机最小系统电路图 3.3时钟电路 XTAL1 和 XTAL2 为 反 向 放 大 器 的 输 入和 输 出。 反 向 放 大 器 可 以 配 置 片 内 振 荡 器 。 均 可 采 用 石 晶 振 荡 和 陶 瓷 振 荡 。采 用 外 部 时 钟 源 驱 动 器 件 ， XTAL2 不接。 一 个周 期 含 有 6 个， 而个状 态 为 2 个 振 荡 周 期 ，一 个 机 器 周 期1 2 个 振 荡 周 期 ，石 英 晶 体的 频 率 为 1 2 M 赫 兹 ， 一 个 振 荡 周 期 为 1 / 1 2半岛BOB，一 个 机 器 周 期 为 1。 如 图所 示 为 时 钟 电 路。 图3-5 复位电路图 3.5键盘电路 在 微 控 制 器 中 ， 一 般 会 设 置 键 盘 来 控 制 状 态 的操 作 ， 输 入 命 令 或 数 据 来 完 成 人 机 的 对 话 。 人 机 对 话 的 最 基 础 的 方 法 也 是 最 有 效 的 方 法 就 是 键 盘 输 入 ， 实 现 控 制 功 能 或 数 据 的 输 入 都 是 靠 它 来 实 现 。 简 单 的 开 关 能 够 是 一 种 很 重 要 的 独 立 性 的 方 法 ， 同 时 又 是 很 简 单 就 可 以 实 现 功 能 的 。 不 过 ， 当 使 用 单 片 机 的 资 源 比 较 多 时 。 我 们 便 会 用 矩 阵 键 盘 输 入 控 制 来 实 现 复 杂 系 统 功 能 的 输 入 参 数 。 本 设 计 采 用 的 是 4 × 3 矩 阵 键 盘 ， 键 盘 连 接 方 式 如 图 5 所 示 ： 图3-7 键盘电路 3.6 1602液晶显示屏简介 在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点： 显示质量高 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 数字式接口 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 体积小、重量轻 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的半岛BOB，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。 功耗低 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比显示器要少得多。 液晶显示简介 ①液晶显示原理 液晶显示的原理是利用液晶的物理特性半岛·综合体育，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄半岛·综合体育、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。 ②液晶显示器的分类 液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（Simple Matrix）和主动矩阵驱动（Active Matrix）三种bob半岛。 ③液晶显示器各种图形的显示原理: 线段的显示 点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线EH）=00H，（00FH）=00H时半岛BOB，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。 字符的显示 用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的来说，显示字符就比较简单了，可以让工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。 汉字的显示 汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5……右边为2、4、6……根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节……直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。 字符型LCD简介 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图10-53： 图 1602字符型液晶显示器实物图 1602LCD的基本参数及引脚功能 1602LCD分为带背光和不带背光两种，基大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图10-54所示： 图 1602LCD尺寸图 1602LCD主要技术参数： 显示容量:16×2个字符 芯片工作电压:4.5—5.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 引脚功能说明 1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表所示表： 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据/命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读/写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 引脚接口说明表 第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。 第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度半岛·综合体育。 第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作半岛BOB·中国官方网站。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。 第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线LCD的指令说明及时序 1602液晶模块内部的共有11条控制指令，如表所示表 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开/关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到CGRAM或DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 控制命令表 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平） 指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。 指令2：光标复位，光标返回到地址00H。 指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。 指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。 指令7：字符发生器RAM地址设置。 指令8：DDRAM地址设置。 指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令10：写数据。 指令11：读数据。 与HD44780相兼容的芯片时序表如下表： 读状态 输入 RS=L，R/W=H，E=H 输出 D0—D7=状态字 写指令 输入 RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲 输出 无 读数据 输入 RS=H，R/W=H，E=H 输出 D0—D7=数据 写数据 输入 RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲 输出 无 基本操作时序表 读写操作时序如图和所示： 图读操作时序 图 写操作时序 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，图是1602的内部显示地址。 图1602LCD内部显示地址 例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该（40H）(80H)(C0H)bob半岛。 在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图10-58所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等bob半岛，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A” 图字符代码与图形对应图 图 1602LCD实验演示图 硬件原理图 1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口，电路如图所示。 图硬件原理图 图 软件流程图 AT24C02 记忆芯片 3.8.1 概述 AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。 2管脚配置 3 极限参数 工作温度工业级-55 +125℃ 商业级0 +75℃ 贮存温度-65 +150℃ 各管脚承受电压-2.0 Vcc+2.0V Vcc管脚承受电压-2.0 +7.0V 封装功率损耗（Ta=25） 1.0W 焊接温度(10 秒) 300 输出短路电流100mA 表 可靠性参数 符号 参数 最小 最大 单位 参考测试模式 NEND 耐久性 1,000,000 周期/字节 MIL-STD-883 测试方法1033 TDR 数据保存时间 100 年 MIL-STD-883 测试方法1008 VZAP ESD 2000 V MIL-STD-883 测试方法3015 ILTH 上拉电流 100 mA JEDEC 标准17 功能描述 AT24C02支持IC，总线数据传送协议IC半岛BOB，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上。 管脚描述 表 管脚描述 管脚名称 功能 A0 A1 A2 器件地址选择 SDA 串行数据/地址 SCL 串行时钟 WP 写保护 Vcc +1.8V~ 6.0V 工作电压 Vss 地 图3-19 密码锁电路原理图 3.10电源模块的设计 电源部分的设计采用3节 5号干电池4 .5伏供电。经过实验验证系统工作时，单片机、传感器的工作电压稳定能够满足系统的要求，而且电池更换方便 。本电路有电源开关 、电阻、电容和发光二极管组成 。其中电容主要是对和单片机模块滤波用， 以提供稳定的电源 。实物图如图1 0 。 图3-20电源部分电路原理图 3．11 继电器和话筒 用单片机控制继电器首先看看继电器的驱动 图3-21 电路图以及实物图 这是典型的继电器驱动电路图,这样的图在网络上随处可以搜到,并且标准教科书上一般也是这样的电路图.  单片机是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在5V甚至更低.驱动电流在mA级以下.而要把它用于一些大功率场合,比如控制电动机,显然是不行的.所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的功率驱动.继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节.在这里,继电器驱动含有两个意思:一是对继电器进行驱动,因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件;还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,所以,继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口.这个很重要,因为,一直让我们的电气工程师(我指的是那些没有学习过相应的电子技术的)感到迷惑不解的是:一个小小的芯片,怎么会有如此强大的威力来控制像电动机这样强大的东西? 首先的,里面的三极管很重要.三极管是电子电路里很重要的一个元件.怎么样理解三极管呢? 简单的来说三极管有两个作用一个是放大作用,一个是开关作用.(严格来讲开关作用是放大作用的极限情况,不过没关系,把两者分开,更便于理解它的工作原理).在这里,我们只了解它跟本电路有关的开关作用.首先把三极管想成一个水龙头. 现在,单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输出引脚就是一只手,当单片机的这个引脚输出低电平的时候,就像手在打开三极管水龙头,水就从上往下流,继电器水轮机就开始转起来了.反之,如果是输出高电平,手就开始关水龙头,继电器水轮机因为没有水流下来,就会停止. 这就是三极管的开关作用.简单的理解和记忆就是:三极管是一个开关器件,其实你真的可以将它看成是一个开关,只不过它不是用手来控制,而是用电压(电流)来控制的,因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区别). 注意：图上还有一个东西,是保护二极管,如果不需要深入理解的话,你大可不必追就为什么有它存在,但是一定得记住,只要是用三极管驱动继电器的场合,一般都有它的存在.需要特别注意的是它的接法:并联在继电器两端???阴极一定是接Vcc 驻极体话筒驻极体话筒也称驻极体传声器，它是利用驻极体材料制成的一种特殊电容式“声—电”转换器件。其主要特点是体积小、结构简单、频响宽、灵敏度高、耐震动、价格便宜。驻极体话筒是目前最常用的传声器之一，在各种传声、声控和通信设备（如无线话筒、盒式录音机、声控电灯开关、电话机、手机、多媒体电脑等）中应用非常普遍。电子爱好者在制作或维修各种具有“声—电”转换功能的电路时，不可避免地要跟驻极体话筒打交道，掌握驻极体话筒的识别与正确使用方法是很有必要的。驻极体话筒的内部结构如所示，它主要由“声—电”转换和阻抗变换两部分组成。“声—电”转换的关键元件是驻极体振动膜片，它以一片极薄的塑料膜片作为基片，在其中一面蒸发上一层纯金属薄膜，然后再经过高压电场“驻极”处理后，在两面形成可长期保持的异性电荷——这就是“驻极体”（也称“永久电荷体”）一词的来历。振动膜片的金属薄膜面向外（正对音孔），并与话筒金属外壳相连；驻极体话筒的工作原理是这样的：当驻极体膜片遇到声波振动时，就会引起与金属极板间距离的变化，也就是驻极体振动膜片与金属极板之间的电容随着声波变化，进而引起电容两端固有的电场发生变化（U＝Q/C），从而产生随声波变化而变化的交变电压。由于驻极体膜片与金属极板之间所形成的“电容”容量比较小（一般为几十波法），因而它的输出阻抗值（XC=1/2πfC）很高，约在几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与一般音频放大器的输入端相匹配的，所以在话筒内接入了一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。通过输入阻抗非常高的场效应管将“电容”两端的电压取出来半岛·综合体育，并同时进行放大，就得到了和声波相对应的输出电压信号。 图3-24线，为程序的流程图，首先设置密码，注意，这个初始密码是在开始编写程序时就设置好了的。复位按键初始化密码锁，然后输入密码。用户通过键盘输入６位数密码。当密码输入正确时提示密码正确，是否开锁。继电器打开，进入开锁程序，当密码错误时，提示密码错误，并触发报警器。蜂鸣器报警。 开始 N 正确？ Y Y 开锁？ N Y 修改？ N ＥＳＣ 图4-1 程序图 4.2开锁软件设计及功能 如图12开锁图，开始时按开锁键，输入密码，如果输入正确，则开锁成功。如果输入错误则执行报警程序。 如果连续3次按门铃都无回应，则提示语音留言，此时按住门铃键进行语音留言。按播放键可以播放语音留言，长按播放键删除语音留言，此时指示灯闪烁，蜂鸣器滴滴两声提示留言删除完毕。 4.3 开锁流程图 当密码输入正确时，进入开锁程序。开锁流程图如下图所示： 开始 N 输入正确？ Y ＥＳＣ 图4-2开锁流程图 5.系统调试与仿线 电路模拟仿线SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能半岛BOB·中国官方网站，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计半岛BOB，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层。 图5-1 提示输入密码仿线 输入密码界面仿线 控制修改密码仿线 输入密码错误仿线 元件图和焊接成品实物图 元件图如下： 图5-5设计元件图 设计部分实物图如下： 图5-6 实物正面图 图5-7 实物背面图 图5-8 开机界面 图5-8 输入密码 图5-9 密码正确开锁 6 总结与体会 本次设计对智能数字密码锁来说，应该是一个简单的设计开发。数字密码锁简单，成本低，操作简单易行。每处按键都有十分详尽的说明和操作示意。另外，本次数字密码锁还加入了录音功能和留言功能。能很好的适用于普通的家居式门铃，防盗门的密码锁等等。密码修改简单易操作，不易出现问题，相比传统的机械锁，更加安全可靠。９按键密码输入，可组合密码达到百万位。相对一般密码锁来说更加安全。设计更加人性化，很好完成了数字密码锁的相关功能。 本次的毕业设计，我对电子原理有了更深层次的了解！同时，通过自己的电子元件的焊接和调试，对电路的认识更深一步，对大学４年的学习有了一个综合性的总结和实践，查阅资料，对单片机的认识更加充分，也认识了更多的单片机系列。通过对电子线路的仿真，ｐｒｏｔｅｌ软件仿真，对电路图的制作更加熟悉，学会了更多的相关ＰＣＢ图的软件操作，对以后的工作有莫大的影响。对电子电路的设计和实现有了更多的经验和经历，相信在以后社会中电路设计一定会用到今天的努力和汗水。 7 致谢 关于这篇论文的议题是和我的指导老师交流决定，前期的实习，积累经验，中期的修改和讨论，和最后的斟酌半岛BOB·中国官方网站，我尽自己最大的努力去完成这个论文，非常具有现实意义。在具体的实施过程中，我还是遇见了很多问题，不断地在问题和折磨中前进。最后终于完美滴完成了我的毕业设计以及论文的编写。在这个过程中，我要感谢的人太多了。 首先从心里感谢我的指导老师，你的严谨的学风态度，视野的思维，恰到好处的指导一直给予了我很大的帮助。当我对论文的构想感到迷茫的时候，您给我指明了方向，还给了我很多富有建设意义的想法和指导。论文的不断修改中，我也努力，及时积极与您交流，您不厌其烦地给我讲解，给我说明问题，正因为这样我的论文才会更加完美。 在论文的完成中，经历了波折。完全改进和修正的过程，我更加“一分努力一分收获有耕耘的事”的道理使之理解。再一次感谢你，同样的伟大，回报。最后感谢的是我的父母和家人，我永远不会忘记你的良苦用心和一如既往的支持和鼓励。四年时间一晃就过去了，这４年来我们都成长了很多，我的父母也为此付出了很多。当年怀揣着梦想来到这里，而今也将怀抱着慢慢的收获离开，四年收获太多。感谢我的同学们，老师们，快乐有你们共享，苦闷的时候你们也不曾离我远去。你们的关怀和相信造就了今天的我。谢谢我的老师们，你们的辛苦汗水我们会时刻记在心底，你们的谆谆教诲会铭记于心，在以后的人生道路上将受益匪浅。谢谢你们，我会努力前行，不屈不挠滴走下去，谢谢您们！ 参考文献 [1] 康华光,陈大钦.电子技术基础:高等教育出版社,2006.1 [2] 阎石.数字电子技术基础:高等教育出版社,2006.5 [3] 梅丽凤,王艳秋.单片机原理及接术:清华大学出版社,2009.2 [4]蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作:北京航空航天大学出版社,2006 [5] 李明喜.新型电子密码锁的设计:机电产品开发与创新,2004.3 [6] 张国雄,李醒飞.测控电路:机械工业出版社,2011.1 [7] 杨尔滨,赵玲.信号处理原理与应用,2008.11 [8] 邱关源,罗先觉.电路:高等教育出版社,2006.5 [9] 陈尚松,郭庆,雷加.电子测量与仪器:电子工业出版社,2009.1 [10] 费业泰.误差理论与数据处理:机械工业出版社,2010.6 [11] 老虎工作室.电路设计与制版:人民邮电出版社,2008.8 [12] 石文轩, 宋薇. 基于单片机MCS一51的智能密码锁设计[J]. 武汉工程职业技术学院学报, 2004, (01): 76-35 [13] 祖龙起, 刘仁杰. 一种新型可编程密码锁[J]. 大连轻工业学院学报,2002, (01): 54-57 [14] 叶启明. 单片机制作的新型安全密码锁[J]. 家庭电子, 2005, (10): 98-111 [15]李明喜. 单片机的电子密码锁[M]. 现代电子原理, 2005, (13), 76-96 [16] 董继成. 新型密码锁的设计[J]. 机电产品开发与创新, 2004, (03): 45-66 [17]. 一种新型安全的单片机密码锁[J]. 电子技术, 2004, (03): 122-134 附录1整机电路原理图 附录2整机电路PCB图 附录3部分源程序 #include reg52.h //调用单片机头文件 #define uchar unsigned char //无符号字符型 宏定义 变量范围0~255 #define uint unsigned int //无符号整型 宏定义 变量范围0~65535 #include lcd1602.h #include iic.h uchar 伏alue,i; //变量 uchar flag_lj_en; //边加 uchar flag_lj_en_伏alue; sbit relay = P2^3; //继电器定义 sbit beep = P2^2; //蜂鸣器定义 uchar smg_i; uchar dis_smg[6]; uchar password[6]={6,5,4,3,2,1}; //密码保存 uchar password_bj[6]={1,2,3,4,5,6}; //密码比较 uchar code password_r[6] = {6,5,4,3,2,1} ; uchar password_xg[6]; //密码修改 uchar flag_password; //密码正确否 uchar flag_password_cichu1;//密码错误次数 uchar flag_password_cichu2;//密码错误次数 bit flag_500ms; //500ms标志位 bit flag_200ms=1; //200ms标志位 bit flag_beep_en; //蜂鸣器标志位 bit flag_relay_en; //继电器标志位 #define key_io P0 uchar key_can; #include iic.h /***********************1ms延时函数*****************************/ 伏oid delay_1ms(uint q) { uint i,j; for(i=0;iq;i++) for(j=0;j120;j++); } /****************独立按键处理函数************************/ 伏oid key() { static uchar key_new = 0,key_old = 0,key_伏alue = 0,key_l; key_io = 0x0f; if(key_new == 0) //按键松开 { if(key_io == 0x0f) key_伏alue ++; else key_伏alue = 0; if(key_伏alue = 5) //按键松开松手检测 { key_伏alue = 0; key_new = 1; //按键松开后进入等待按键状态 key_can = 30; flag_lj_en = 0; } } else { if(key_io != 0x0f) //按键按下 key_伏alue ++; else key_伏alue =0; if(key_伏alue = 5) //按键按下消抖 { key_伏alue = 0; key_new = 0; //按键松开后进入等待松开按键状态 } } key_can = 20; if((key_new == 0) (key_old == 1)) { key_l = (key_io 0xf0); //矩阵键盘扫描 key_io = key_l; switch(key_io) { case 0xee: key_can = 10; break; //得到按键值 case 0xde: key_can = 0; break; //得到按键值 case 0xbe: key_can = 11; break; //得到按键值 case 0x7e: key_can = 12; break; //得到按键值 case 0xed: key_can = 7; break; //得到按键值 case 0xdd: key_can = 8; break; //得到按键值 case 0xbd: key_can = 9; break; //得到按键值 case 0x7d: key_can = 13; break; //得到按键值 case 0xeb: key_can = 4; break; //得到按键值 case 0xdb: key_can = 5; break; //得到按键值 case 0xbb: key_can = 6; break; //得到按键值 case 0x7b: key_can = 14; break; //得到按键值 case 0xe7: key_can = 1; break; //得到按键值 case 0xd7: key_can = 2; break; //得到按键值 case 0xb7: key_can = 3; break; //得到按键值 case 0x77: key_can = 15; break; //得到按键值 } // write_sfm2(2,1,key_can); } key_old = key_new; } /*************定时器0初始化程序***************/ 伏oid time_init() { EA = 1; //开总中断 TMOD = 0X01; //定时器0、工作方式1 ET0 = 1; //开定时器0中断 TR0 = 1; //允许定时器0定时 } // /*************密码输入错误报警声***************/ // 伏oid psaaword_beep() // { // static uchar 伏alue1=0; // if(flag_beep_en == 1) // { // beep = ~beep; // if(伏alue1 6) // { // 伏alue1 = 0; // beep = 1; // flag_beep_en = 0; // } // } // } #include menu.h /************菜单处理函数***************/ 伏oid menu_dis() { if(menu_1 == 0) { if(flag_200ms == 1) { flag_200ms = 0; if(relay == 1) write_string(2,0, Relay:off ); else write_string(2,0, Relay:open ); } } if((menu_1 0) (menu_2 == 0)) { //第一级菜单的选项 } if((menu_1 == 1) (menu_2 == 1) (menu_3 0) (menu_4 == 0)) { } } /******************下载程序密码初始化**********************/ 伏oid password_ch毫秒hifa() { 伏alue = x24c02_read(10); if(伏alue != 88) { 伏alue = 88; x24c02_write(10,伏alue); write_24c02_8(6,0,password_r); delay_1ms(200); read_24c02_8(6,0,password);}} 第 43 页 题 目： 智能数字密码锁设计 学生姓名： 学 号： 专 业： 信息工程 年 级： 学院(直属系)： 电气与电子信息学院 指导教师： 日 期： 单片机最小系统AT89C51 液晶显示模块 24C02存储模块块 蜂鸣器报警模块 电源模块 矩阵键盘 开锁模块 设置 格式化 输入 报警 报警启动 报警触发 次数加1 开始鸣叫报警 进入开锁 电磁开关开 进入修改程序 原始化 按开键 输入 次数加1 确认 报警 报警启动 开 西华大学毕业设计说明书

　　原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者