太原科技大學(xué)華科學(xué)院2010級(jí)通信工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

1、<p><b>　　華科學(xué)院</b></p><p>　　HUAKE INSTITUTE OF TAIYUAN UNIVERSITY OF </p><p>　　SCIENCE & TECHNOLOGY</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目

2、：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>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　班 級(jí) 通信 </p><p>　　所屬院（系） 電子信息工程系 </p&g

3、t;<p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　2014 年 5 月 20 日</p><p>　　太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　專業(yè)：通信工程 時(shí)間: 2014年 3 月 4 日</p&g

4、t;<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

5、密碼控制系統(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)。通過單片機(jī)編寫密碼程序來控制。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

6、機(jī)之間的串行通信原理,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>

7、<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 particu

8、larly 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 t

9、owards 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<

10、;/p><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>

11、<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 d

12、esign).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 e

13、ncrypted 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&

14、lt;/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>　

15、　1.5 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引腳功能說明 9 </p>

16、<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>　

17、　第3章 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 </

18、p><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&g

19、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

20、不斷發(fā)展，人們對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來越高。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。</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

21、世，出現(xiàn)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

22、、損壞等特點(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)需要解決的問題</p><p>　　本

23、設(shè)計(jì)的任務(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，用戶通過密碼選擇鍵進(jìn)行選擇。具體操作過程如]下：首先按下密碼輸入鍵，然后按下確認(rèn)鍵即可。</p>

24、;<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>&l

25、t;p><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>　　待解決的問題是實(shí)現(xiàn)遙控開鎖，當(dāng)此鎖用于私家車庫或倉庫時(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

26、動(dòng)開鎖；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

27、，利用軟件與硬件結(jié)合的方法來實(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

28、面將兩種方案做一對(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10秒（若

29、用戶覺得不便，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)

30、計(jì)的核心元件，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

31、中硬件部分由鍵盤輸入部分、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)89c52，12Mh

32、z晶振，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

33、Microcomputer”,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)”來表達(dá)其內(nèi)涵。國(guó)際上逐漸采用“MCU”(Micro Controller Unit)來代替，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)

34、的發(fā)展歷史</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。</

35、p><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

36、>　　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

37、機(jī)，將一些用于測(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)

38、的發(fā)展趨勢(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。

39、單片機(jī)把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>

40、;　　4.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>

41、<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

42、中的應(yīng)用。</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)在已能通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的

43、控制技術(shù)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

44、它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的,且近年來單片機(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

45、般片內(nèi)ROM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>&

46、lt;p>　　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。一般來說,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

47、般的單片機(jī)內(nèi)無監(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)

48、控機(jī)床就是典型實(shí)例。近年來,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?？梢灶A(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

49、輸入/輸出（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>

50、;　　圖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&

51、gt;　　· 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>

52、<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

53、要管腳有：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1

54、1腳定義為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引腳功能說明</p><p>　　VCC：電源電壓，GND：地。</p><p><b

55、>　　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

56、2 的外部計(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

57、雙向I/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

58、口輸出P2 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

59、上拉電阻輸出電流（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

60、出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(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)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。如有必要，可通過對(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無效。</p>&

61、lt;p>　　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：外部訪問允許。欲使CPU公訪問外部程序存儲(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

62、編程，復(fù)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)<

63、/p><p><b>　?。?）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>　　（2）定時(shí)器2</b></p><p>　　定時(shí)器2 是一個(gè)1

64、6 位定時(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

65、入進(jìn)行采樣。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>　?。?）自動(dòng)重裝載（向上或向下計(jì)數(shù)器）方式</p>

66、<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)功能可通過特殊功能寄存器T2CON來選擇。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

67、，若EXEN2=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>

68、　　當(dāng)DCEN=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

69、新裝入定時(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。<

70、;/p><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)硬件禁止訪問內(nèi)部RAM，但可以訪

71、問端口引腳，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

72、復(fù)位，復(fù)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）來得到。當(dāng)加密位LB1 被

73、編程時(shí)，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，加密位只能通過整片擦除的方法清除。[6]</p><p>　　（7）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

74、PEROM，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

75、用的信息顯示器件了。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>　　160

76、2液晶模塊內(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，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]&

77、lt;/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

78、16進(jìn)制ASCⅡ碼表（b）</p><p><b>　　接口信號(hào)說明</b></p><p>　　1602型LED的接口信號(hào)說明如表2.4所示：</p><p>　　表2.41602型LED的接口信號(hào)說明</p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　

79、LCM1602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>　

80、　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=L， D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無</p><p>　　2.2.5 晶振電路</p&g

81、t;<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

82、蕩器。是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>&

83、lt;p>　　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><

84、/p><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

85、叉處不相通，而是通過一個(gè)按鍵來連通，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

86、通過列線依次被置為低電平后檢查行輸入狀態(tài)來實(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)&

87、lt;/p><p>　　蜂鳴器在此設(shè)計(jì)主要是為了提供按鍵提醒，通過一個(gè)三極管來提供驅(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

88、示繼續(xù)輸入；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<

89、;/p><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

90、24C02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，萬一用戶忘記密碼將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常使用。</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

91、種方法的優(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]

92、</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識(shí)別到底是哪一個(gè)鍵被按下。即通過確定被按下的鍵處在哪一行哪一列來確定該鍵的位置，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

93、高；否則第三行輸出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

94、及其配套的下載燒錄軟件</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語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、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。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(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Ke

95、il C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語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

96、成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(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)

97、驗(yàn)中，對(duì)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>&l

98、t;p>　　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，則密碼不通過且提示重新輸入，

99、并且警示用黃燈亮，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

100、密碼保存在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>

101、<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

102、按鍵有效提示，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)過程中，通過查閱大量有關(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

103、常重要的影響。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。

104、</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)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次畢業(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，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)

105、計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對(duì)單片機(jī)語言掌握得不好，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(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

106、斷，密碼的顯示，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：加入繼電器并通過用戶輸入來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

107、業(yè)設(shè)計(jì)，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

108、業(yè)知識(shí)方面的巨大欠缺，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

109、是源自心底的誠摯謝意。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，卻給以終生受益無窮之道。對(duì)郝老師的感激之情是無法用言語表達(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)院致以誠摯的謝意，