PAGE畢業設計（論文）單片機電子密碼鎖設計系別：自動化工程系專業名稱：學生姓名：學號：指導教師姓名、職稱：完成日期電子科技大學XX學院畢業設計（論文）任務書系別自動化工程系專業學生姓名學號：設計(論文)題目單片機電子密碼鎖設計起迄日期:設計(論文)地點電子科技大學中山學院指導教師:專業教研室負責人:發任務書日期:任務書填寫要求1．畢業設計（論文）任務書由指導教師根據各課題的具體情況填寫，經學生所在專業教研室的負責人審查、系領導=====簽字后生效。此任務書應在畢業設計（論文）開始前一周內填好并發給學生；2．任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3．任務書內填寫的內容，必須和學生畢業設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經過所在專業教研室及系主管領導審批后方可重新填寫；4．任務書內有關“系”、“專業”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數字代碼。學生的“學號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數字；5．任務書內“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB7714—87《文后參考文獻著錄規則》的要求書寫，不能有隨意性；6．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。

畢業設計（論文）任務書1．本畢業設計（論文）課題應達到的目的：采用單片機、LCD等芯片，設計電子密碼鎖，能隨時修改密碼，輸入密碼時可以使用刪除鍵對輸入密碼進行修改；具有防多次試探功能，連續輸入密碼達到一定次數，發出光聲報警密碼輸入錯誤時有光聲報警，連續輸入3次錯誤，鍵盤自鎖，等待管理解鎖；開鎖后或修改密碼后可以選擇退出，返回開鎖前狀態。2．本畢業設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）：技術要求：(1)掌握Proteus軟件的基本應用，用于設計與仿真；(2)需要用protel軟件繪制電路原理圖及局部原理圖；(3)掌握單片機編程語言，可選用匯編語言或C語言；(4)掌握焊接電路的步驟與技巧。功能要求：(1)能多次修改密碼；(2)能防多次試探；(3)帶報警和鎖鍵盤功能(4)LCD1602顯示方式：開鎖前顯示：pleaseinput輸入密碼時顯示：*輸入密碼正確時顯示：WELCOME輸入密碼錯誤時顯示：ERORR用戶連續輸入密碼3次錯誤顯示：Close第一次輸入修改密碼時顯示：Revision第二次輸入修改密碼時顯示：inputagain修改密碼成功時顯示：Changed

畢業設計（論文）任務書3．對本畢業設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業設計論文、圖表、實物樣品等〕：(1)硬件實物(2)畢業論文4．主要參考文獻：[1]李全,遲榮強.單片機原理及接口技術[M].高等教育出版社,2004.1[2]江曉安,董秀峰.模擬電子技術[M].西安電子科技大學出版社，2001.10[3]余永強.ATMEL89系列單片機應用技術[M].北京航空航天大學出版社，2001.10[4]陳明熒.8051單片機課程設計[M].清華大學出版社,2003.9[5]戴佳,苗龍,陳斌.51單片機應用系統開發典型實例[M].中國電力出版社,2005.9[6]康華光.電子技術基礎[M].高等教育出版社,2002[7]梁燕,邵凱.用單片機實現遙控器的紅外發射[J].成都信息工程學院學報，2005[8]單片機原理與應用及C51程序設計[M].清華大學出版社2006.8[9]梁宗善.新型集成塊應用[M].華中理工大出版社,2004[10]榮貴.電子制作[M].科學技術文獻出版社,2003[11]StevenF.Barrett,DanielJ.Pack.EmbeddedSystem[M].電子工業出版社，2006

畢業設計（論文）任務書5．本畢業設計（論文）課題工作進度計劃：起迄日期工作內容2008年10月6日~12月31日完成開題報告，復習單片機基礎知識，了解設計系統的功能，確定設計目標，查找相關資料及文獻2009年1月1日~3月20日繪制設計相關電路原理圖，焊電路板，編寫及調試程序，實現設計的基本功能2009年3月21日~5月6日撰寫論文、修改論文2009年5月6日~5月10日做答辯用PPT,準備論文答辯指導教師審查意見：該課題具有一定的實用價值，充分運用所學課程知識，難易程度適中，工作量適中，同意開題。指導教師（簽名）：年月日PAGE26單片機電子密碼鎖設計摘要隨著電子產品向智能化和微型化的不斷發展，單片機已成為電子產品研制和開發中首選的控制器。本文介紹了一種應用AT89S52單片機設計的防盜自動報警電子密碼鎖系統。經實驗驗證該系統具有軟硬件設計簡單，易于開發，成本較低，安全可靠，操作方便等特點，可作為產品進行開發，應用于住宅、辦公室的保險箱及檔案柜等需要防盜的場所，所以電子密碼鎖憑著比較強的實用性、鎖密匙量大，又要制造簡單；既安全可靠，又成本低廉；既保密性強，又實用性廣，在密碼鎖的巨大市場上占有一席之地。本文講述了基于AT89S52單片機的“電子密碼鎖”的設計與實現，首先在緒論中介紹了此系統的簡介、研究本系統的目的和意義。此后，本文在第二、三、四章論述了系統整體結構框圖，系統各模塊功能，論述了系統工作原理并對所使用各種芯片的功能與特性進行了介紹、系統硬件設計；在第五章中重點剖析了軟件設計開發的過程。而在最后一章簡述了本次設計的總結，個人感受。此外，通過對系統軟硬件的不斷調試，進一步完善功能，同時也加深了對單片機、LCD液晶顯示器、電路設計等方面知識。關鍵詞:單片機；AT89S52；電子密碼鎖；LCD顯示ListslicemachineelectronicscombinationlockdesignAbstractAselectronicproductstointelligenceandthecontinuousdevelopmentofminiaturization,SCMhasbecometheresearchanddevelopmentofelectronicproductfirstcontroller.ThispaperintroducesakindofapplicationofAT89S52SCMdesignanti-theftalarmsystem,automaticelectroniclocks.Throughtheexperimentvalidatethesystemhardwareandsoftwaredesignissimpleandeasytodevelop,lowcost,convenientoperation,safeandreliable,etc.Canbeusedasproductdevelopmentandapplicationinresidential,officeofsafeandsecurityneedsofthecabinetetc,soelectroniclockswithstrongerpracticability,lockthekey,andmakesimple,Bothsafeandreliable,andlowcost,Bothsecrecy,andpracticability,thehugemarketinlocks.ThispaperintroducedthebasedontheelectroniclocksAT89S52SCMdesignandrealizationofthesystem,firstintroducedintheintroductionofthesystem,thesystemofresearchpurposeandmeaning.Inthispaper,thenthesecond,third,andfourthchapterdiscussesthesystemstructure,systemfunctionmodulediagramofthesystem,anddiscussestheprincipleandtheuseofvariouschipintroducesthecharacteristicsandfunctionsofthesystemhardwaredesign;,Inthefifthchapterfocusesonthedesignofthesoftwaredevelopmentprocess.Butinthelastchapterdescribesthedesignofpersonalexperience.Inaddition,basedonthehardwareandsoftwaresystem,furtherimproveconstantlycommissioningfunction,alsodeepenedtheSCM,LCD,circuitdesignandlesslikelytoknowledge.Keyword:Listslicemachine；AT89S52；Acousto-opticalarm；LCDdisplay目錄1緒論 11.1密碼鎖簡介 11.2電子密碼鎖發展趨勢 11.3基本原理 21.4研究的主要內容 32系統總體設計方案 42.1系統的功能介紹 42.2系統的整體框圖 42.3系統各單元模塊功能 43密碼鎖的工作原理 63.1系統工作原理簡介 63.2AT89S52單片機 63.31602LCD液晶顯示模塊 83.3.1顯示特性 83.3.2物理特性 93.3.3外型尺寸圖 93.3.4結構塊圖 103.3.5模塊顯示特性詳解 103.3.6字符碼與字符字模之間的對應關系表 114系統硬件設計 124.1單片機AT89S52中斷系統 124.28051單片機的復位電路 124.3光聲報警電路 134.4矩陣鍵盤電路 134.51602LCD顯示電路 144.6利用PROTEUS仿真的電路圖 144.7硬件實物演示 155系統軟件設計 175.1KEIL軟件介紹 175.2軟件開發 176結束語 20附錄 21參考文獻 25致謝 261緒論1.1密碼鎖簡介安全問題是現代社會各界普遍關注的焦點之一。在現實生活中，很多場合都用到了電子密碼鎖，比如說門禁系統，銀行賬戶管理，保險箱等等地方都要用到電子密碼鎖，而且對其要求也很高。所以高安全性能密碼鎖的研究就成了一個必需的話題。近幾年各種安全產品（如指紋識別、卡辨識、紅外防盜等）已相繼問世，但這類產品的特點是針對特定指紋或有效卡。只能適用于保密要求高或供個人使用的保險箱保險柜等，雖然這些產品安全性高，但其生產成本高，攜帶、安裝及使用不方便，這在一定程度上限制了這類產品的普及和推廣。隨著單片機的迅速發展，其應用領域越來越廣，如消費電子、家用電器、辦公設備、商業營銷設備、工業控制和機電一體化控制系統、智能測量儀表以及汽車與航空航天電子系統中都廣泛采用了單片機。51系列單片機由于具有可靠性好，以及擴展控制功能強等優點，成為國內目前應用最廣泛的一種8為單片機之一。隨著單片機的應用領域越來越廣泛，可以看出其的優越性和可靠性，所以將其應用到保密和安全方面是必然的，也是相當可靠，相當有意義的，基于單片機的電子密碼鎖的研究在保護財產和人身安全方面可以給人們帶來更多更好的選擇。本文介紹的是一種由單片機編程控制實現的多功能密碼鎖，這種電路設計具有密碼輸入有效提示、錯誤指示、控制開鎖電平、控制報警電路、密碼修改等功能。可在意外泄密的情況下及時修改密碼，密碼可以是1-16位，保密性強、靈活性高、特別適用于家庭、辦公室學生宿舍及賓館等場所,具有社會推廣價值。1.2電子密碼鎖發展趨勢從目前的技術水平和市場認可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，該產品主要應用于保險箱、保險柜和金庫，還有一部分應用于保管箱和運鈔車。鍵盤式電子密碼在鍵盤上輸入，與打電話差不多，因而易于掌握，其突出優點是“密碼”是記在被授權人腦子里的數字和字符，既準確又可靠，不會丟失（除了忘記），難以被竊（除非自己泄露）。但是密碼不能太簡單，太簡單了就容易被他人在鍵盤上試探出來，或者可能被旁觀者窺測出來，造成保密性不足。當然，密碼又不能太復雜，太復雜了可能自己都糊涂了，或者輸入密碼操作成功率低，造成使用不便。因此，為了發揚優點、克服弱點，鍵盤式電子密碼也在不斷發展中，如“任意設定密碼”技術使得被授權人可以根據自己的需要或喜好設定密碼，常用常新；而“自動更改密碼”技術使得本次輸入的密碼將自動更改成下次應輸入的密碼，更改的規律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測；獨出心裁的“鍵盤亂序顯示”技術使得鍵盤上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見操作動作也難以窺測出密碼；“多重密碼設定”技術使得單組密碼不一定有效，適合多人分權使用，需要輸入兩組以上的密碼才被認可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時間區段，則保密性還可提高。在輸入密碼的過程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯誤碼若干次或若干時間內輸入不正確，即“封鎖”鍵盤，不再接受輸入操作。總之，盡管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤式電子密碼防盜鎖仍然“老樹發新芽”，不僅在市場上居于主流地位，而且，還經常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。電子防盜鎖廣泛應用于金融業，其根本的作用是“授權”，即被“授權”的人才可以存取錢、物。廣義上講，金融業的“授權”主要包括以下三種層次的內容：1、授予保管權，如使用保管箱、保險箱和保險柜；2、授予出入權，如出入金庫、運鈔車和保管室；3、授予流通權，如自動存取款。目前，金融行業電子防盜鎖的應用主要集中在前兩個層面上。當然，以上所說的授權技術再高超，都必須由精良的“鎖具”擔當承載結構部件，實現開啟、閉鎖的功能，而且承擔實體防護作用，抵抗住或盡量延遲破壞行為，讓電子防盜鎖“軟、硬不吃”。一般情況下，鎖具防盜的關鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件（如伸縮的鎖舌或鎖栓、鎖扣盒鎖扣板以及依靠電磁力直接閉鎖的電磁部件等）的強度（應有足夠的機械強度和剛度，能夠承受一定數值、一定方向的靜壓力和沖擊力以及力矩）、鎖止型式（能承受某些方式和工具的作用）、配合間隙（防止采用機械的、電子的方法探入鎖具內部而被開啟）和布局（將薄弱的、與鎖的開啟直接相關的零部件和電路置于殼體保護之下，并且不易被識別出來）。提高電子防盜鎖之防護能力的必然途徑是報警，在金融業的許多場所有人值守、有電視監控，具有報警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩種作用。報警的前提是具備探測功能，根據電子防盜鎖的使用場所和防護要求，可選擇多種多樣的探測手段。在中國的城市金融業中，實現聯網報警已經成為對各金融網點的基本要求。根據國內外的實踐經驗，金融業實行安全防范風險等級很有必要，即依據使用的防盜報警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評估被防護物或區域的防護能力，得出風險等級，其中，電子防盜鎖的性能至關重要。1.3基本原理單片機電子鎖是以51系列單片機(AT89S52)為核心，配以相應硬件電路，完成密碼的設置、存貯、識別和顯示、驅動電磁執行器并檢測其驅動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發送數據等功能。單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的密碼進行比較，如果密碼正確，則驅動電磁執行器開鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確，則單片機通過通信線路向智能監控器報警。單片機將每次開鎖操作和此時電磁執行器的驅動電流值作為狀態信息發送給智能監控器，同時將接收來自傳感器接口的報警信息也發送給智能監控器，作為智能化分析的依據。為了防止通信線路的人為破壞和電磁執行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈，可以加入電流監視技術模塊采用MAXIM公司生產的電流／電壓轉換芯片MAX471。該芯片能將被測電流I轉化成對地輸出電壓U，且有測量范圍大、精度高、輸出電壓U和被測電流I成正比等特點。電流監視器輸出電壓送A/D轉換器，單片機通過讀取A/D轉換結果，獲知線路中電流的變化情況，通過分析及時發現異常，發出報警信號。本設計因為使用了LED燈替代電磁執行器，所以沒有采用該保護。1.4研究的主要內容本設計采用的是串行的EEPROM芯片，使用I2C總線傳輸數據，這樣可以少占用單片機的端口，I2C總線是由PHILIPS公司開發一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線即在于連接總線上的器件之間傳送信息。這種總線的主要特點有：1、總線只有兩根線，這樣可以在設計中大大減少了硬件接口；2、每接到總線上的器件都有一個用于識別的器件地址，避免了片選線的連接方法，并建立了簡單的主從關系，每個器件既可以作為發送器，又可以作為接收器；3、同步時鐘允許器件以不同的波特率進行通訊；同步時鐘可以作為停止或重新啟動串行口發送的握手信號；5、串行的數據傳輸位數率在標準模式下可達100Kbit/s,快速模式下可達400Kbit/s，高速模式下可達3.4Mbit/s。矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤.用I/O口、接口線組成行、列結構，鍵位設在行、列的交點上。這樣在按鍵比較多的情況下就比獨立按鍵有優勢，本設計有16個按鍵，只需要8個I/O口，大大節省了單片機的I/O口開銷。本設計是基于AT89S52單片機實現電子密碼鎖功能，具有修改密碼和防多次試探功能，并對系統進行研究分析，調節各個部件正常工作，同時，根據實際情況對其軟、硬件進行改良、改進，并提出系統總體方案。首先，細致分析單片機電子密碼鎖的各模塊工作原理及相關技術。其次，掌握并將程序燒錄進單片機AT89S52內，控制各器件的協調工作，以便能實現I2C傳輸數據的功能及顯示功能。整個過程需要尋找大量的相關資料，和學習相關的軟件并運用到實踐，還有焊接電路版，要有很好的動手意識和知識的積累，也是考驗這將近四年來對專業知識學習的一次總結和匯集。經過幾個月的努力，完成了系統軟硬件的設計，并對實際工作中遇到的問題進行討論解決，最后經運行調試實現了單片機電子密碼鎖的功能。通過這次畢業設計，親身體會到一個系統的制作過程，也深刻的理會該系統各部件的運行原理和實物調試，能夠很好地學習掌握和利用單片機AT89S52，且設計出該單片機電子密碼鎖，能夠模擬其工作過程，從而熟悉控制系統的開發流程和具體內容，體會理論聯系實際的重要性，增強自身實踐應用能力。2系統總體設計方案2.1系統的功能介紹用單片機做主機運算器，能進行密碼修改和管理員密碼設置，可復位，設置有退出鍵、管理員模式鍵、設定鍵、刪除鍵和確定鍵。LCD在開鎖前顯示pleseainput，然后根據不同的模式和密碼正確與否顯示出相應的提示。本設計設置的設置的用戶初始密碼和管理員初始密碼都為1234567812345678.密碼輸入正確后，可以修改密碼，密碼個數可以是1-16的數字。采用24c02存儲密碼，有掉電保護功能。2.2系統的整體框圖掉電儲掉電儲存器鍵盤輸入AT98S52LCD顯示光聲報警電路和開鎖電路圖2-1系統框圖本設計采用4*4的矩陣鍵盤作為輸入，AT89S52單片機作為主機，二極管指示燈和喇叭組成發聲系統。根據系統擬達到的總體功能，將其劃分為以下功能模塊:激光弦輸入、掉電儲存、運算主機、輸出設備等。系統整體框圖如圖。2.3系統各單元模塊功能本設計的掉電存儲模塊采用串行的24C02B，是美國CATALYST公司生產的，具有2K（256x8）容量.可以電擦除，可編程自定義寫周期。支持I2C總線數據傳輸協議，采用CMOS結構減少了器件的功耗，可以保存數據100年。電子密碼鎖的核心器件是單片機，它是整個系統的“心臟”，由它來處理和運算輸入信號，協調各功能模塊的正常工作，考慮到系統的功能和經濟性等因素，采用的是當今流行的性價比較高的AT89S52。輸出設備選用通用的1602LCD液晶顯示模塊，具有很好的顯示特性，單5V電源電壓，低功耗、長壽命、高可靠性，內置192種字符（160個5×7點陣字符和32個5×10點陣字符），具有64個字節的子定義字符RAM,可自定義8個5×8點陣字符或四個5×11點陣字符，采用STN、半透、正顯顯示方式，4位或8位并口的通訊方式。3密碼鎖的工作原理3.1系統工作原理簡介該電子密碼鎖采用4*4鍵盤作為輸入信號，輸入到作為主機AT89S52單片機，通過軟件編程的程序，做出判斷，結果再經1602LCD液晶顯示器作為輸出顯示。晶振電路提供單片機運行脈沖。每按一次鍵盤按鈕會通過蜂鳴器響一次，達到更好的控制效果。3.2AT89S52單片機AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節Flash，256字節RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數據指針，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。圖3-1AT89S52引腳結構VCC:電源GND:地P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下，P0具有內部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節；在程序校驗時，輸出指令字節。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，p1輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸入（P1.0/T2）和時器/計數器2的觸發輸入（P1.1/T2EX），具體如下表3-1所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節。表3-1P1口的第二功能表P2口：P2口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執行MOVX@DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應用中，P2口使用很強的內部上發送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數據存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表3-2所示。在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。表3-2P3口的第二功能表RST:復位輸入。晶振工作時，RST腳持續2個機器周期高電平將使單片機復位。看門狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當AT89S52從外部程序存儲器執行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執行內部程序指令，EA應接VCC。在flash編程期間，EA也接12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。3.31602LCD液晶顯示模塊3.3.1顯示特性單5V電源電壓，低功耗、長壽命、高可靠性內置192種字符（160個5×7點陣字符和32個5×10點陣字符）具有64個字節的子定義字符RAM,可自定義8個5×8點陣字符或四個5×11點陣顯示方式：STN、半透、正顯驅動方式：1/16DUTY,1/5BIAS視角方向：6點背光方式：底部LED通訊方式：4位或8位并口的通訊方式標準的接口特性，適配MC51和M6800系列MPU的操作時序3.3.2物理特性表3-3液晶顯示模塊物理特性外型尺寸80×36×14單位可視范圍64.6（W）×16.0（H）mm顯示容量16字符二行點尺寸0.55×0.75mm點間距0.08mm3.3.3外型尺寸圖圖3-2602LCD液晶顯示模塊外型圖3.3.4結構塊圖圖3-31602LCD液晶顯示模塊結構圖3.3.5模塊顯示特性詳解本模塊適宜與4位或者8位MPU接口，接口由使能信號E控制；標志位BF為模塊內部工作狀態標志，MPU訪問模塊時，首先應判斷狀態標志位EF；在電源Vdd＝＋5V情況下，模塊與MPR通訊速度可以達到2MHz;本模塊提供5X8點陣、帶光標顯示的字符結構的顯示模式，用戶通過指令設置可以方便地進行選擇；本模塊提供了顯示數據緩沖區DDRAM、字符發生器CGROM和字符發生器CGRAM;用戶可以使用CGRAM來存儲自己定義的最多8個5X8點陣的圖形字符的字模數據；本模塊字符在LCD顯示屏上的顯示位置與該字符的字符代碼在顯示緩沖區DDRAM內的存儲地址一一對應；本模塊通過指令設置來選擇占空比（duty）周期，選擇參數如下：單行5X8點陣字符帶光標顯示：1/8；單行5X10點陣字符帶光標顯示：1/11；單行5X8點陣字符帶光標顯示：1/16。本模塊提供了較豐富的指令設置：清顯示；光標回原點；顯示開/關；光標開/關；顯示字符閃爍；光標移位；顯示移位通過選擇相應的指令設置，用戶可以實現多種字符顯示樣式；本模塊提供了內部上電自動復位電路，當外加電源電壓超過＋4.5v時，自動對模塊進行初始化操作，將模塊設置位默認的顯示工作狀態；本模塊采用低功耗CMOS設計。3.3.6字符碼與字符字模之間的對應關系表表3-4字符碼與字符字模之間的對應關系表4系統硬件設計4.1單片機AT89S52中斷系統計算機具有實時處理能力，能對外界發生的事件進行即使處理，這是依靠它們的中斷系統來實現的。CPU在處理某一事件A時，發生了另一事件B請求CPU迅速去處理（中斷發生）。CPU暫時中斷當前的工作，轉去處理事件B（中斷響應和中斷服務）。待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續處理事件A（中斷返回）。這一過程稱為中斷。AT89S52單片機的中斷系統有5個中斷源（包括2個外部中斷源），由片內特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應中斷請求。CPU響應中斷的條件是：第一，中斷源有中斷請求；第二，此中斷源的中斷允許位為1；第三，CPU開中斷（即EA=1）。同時滿足這三個條件時，CPU才有可能響應中斷。本設計用到單片機AT89S52內部中斷0，當用戶沒有在限定30秒輸入密碼或管理員沒有在15秒內輸入密碼，這時向CPU發出中斷請求，進入光聲報警。4.28051單片機的復位電路復位是使單片機或系統中的其他部件處于某種確定的初始狀態。單片機的工作就是從復位開始的。8051的復位引腳（RST）是第9腳，當此引腳連接高電平超過2個機器周期（一個機器周期為6個時鐘脈沖），即可產生復位的動作。當在89S52單片機引腳引入高電平并保持2個機器周期時，單片機內部就執行復位操作（如果RST引腳繼續保持高電平，單片機就處于循環復位狀態）。復位操作有兩種基本形式：一種是上電復位，另一種是上電與按鍵均有效的復位。本設計采用按鍵復位，如圖4-1所示。圖4-1單片機復位電路4.3光聲報警電路聲音的產生是一種音頻振動的效果，振動的頻率高則為高音，頻率底則為低音。音頻的范圍為20Hz~200kHz之間，人類耳朵比較容易辨識的聲音大概是200Hz~20kHz。一般音響電路是以正弦波信號驅動喇叭，產生悅耳的音樂的，而在數字電路中，則是以脈沖信號驅動喇叭以產生聲音。本系統使用的蜂鳴器產生的聲音是利用程序產生頻率，送到輸出端口。利用LED燈表示輸入密碼正確與否，紅色表示密碼錯誤，蜂鳴器發出報警聲，密碼正確時，綠色LED燈亮，電路如下圖所示。圖4-2光聲報警電路4.4矩陣鍵盤電路矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。用I/O接口線組成行、列結構，鍵位設置在行、列的交點上。例如本設計(圖4-4)4*4的行、列結構可組成16個鍵盤，比一個鍵位用一根I/O口線的獨立式鍵盤少了一半的I/O接口線。而且鍵位越多，情況越明顯。因此，在按鍵比較多時，往往采用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的按鍵識別方法有“行掃描法”。行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，介紹過程如下。 (1)判斷鍵盤中有無鍵按下將全部行線Y0-Y3置低電平，然后檢測列線的狀態。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 (2)判斷閉合鍵所在的位置在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。圖4-3矩陣鍵盤電路4.51602LCD顯示電路1602LCD液晶顯示器是一種字符點陣式LCD顯示器模塊。它不僅能夠顯示阿拉伯數字，而且還能夠顯示特殊的符號，以及英文字母（即英文語句提示信息），因此其用途比較靈活，應用比較廣泛，當然價格也較高。單片機AT89S52從接收器得到的數據運算程序后，結果傳送給1602LCD數據端并在液晶屏上顯示出。顯示電路如圖4-4所示。圖4-41602LCD顯示電路4.6整體電路圖結合上面所述，組合成單片機電子密碼鎖原理圖如圖。圖4-5電子密碼鎖仿真電路4.7硬件實物演示硬件實物背面和正面圖分別如下圖4－6和圖4－7所示。圖4-6硬件實物背面圖圖4-7硬件實物演示效果5系統軟件設計5.1KEIL軟件介紹Keil是美國Keil公司的C51編譯器，它被嵌入到了KeiluVision集成開發環境中。Keil是目前最常用的編譯器，支持浮點等到類型，支持多維數組，能生成對應的匯編代碼，能直接編譯匯編代碼程序和內嵌多種工具，可以方便的鏈接，生成可執行文件。KeiluVision2IDE是Keilsoftware公司的產品，它集項目管理、編譯工具、代碼編寫工具、代碼調試以及完全仿真于一體，適合個人開發或人數少、對開發過程的管理還不成熟的開發團體。這一功能強大的軟件提供簡易的開發平臺，可以讓開發者在開發過程中集中精力于項目本身，加快開發速度。如圖5-1為uVision2的界面。圖5-1uVision2的界面5.2軟件開發通過上述原理，已對密碼鎖整體運行環境有了充分認識，繪制主程序和子程序流程圖，利用Keil軟件，對單片機進行編程，C語言主程序及各子程序流程圖如下：是是是是是是開始系統初始化鍵盤是否被鎖鍵盤掃描否管理員密碼輸入用戶密碼輸入鍵盤功能判斷密碼是否正確否退出密碼修改鍵盤功能判斷密碼是否正確密碼修改退出鍵盤功能判斷光聲報警否修改是否成功修改是否成功光聲報警否否 圖5-2主程序流程圖否否是開始第一次輸入密碼第二次輸入密碼兩次輸入是否相同密碼儲存返回 圖5-3密碼修改程序流程圖6結束語單片機電子密碼鎖主要應用矩陣鍵盤掃描技術、單片機、LCD顯示器等方面的知識，尋找了大量的文獻資料，硬件和軟件相結合，制作出實物模型，并且產生了很好的效果。本設計主要應用于防盜的場所，雖然這只是一個簡單的系統，但對以后關于LCD顯示和鍵盤掃描進一步研究提供了重要的入門準備。特別是加深對硬件的調試的認識。通過本次畢業設計，讓我對單片機C語言的有了更高的理性認識，對單片機的C語言編程和LCD有了更深入的了解，提高了自己的實踐動手綜合能力。轉眼之間，歷經幾個月的畢業設計和論文馬上就要結束了，這是我們大學之中最后一個也是最重要的一個設計課程，這個階段是考驗我們大學這四年來的所學，它要求我們將大學這四年來所學到的知識能夠融會貫通、熟練應用，并要求我們能夠理論聯系實際，培養我們的綜合運用能力以及解決實際問題的能力。這次的畢業設計，是對我這四年來所學的專業知識是否踏實的檢驗，讓我對這四年中所學知識進行了綜合，也讓我溫習了一些已經快要淡忘的專業知識，并且還學到了一些實踐經驗。與此同時，我也充分認識到自身的許多不足：缺乏綜合運用及理論聯系實際的能力，讓我在以后的工作和學習之中更有意識的彌補不足，積累經驗。附錄鍵盤掃描程序：delay(intz){ intx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=140;y>0;y--);}ucharnum;voidyin(){ intc,n; if(flag==1) { for(c=0;c<80;c++) {BEEP=1; for(n=0;n<50;n++); BEEP=0; } } BEEP=0;}intkey(void){ uchartemp;P2=0Xef;temp=P2&0x0f; if(temp!=0x0f) { delay(5); if(temp!=0x0f) {temp=P2; switch(temp) {case0xee:num=0; break; case0xed:num=1; break; case0xeb:num=2; break; case0xe7:num=3; break; }do{ //等待按