河南理工大學畢業(yè)設計（論文）任務書專業(yè)班級學生姓名一、題目二、起止日期年月日至年月日三、主要任務與要求指導教師職稱學院領導簽字（蓋章）年月日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）評閱人評語題目評閱人職稱工作單位年月日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）評定書題目指導教師職稱年月日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）答辯許可證答辯前向畢業(yè)設計答辯委員會（小組）提交了如下資料1、設計（論文）說明共頁2、圖紙共張3、指導教師意見共頁4、評閱人意見共頁經(jīng)審查，專業(yè)班同學所提交的畢業(yè)設計（論文），符合學校本科生畢業(yè)設計（論文）的相關規(guī)定，達到畢業(yè)設計（論文）任務書的要求，根據(jù)學校教學管理的有關規(guī)定，同意參加畢業(yè)設計（論文）答辯。指導教師簽字（蓋章）年月日根據(jù)審查，準予參加答辯。答辯委員會主席（組長）簽字（蓋章）年月日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）決議學院專業(yè)班同學的畢業(yè)設計（論文）于年月日進行了答辯。根據(jù)學生所提供的畢業(yè)設計（論文）材料、指導教師和評閱人意見以及在答辯過程中學生回答問題的情況，畢業(yè)設計（論文）答辯委員會（小組）做出如下決議。一、畢業(yè)設計（論文）的總評語二、畢業(yè)設計（論文）的總評成績三、答辯組組長簽名答辯組成員簽名答辯委員會主席簽字（蓋章）年月日河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書I摘要人類在自己的歷史上從未停止過對安全防護的升級改造。近些年，隨著科學技術的進步，人們更多的將自動化和智能化的科技產(chǎn)品應用于安全防護。在這樣的背景下，鎖具作為居民日常生活不可缺少的安全用具，在人們的生活中扮演著越來越重要的角色。電子密碼鎖由于具有密碼量大，使用方便等優(yōu)點，因而應用十分廣泛。本文在對國內外電子密碼鎖的發(fā)展現(xiàn)狀進行研究的基礎上，提出了一種適合傳統(tǒng)家居的電子密碼鎖。采用單片機AT89S51與低功耗CMOS型EEPROMAT24C02作為主控器件與數(shù)據(jù)存儲器單元，與LCD1602相結合，實現(xiàn)電子密碼鎖的基本功能，提高了電子密碼鎖的安全性、可靠性、實用性，降低了硬件成本，使電子密碼鎖得到廣泛應用。本文根據(jù)系統(tǒng)的設計目標，給出了具體的硬件電路、軟件結構以及詳細的程序清單，并具體論述了各部分的設計要點，經(jīng)實際測試，系統(tǒng)各項性能均已達到設計要求。文中設計的電路和控制方法適用于一般的單片機系統(tǒng)設計，硬件和軟件也有一定的實用性和通用性。關鍵詞AT89S51；AT24C02；單片機；密碼鎖河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書IIABSTRACTPEOPLENEVERSTOPPEDUPGRADINGTHEIRSAFETYINHISTORYINMODERNTIMES,WITHTHEPROGRESSOFSCIENTIFICANDTECHNOLOGICAL,PEOPLEAPPLIEDMOREAUTOMATEDANDINTELLIGENTPRODUCTSTOTHELIVINGSAFETYINTHISCONTEXT,LOCKS,ASINDISPENSABLEEQUIPMENTINRESIDENTSDAILYLIFE,PLAYAVERYIMPORTANTROLEINPEOPLESLIFEELECTRONICENCRYPTEDLOCK,WHOSEADVANTAGEISTHATTHEAMOUNTOFITSPASSWORDSISENORMOUSITCANBEUSEDCONVENIENTLYTHISPAPERDESCRIBESACONTROLSYSTEMOFMICROCONTROLLERAT89S51USEDINENCRYPTEDLOCKTHISINCLUDETHEKEYBOARDINPUTANDLCDDISPLAYCIRCUIT,MEMORYCIRCUITASARESULT,THESECURITY,RELIABILITY,ANDTHECOSTOFTHISSYSTEMISREDUCEDGREATLYTHISSYSTEMCANBEAPPLIEDINMANYREGIONSTHEEXPERIMENTSHOWEDTHATTHESYSTEMCANBEUSEDSTABLYANDRELIABLYINENCRYPTEDLOCKTHECONTROLSYSTEMISMORESIMPLE,RELIABLEANDFLEXIBLEINTHISARTICLE,ACCORDINGTOTHEDESIGNGOALSOFTHISSYSTEM,THEHARDWARECIRCUIT,ANDTHESOFTWAREAREGIVENINTHISARTICLEANDEACHPARTISALSODESCRIBEINDETAILAFTERTHETEST,ALLTHEPERFORMANCEHAVEMETTHEDESIGNEDFORSAFEOTHEROCCASIONSFORHIGHSAFETYREQUIREMENTCANALSOUSETHISSYSTEMKEYWORDSAT89S51AT24C02MICROCONTROLLERENCRYPTEDLOCK河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書III目錄摘要IABSTRACTII1緒論111國內外現(xiàn)狀112主要設計任務12電子密碼鎖的總體方案設計321電子密碼鎖系統(tǒng)簡介322電子密碼鎖系統(tǒng)設計目標和方案3221設計目標3222總體方案確定33電子密碼鎖的硬件結構設計531硬件系統(tǒng)設計原則532硬件總體設計533CPU及外圍電路6331CPU的選擇6332晶振電路9333復位電路934外部存儲電路1035電源電路1436開鎖電路1537報警電路1638鍵盤電路1639顯示電路174電子密碼鎖的軟件設計2241軟件設計遵循的原則2242AT24C02讀寫驅動程序2243密碼輸入設置程序2444鍵盤開鎖報警程序2645鍵盤掃描程序2646系統(tǒng)主程序27河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書IV5電子密碼鎖系統(tǒng)的仿真與測試2951仿真綜述2952仿真過程29521軟件程序調試29522硬件PROTEUS的仿真3053電子密碼鎖實物圖32結束語34參考文獻35致謝36附錄1系統(tǒng)硬件結構圖37附錄2系統(tǒng)仿真電路圖38附錄3部分程序清單391AT24C02讀寫驅動程序392新密碼輸入設置部分程序433系統(tǒng)主程序47河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書11緒論11國內外現(xiàn)狀鎖，是居民日常生活中的常用用具，在人們的生活中扮演著重要地角色，任何場所都需要鎖具來提供最基本的安全。目前，普通家庭最常用的鎖是機械鎖，結構簡單，使用方便，價格經(jīng)濟實惠。但帶來好處的同時也依然暴露了很多缺點一是機械鎖需要依靠鑰匙與鎖芯的配合來完成工作。鎖具龐大的數(shù)量導致鑰匙不可避免的會發(fā)生相似的狀況，安全性低。二是鑰匙容易復制，不利于眾多公共場合使用，比如賓館等場合。由于人們對鎖的安全性，方便性等性能有更多地要求，許多智能鎖也相繼出現(xiàn)，但這類鎖是針對特定的指紋、智能卡，適用于個人或者安全性要求比較高的場合，其成本一般較高，在一定程度上限制了這類鎖具的應用和推廣。從密碼鎖的發(fā)展現(xiàn)狀來看,機械密碼鎖通常包含復雜的機電功能組件，需借助先進的制造技術與裝配工藝，制造周期長、成本高?？ㄆ矫艽a鎖是卡片設備，易磨損，壽命較短，卡片容易復制，不易雙向控制。磁卡內存儲的信息容易因外界磁場干擾而錯亂，以致卡片被磁化無效。指紋密碼鎖從使用是否方便的角度看，對安裝環(huán)境和使用者的要求很高。電子密碼鎖克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，尤其是的智能電子密碼鎖；不僅具有電子密碼鎖的功能，還可引入智能化管理功能，從而使密碼鎖具有更離的安全性和可靠性。電子密碼鎖則具有安全性能高、成本低、功耗低、操作簡單等優(yōu)點。經(jīng)調查，電子密碼鎖越來越多的被人們接受，現(xiàn)有國內市場上的電子密碼鎖有的是通過購買一些產(chǎn)品模塊再開發(fā)，不具備自主知識產(chǎn)權；有的是自主研發(fā)的，但其功耗與成本都比較高，不具備廣泛的應用價值。為了克服這些缺點，從經(jīng)濟實用角度出發(fā)，采用單片機AT89S51與低功耗CMOS型E2PROMAT24C02作為主控器件與數(shù)據(jù)存儲器單元，設計一款可更改密碼，具有報警、實時監(jiān)控功能的電子密碼鎖。該電子密碼鎖體積小，易于開發(fā)、成本較低，安全性高，具有很高的實用性。12主要設計任務設計需要完成的設計任務有首先完成硬件電路的設計，包括時鐘電路、復位電路、鍵盤電路、開鎖電路、報警電路和存儲電路。注意可靠性與抗干擾設計，電路應簡潔完善。完成程序的編寫和編譯，使系統(tǒng)具備如下功能開鎖，密碼輸入和設置，密碼校驗，密碼輸入錯誤和報警，鎖定鍵盤，LCD顯示狀態(tài)等，程序需簡潔，模塊化，思路應清晰。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書2完成電路的模擬仿真。完成實物的焊接。更重要的是通過這次畢業(yè)設計，使我們可以掌握并利用單片機的軟件編程技術，能夠選擇合適的算法，運用所學的電路知識完成基本的電路設計，利用ALTIUMDESIGNER軟件繪制電路圖，并制作電子密碼鎖的實物模型并實現(xiàn)所要求的的基本功能，完成整套電子密碼鎖的設計,從而熟悉一個產(chǎn)品完整的開發(fā)流程,增強實踐應用能力。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書32電子密碼鎖的總體方案設計21電子密碼鎖系統(tǒng)簡介本系統(tǒng)可以使用兩種方案一是采用數(shù)字電路控制，采用雙JK觸發(fā)器構成的數(shù)字電路作為密碼鎖的核心控制。采用數(shù)字電路方案設計的好處在于設計簡單，但控制的準確性和靈活性差。二是采用AT89S51為核心的單片機控制方案。選用單片機作為本設計的核心元件，利用單片機豐富的I/O口和編程的便捷，以及控制的準確性，實現(xiàn)電子密碼鎖功能。目前的電子密碼鎖普遍使用專用芯片，由于專用芯片的功能固定，而且價格昂貴，幾乎不能升級擴展，使用限制很大。為了使系統(tǒng)具備升級擴展能力，本系統(tǒng)選用單片機作為中央處理器，配置適當?shù)耐鈬娐?，實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。本系統(tǒng)主要由開鎖模塊、報警模塊、外部存儲模塊和單片機最小系統(tǒng)組成。其主要設計思路為電子密碼鎖的初始密碼為123456，用戶打開密碼鎖后，可以進行密碼設置，經(jīng)過兩次密碼輸入，確定新密碼。開鎖時，用戶輸入密碼，與密碼進行比對，密碼正確則密碼鎖打開；密碼錯誤則報警，并累計錯誤次數(shù)，超過3次則鎖定鍵盤等。22電子密碼鎖系統(tǒng)設計目標和方案221設計目標電子密碼鎖系統(tǒng)的設計目標1設計出的產(chǎn)品性能必須可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟。2所設計的產(chǎn)品需要的設計環(huán)境相對較低，易容易實現(xiàn)。3用戶可在密碼鎖打開的情況下設定密碼，密碼為6位數(shù)。4在掉電的情況下，原密碼保持不變。5密碼輸入錯誤報警，錯誤次數(shù)累計，超過三次，鍵盤鎖定。6應當配置合適的顯示器件，具有聲音提示與報警功能。7核心為單片機控制，直接利用單片機內部資源，系統(tǒng)設計合理規(guī)范。222總體方案確定組成本系統(tǒng)的主要模塊為1電源模塊。2開鎖模塊。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書43報警模塊。4顯示模塊。5鍵盤輸入模塊。6外部存儲模塊。7單片機最小系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體框圖如圖21所示AT89S51LCD顯示模塊AT24C02存儲模塊44輸入鍵盤晶體振蕩電路開鎖電路報警電路復位電路電源模塊圖21密碼鎖系統(tǒng)總體框圖由于系統(tǒng)規(guī)模不大，電路設計采用了ATMEL公司的AT89S51單片機作為系統(tǒng)的控制器。從成本考慮，采用了一個44的非編碼鍵盤作為密碼的輸入電路，鍵盤的鍵值掃描口為P1，利用軟件來實現(xiàn)鍵盤的消抖處理。由于功能上要實現(xiàn)密碼輸入提示，開鎖情況顯示等功能，本電路采用了SMC1602液晶顯示模塊作為顯示電路，具有顯示信息豐富，功耗低等優(yōu)點。電路中選用了一塊AT24C02芯片作為密碼和開鎖信息的存儲器。在電路上選用單片機的P20和P21分別與AT24C02的SDA、SCL相連。開鎖電路采用二級三極管電路驅動電磁鎖來實現(xiàn)；報警電路采用三級管驅動一個蜂鳴器來實現(xiàn)。即功能上，其中矩陣鍵盤電路用于密碼的輸入和各種功能的實現(xiàn)。LCD顯示模塊則是顯示密碼的輸入及密碼鎖的開關狀態(tài)，以及顯示菜單的界面。密碼輸入正確或者錯誤決定著單片機控制開鎖電路還是報警電路。電源電路提供電壓電流保證，從而使系統(tǒng)順利工作。根據(jù)功能實現(xiàn)要求輸入密碼錯誤需要鎖定鍵盤,用程序鎖定根據(jù)系統(tǒng)的功能實現(xiàn)要求，采用模塊化程序設計。主程序主要實現(xiàn)LCD模塊的初始化和存儲單元的基本分配，和各個子程序的調用。子程序分為菜單程序、AT24C02讀寫子程序、LCD1602顯示程序和鍵盤掃描程序等。按鍵共有16個,分別代表數(shù)字010、確定、上移、下移、刪除、退出、密碼恢復按鍵。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書53電子密碼鎖的硬件結構設計31硬件系統(tǒng)設計原則對于系統(tǒng)單片機的設計，一般需要從以下兩個方面考慮一是單片機與外圍設備的連接，即系統(tǒng)配置。選擇合適的外圍設備，通過接口電路的設計，與單片機電路相連接，交流數(shù)據(jù)處理信息。在本系統(tǒng)中，需要與單片機進行連接的設備有鍵盤、LCD液晶顯示屏、EEPROM存儲器等。二是系統(tǒng)的擴展設計。假如單片機內部的系統(tǒng)單元無法滿足設備所需的功能，可通過外接擴展設備來增加功能模塊，主要就是解決單片機與外接擴展設備之間的接口電路的設計。在本系統(tǒng)中，所用單片機完全能夠滿足設計需要，因此未使用擴展電路。系統(tǒng)單片機的擴展和配置設計應遵循以下原則1在接口電路的設計上，應選擇典型電路，符合單片機的常規(guī)接法，注意規(guī)范和實用，保證電路可行耐用的基礎上，讓設計更加簡潔，完善。2硬件結構應結合軟件程序方案一并考慮硬件與軟件方案會相互影響。原則是盡量由軟件實現(xiàn)軟件可以實現(xiàn)的功能，硬件結構應盡可能簡化。但選用軟件方案時應考慮這些因素，由軟件實現(xiàn)要比由硬件實現(xiàn)占用CPU時間，實現(xiàn)功能的時間要長。因此要合理設計才能使系統(tǒng)達到最佳狀態(tài)。3硬件系統(tǒng)設計時，可靠性及抗干擾設計是必須的。包括器件、芯片的選擇，濾波，布線等。4單片機外接電路較多時，應考慮其驅動能力，驅動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，解決的辦法是增加驅動能力。增設線驅動器或者減少芯片功耗，降低總線負載。32硬件總體設計本論文設計的基于單片機的電子密碼鎖是以AT89S51作為主控芯片。從成本考慮，采用了一個44的非編碼鍵盤作為密碼的輸入電路，鍵盤的鍵值掃描口為P1，利用軟件來實現(xiàn)鍵盤的消抖處理。由于功能上要實現(xiàn)密碼輸入提示，開鎖情況顯示等功能，本電路采用了SMC1602液晶顯示模塊作為顯示電路，具有顯示信息豐富，功耗低等優(yōu)點。電路中選用了一塊AT24C02芯片作為密碼和開鎖信息的存儲器。在電路上選用單片機的P20和P21分別與AT24C02的SDA、SCL相連。開鎖電路采用二級三極管電路驅動繼電器來實現(xiàn)；報警電路采用三級管驅動一個蜂鳴器來實現(xiàn)。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書633CPU及外圍電路331CPU的選擇CPU是系統(tǒng)的核心單元，在執(zhí)行程序中其關鍵作用，它的優(yōu)劣直接關系到系統(tǒng)的性能。51系列單片機，單片機結構相對簡單，性能好，控制功能強，價格低廉，應用靈活。本系統(tǒng)選用ATMEL公司生產(chǎn)的8位89S51單片機作為整個系統(tǒng)控制中心。AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內含4K的可編程的FLASH只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳。它集FLASH程序存儲器（既可在線編程也可用于傳統(tǒng)方法進行編程）及通用8位微處理器于單片機芯片中，可靈活應用于各種控制領域。其主要性能參數(shù)1與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容24K字節(jié)在線系統(tǒng)編程（ISP）FLASH閃速存儲器31000次擦寫周期44055V工作電壓范圍5全靜態(tài)工作模式0HZ33MHZ6三級程序加密鎖7一個片內振蕩頻率為1212MHZ的振蕩器及時鐘電路8128B的片內RAM932個可編程I/O口線102個16位定時/計數(shù)器116個中斷源12全雙工串行UART通道13低功耗空閑和掉電模式AT89S51采用40引腳雙列直插封裝形式，內部由CPU，4KB的片內程序ROM，256B的RAM，2個16B的定時/計數(shù)器T0、T1，4個8B的I/O端口P0、P1、P2、P3，一個全雙工串行通信口組成。P0、P1、P2、P3這些端口都是雙向的，每個端口位均包含兩個三態(tài)輸入緩沖器、一個輸出鎖存器及一個場效應管驅動器，其中P0端口還有一個上拉場效應管。由于它們都屬于地址號可被8整除的特殊功能寄存器，故可通過位尋址或直接尋址方式對其進行按位或字節(jié)型的I/O操作。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書7其引腳圖如圖31所示圖31AT89S51引腳圖VCC電源電壓。GND接地。P0P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也就是地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口時，每位能驅動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端使用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在FLASH編程時，P0口接受指令字節(jié)，在程序校驗時輸出指令字節(jié)，此時需要接上拉電阻。P1P1口是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅動4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口使用。FLASH編程和校驗期間，P1接收低8位地址。P2P2口是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅動4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可做輸出口做輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2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)存儲器時，P2口線上的內容，在整個訪問期間不改變。12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P10P11P12P13P14MOSIP15MISOP16SCKP17RSTRXDP30TXDP31INT0P32INT1P33T0P34T1P35WRP36RDP37XTAL2XTAL1GNDVCCP00AD0P01AD1P02AD2P03AD3P04AD4P05AD5P06AD6P07AD7EA/VPPALE/PROGPSENP27A15P26A14P25A13P24A12P23A11P22A10P21A9P20A8河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書8FLASH編程或校驗時，P2也接收高位地址和其他控制信號。P3P3口是一組帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口P3口輸出緩沖級可驅動4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸出端口。作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除作為I/O口線，還具有第二功能。第二功能如表31所示表31P3口第二功能表引腳第二功能P30RXT串行口接收端P31TXD串行口發(fā)送端P32INT0外部中斷0請求線P33INT1外部中斷1請求線P34T0定時器/計數(shù)器0輸入線P35T1定時器/計數(shù)器1輸入線P36WR寫外部數(shù)據(jù)存儲器控制信號P37RD讀外部數(shù)據(jù)存儲器控制信號RST/VPD該引腳為雙引腳功能。復位信號輸入端，高電平有效。當單片機工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平使單片機復位。VCC掉電后，此引腳可接備用電源，低功耗條件下保持內部RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。ALE/PROG該引腳為雙引腳功能。地址鎖存允許。在系統(tǒng)擴展時，該信號的下跳沿將由P0口發(fā)出的低8位地址信號進行鎖存，并保證此時鎖存信息是穩(wěn)定的地址信息。在不訪問片外存儲器時，ALE引腳上也輸出頻率為時鐘振蕩頻率的1/6的周期性信號。對有片內EPROM的單片機進行編程時，脈沖信號由該引腳引入。PSEN片外程序存儲器讀選通信號。取指令操作期間，PSEN的操作頻率為振蕩頻率的1/6；以通過P0口讀入指令，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時該信號無效。EA/VPP該引腳為雙引腳功能。一為片外程序存儲器選擇信號，當EA0，選擇片外程序存儲器。對無片內程序存儲器的單片機此引腳必須接地。EA1時，單片機訪問片內程序存儲器。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書9在對8071單片機片內EEPROM編程期間，此引腳引入21V編程電源VPP。XTAL1、XTAL2接外部晶體的一個引腳，需要采用外部時鐘信號時，注意CHMOS單片機與HMOS單片機中的XTAL1、XTAL2引腳接法有所不同。332晶振電路單片機的時鐘信號用來提供單片機內各種微操作的時間基準。時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需的時鐘信號，時序是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關系。單片機本身就如同一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格的按時序進行工作。51系列單片機的時鐘信號通常有兩種產(chǎn)生方式內部時鐘方式和外部時鐘振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器，就構成了自激振蕩器，并產(chǎn)生震蕩時鐘脈沖。晶振選擇6MHZ、12MHZ或24MHZ。電容器C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。電容值為530PF。外部振蕩方式是把已有的時鐘信號引入單片機內，該方式適用于多片單片機同時工作，以使各單片機的時鐘同步。內部振蕩的方式所得的信號比較穩(wěn)定，因此本系統(tǒng)中采用內部振蕩方式。如圖32所示圖32時鐘電路333復位電路復位電路是單片機的初始化操作，其主要功能是使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進入系統(tǒng)的正常初始化以外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境也需按復位鍵以重新啟動。51系列單片機的RST引腳為復位引腳，只要在RST引腳上引入一個至少保持兩個機器周期的高電平，單片機就完成一次復位。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序，因此要求單片機復位后能脫離復位狀態(tài)。本系統(tǒng)采用開關復位方式。開關復位同樣具有上電復位的功能。上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時間。當單片機已在運行之中時，按下復位鍵也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關復位的操作。Y111059212C330PF12C430PFXTAL1XTAL2河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書10電路圖如圖33所示圖33復位電路34外部存儲電路由于單片機內部存儲的容量有限，又因為本設計所要存儲的數(shù)據(jù)大于單片機內部的存儲容量，因此需要對外擴充一個存儲器。外部存儲器的作用是當系統(tǒng)突然掉電時用戶先前存儲的數(shù)據(jù)不會丟失，一旦再次通電，可繼續(xù)進行操作。在本系統(tǒng)中，我們采用的是EEPROM存儲器，即電擦除可編程只讀存儲器，型號為AT24C02。EEPROM是近年來被廣泛使用的一種只讀存儲器，它能在系統(tǒng)中進行在線改寫，并能在掉電的情況下保存數(shù)據(jù)，符合系統(tǒng)設計的要求。本設計中，用戶設定的密碼存儲于EEPROMAT24C02中，AT24C02與單片機之間采用I2C總線通訊方式。I2C是PHILIPS公司提出的串行通信接口規(guī)范，使用I2C總線時需要注意以下基本概念1發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)到I2C總線的器件。2接收器從I2C總線接收數(shù)據(jù)的器件。3主機初始化發(fā)送、產(chǎn)生時鐘信號及負責終止發(fā)送的器件。本設計即單片機為主機。4從機具有I2C總線唯一地址，可被主機尋址的器件，本設計從機為EEPROM器件。I2C總線主要用于IC器件之間的二線制同步通信，他通過兩根線（串行時鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA）便能實現(xiàn)總線上各器件的同步數(shù)據(jù)傳送。I2C總線可以極為方便的構成多機系統(tǒng)和外圍器件擴展系統(tǒng)。總線用軟件尋址來識別每個器件。其典型的系統(tǒng)接線圖如圖34所示。由圖可知，I2C總線是一個多主機總線，即總線上可以有一個或多個主機，總線運行由主機控制。I2C總線接口為開漏或開集電極輸出，需要加上拉電阻。連接到I2C總線上的所有單片機、外圍器件都有一個唯一的地址。利用I2C總線進行傳輸?shù)倪^程中，所有狀態(tài)VCC12BC210F1KR10KRRST河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書11都將生成相對應的狀態(tài)碼，系統(tǒng)中的主機則根據(jù)這些狀態(tài)碼自動地進行總線管理。用戶只需要在程序中裝入標準處理模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)操作要求完成I2C總線的初始化，啟動I2C總線就能自動完成規(guī)定的數(shù)據(jù)傳送操作。圖34I2C系統(tǒng)接線圖I2C總線數(shù)據(jù)傳送的相關規(guī)定及技術要點如下所述。1數(shù)據(jù)位有效性規(guī)定進行I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，SDA線上數(shù)據(jù)在SCL線為高電平期間必須保持穩(wěn)定，只有在SCL時鐘信號為低電平期間，數(shù)據(jù)線SDA上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。2起始和終止信號I2C總線的起始信號和終止信號定義如下SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平跳變表示起始信號。SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平跳變表示終止信號。起始和終止信號定義中，SDA的變化均在SCL為高電平期間發(fā)生，這樣的變化被I2C總線認為是非有效數(shù)據(jù)位，是啟/停控制信號位。即SCL時鐘信號為低電平期間才允許SDA線數(shù)據(jù)狀態(tài)變化。接收器接收到一字節(jié)數(shù)據(jù)后，如果要完成一些其他工作，如處理內部中斷服務等，可能無法立即接收下一字節(jié)，此時接收器件可將SCL線拉至低電平，從而使發(fā)送器處于等待狀態(tài)，接收器準備好接受下一字節(jié)時，再釋放SCL線使之為高電平，繼續(xù)數(shù)據(jù)接收。3字節(jié)傳送與應答啟動I2C總線后，所傳輸?shù)拿孔止?jié)必須均為8位長度，高位優(yōu)先傳送，每字節(jié)后面跟隨一位“應答”位，故一幀數(shù)據(jù)共有9位。如果從機由于某種原因不能應答主機，它必須將SDA線置于高電平。SCLSDA1SCLSDASCLSDA2SCLSDAA/DD/ASCLSDAI2CSDASCLRRVCC河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書12此時主機讀取到從機的非應答信號時可產(chǎn)生一個終止信號，結束總線數(shù)據(jù)傳送。主機接收從機數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)之前的每一字節(jié)均需要向從機發(fā)送應答，當主機接收到從機數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)時，它要向從機發(fā)出一個非應答信號以便從機結束傳送，從機隨后釋放SDA線，以便允許主機產(chǎn)生終止信號。如圖35、36、37給出了I2C總線協(xié)議信號，包括起始信號、終止信號、應答、非應答信號及部分相關時序。圖35起始和停止條件圖36I2C總線的位傳輸圖37I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸信號傳輸?shù)幕玖鞒淌?主控器首先發(fā)出系統(tǒng)起始信號，然后發(fā)出所需被控器的地址及1字節(jié)的讀寫位。2被控器接收到信號后，反饋應答信號。3主控器收到應答信號后，或向被控器發(fā)送數(shù)據(jù)，或從被控器接收數(shù)據(jù)。SDASCLPSTOPCONDITIONSDASCLSSTARTCONDITIONSDASCLDATALINESTABLECHANGEOFDATADATAVALIDALLOWEDMBC621FIG4BITTRANSFERONTHEI2CBUSHANDBOOK,FULLPAGEWIDTHSDAPMSBACKNOWLEDGEMENTSIGNALFROMSLAVEACKNOWLEDGEMENTSIGNALFROMRECEIVERSRBYTECOMPLETE,INTERRUPTWITHINSLAVECLOCKLINEHELDLOWWHILEINTERRUPTSARESERVICEDSCLSOR1278912389SRORSRSTARTORREPEATEDSTARTCONDITIONACKACKPSTOPORREPEATEDSTARTCONDITIONMSC608河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書134主控器最后發(fā)出停止信號。帶I2C總線接口的EEPROM是單片機應用系統(tǒng)中應用較為廣泛的一類I2C存儲器器件。其優(yōu)點是體積小、功耗低、占用I/O口線少，性價比高。AT24C系列的EEPROM，具有單電源供電，工作電壓范圍寬（1855V）；低功耗CMOS技術（100KHZ（25V）和400KHZ（5V）兼容），自定時寫周期（包含自動擦除）、硬件寫保護等特點。AT24C02存儲容量為256B。存儲器硬件電路連接如圖38所示圖38AT24C02與單片機的連接圖圖中，AT24C02的A0、A1、A2腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在電路圖連接中都接地。VCC接5V電源，VSS接地。SDA為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向I2C總線串行傳送，在電路圖連接中和單片機的P20連接。SCL為串行時鐘輸入線，在電路圖連接中和單片機的P21連接。8051單片機讀/寫I2C接口AT24C02時，需要用軟件模擬I2C串行時鐘信號和操作時序，I2C的啟動、停止、讀寫等操作均由“IIC總線通用宏及函數(shù)”提供，解讀這些模塊代碼時可對照I2C的各項操作時序圖。如圖39313是AT24CX系列的操作時序圖。在對AT24CX進行讀寫程序編程時需要對照時序圖進行編程。分別為字節(jié)寫、多字節(jié)及頁寫、從當前地址讀字節(jié)、從任意指定地址讀字節(jié)、順序讀取。圖39字節(jié)寫A01A12A23VSS4SDA5SCL6WE7VDD8AT24C02GNDVCCP20P211KR51KR6FIGURE7BYTEWRITEWRITESTARTWORDADDRESSLSBDATASTOP河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書14圖310多字節(jié)及頁寫圖311從當前地址讀字節(jié)圖312從任意指定地址讀字節(jié)圖313順序讀取編寫程序可以以此為準。35電源電路如圖314，該電路是經(jīng)過變壓器到9V的交流電，再由橋式整流，變?yōu)橹绷?，通過穩(wěn)壓管7805穩(wěn)壓得到5V電壓VCC。圖中橋式整流電路將交流電轉變?yōu)橹绷麟?電容起濾波的作用。本系統(tǒng)中也可直接與有5V電壓的電源口相連，如圖315。FIGURE8PAGEWRITENOTEDONTCAREBITFOR1KNDATANDATAN1DATANXFIGURE9CURRENTADDRESSREADSTARTSDALINEMSBLSBR/WACKDATANOACKDEVICEADDRESSREADWITHA“0”NOACKBUTDOESGENERATEAFOLLOWINGSTOPCONDITIONREFERTOFIGURE10FIGURE10RANDOMREADNOTEDONTCAREBITFOR1KWORDADDRESSNLSBACKMSBLSBFIGURE11SEQUENTIALREAD河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書15本系統(tǒng)由于條件限制,采用了USB口直接與5V電源相連。圖314電源電路A圖315電源電路B36開鎖電路電子鎖電路中最重要的部分就是開鎖機構電路，通過單片機送給開鎖執(zhí)行機構電路，電路驅動電磁鎖吸合，從而達到開鎖的目的。當用戶密碼輸入正確，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，達到開門的目的。其實際電路圖如圖316所示。圖316開鎖電路開鎖機構由驅動電路和執(zhí)行開鎖電路兩級組成。由D1、R1、T1組成驅動電路，T1可以選擇普通小功率三極管如9014、9018可以滿足要求，D1作為開鎖的提示。由D2、C1、546231SW112GNDVCCD1LED0T19014T28050VCC33KR1D2LOCKC110FGNDP22河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書16T2組成執(zhí)行開鎖電路，其中D2、C1是為了消除電磁鎖可能產(chǎn)生的反向高電壓以及可能產(chǎn)生的電磁干擾從而起到保護電路的作用。T2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有一定的余量。當單片機輸入開門信號時驅動電路T1導通從而D1發(fā)光提示開鎖，同時驅動T2，T2導通執(zhí)行開鎖。37報警電路報警電路采用三極管驅動一個蜂鳴器來實現(xiàn)，報警驅動電路的信號由P33輸出。報警電路由蜂鳴器及外圍電路組成，加電后不發(fā)聲，當密碼輸入錯誤發(fā)出報警聲。與二級管相連的33K電阻起保護作用，防止電流過大燒毀蜂鳴器。三極管T3相當于一個開關，單片機提供高電平，三極管導通，蜂鳴器發(fā)聲。電路如圖317所示圖317報警電路38鍵盤電路鍵盤是用戶與單片機交互的重要手段，用于向CPU輸入運行參數(shù)和控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。鍵盤電路形式分為直接編碼輸入鍵盤和矩陣鍵盤，前者接口電路簡單，一般應用于需要少量按鍵的控制系統(tǒng)，后者因占用IO引腳數(shù)少，常被按鍵較多的控制系統(tǒng)采用。本系統(tǒng)所有的密碼設置及輸入都需要由鍵盤輸入，且由于按鍵較多，所以采用44矩陣鍵盤形式。如圖318所示矩陣鍵盤中，行線、列線分別連接到按鍵開關的兩側。將列線賦值高電平，或通過上拉電阻接到5V上。無按鍵按下時，列線處于高電平狀態(tài)；當有按鍵按下時，行、列線33KR15KR10KRD2IN4001VCC8050T3GNDP33LSBUZZER河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書17導通，列線電平將由與它相連的行電平?jīng)Q定，將行線、列線信號配合起來做適當處理，可唯一確定閉合鍵所在的位置。由于要實現(xiàn)的功能眾多，輸入的六位密碼也需要數(shù)字鍵輸入，因此無法設定單獨的功能按鍵，只能設置確定、退出、上移、下移等按鍵，以及數(shù)字按鍵。程序設置菜單，選擇相應的功能。圖318矩陣鍵盤電路39顯示電路在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，本系統(tǒng)采用的是LCD1602作為輸出顯示器件。在單片機系統(tǒng)中應用液晶顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點1顯示質量高。由于液晶顯示器每個點在收到信號后會一直保持色彩和亮度不變，恒定發(fā)光，不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點。因此，液晶顯示器畫質高而且不會閃爍。2數(shù)字式接口。液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。3體積小、重量輕。液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。4功耗低。相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。顯然液晶顯示模塊體積小、功耗低、顯示內容豐富、超薄輕巧等優(yōu)點，使其在低功耗應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。目前字符型液晶顯示模塊已是單片機應用設計中最常用的S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17P10P11P12P13P14P15P16P17河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書18信息顯示器件。LCD1602液晶是一款很常用的字符液晶?？娠@示2行，每行16個字符。采用單5V電源供電，外圍電路簡單，價格便宜，具有很高的性價比。LCD1602有個明顯的缺點就是顯示內容雖然已經(jīng)很豐富了,但然存在局限字庫里默認只有數(shù)字、字母等,中文漢字雖然可以顯示，但非常麻煩，需要取模等，并且無法顯示復雜的漢字。本設計LCD1602完全可以滿足功能。顯示的信息以英文顯示,如輸入密碼界面顯示“PASSWORDINPUT”。尺寸如圖319所示圖319LCD1602外形尺寸主要技術參數(shù)如表32所示表32LCD1602主要技術參數(shù)顯示容量162個字符芯片工作電壓4555V工作電流20MA（50V）模塊最佳工作電壓50V字符尺寸295435MMLCD1602采用標準14腳或16腳接口，各引腳功能如表33所示。表33LCD1602引腳及功能編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2DATAI/O2VDD電源正極10D3DATAI/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4DATAI/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端12D5DATAI/O5R/W讀/寫選擇端13D6DATAI/O6E使能信號14D7DATAI/O7D0DATAI/O15BLA背光源正極8D1DATAI/O16BLK背光源負極河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書19VL為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高。若對比度過高會產(chǎn)生鬼影，使用時可以通過一只10K電阻來調整對比度。RS為寄存器選擇端，RS為高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，為低電平時選擇指令寄存器。RW為讀寫信號線，為高電平時進行讀操作，為低電平時進行寫操作。當RS和RW同為低電平時可以顯示指令或者顯示地址。當RS為低電平、RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平、RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E為使能端，當E由高電平跳變到低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。D0D8為位雙向數(shù)據(jù)線?？刂破鹘涌谡f明1基本操作時序。讀狀態(tài)輸入RSL，RWH，EH輸出D0D7狀態(tài)字寫指令輸入RSRWL，D0D7指令碼，E高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RSH，RWH，EH輸出D0D7數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RSH，RWL，D0D7數(shù)據(jù)，E高脈沖輸出無2狀態(tài)字說明。表33狀態(tài)字說明STA7STA6STA5STA4STA3STA2STA1STA0D7D6D5D4D3D2D1D0STA0STA6當前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作使能1禁止0允許注對控制器每次進行讀寫操作之前，都必須進行讀寫檢測，確保STA7為0。3RAM地址映射圖?？刂破鲀炔繋в?08位（80字節(jié)）的RAM緩沖區(qū)，對應關系如圖320所示。圖320RAM地址映射圖4指令說明。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書20顯示模式設置表34顯示模式設置指令碼功能00111000設置162顯示，57點陣，8位數(shù)據(jù)接口顯示開/關及光標設置表35顯示開/關及光標設置指令碼功能00001DCBD1開顯示；D0關顯示C1顯示光標；C0不顯示光標B1光標閃爍；B0光標不顯示000001NSN1當讀或寫一個字符后地址指針加1，且光標加1。N0當讀或寫一個字符后地址指針減1，且光標減1。S1當寫一個字符，整屏顯示左移（N1）或右移（N0），以得到光標不移動而屏幕移動的效果。S0當寫一個字符，整屏顯示不移動數(shù)據(jù)控制控制器內部設有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可以通過它們來訪問內部的全部80字節(jié)RAM。數(shù)據(jù)指針設置表36數(shù)據(jù)指針設置指令碼功能80H地址碼（027H，4067H）設置數(shù)據(jù)地址指針其他設置表37其他設置指令碼功能01H顯示清屏1數(shù)據(jù)指針清零2所有顯示清零02H顯示回車數(shù)據(jù)指針清零控制器接口時序說明1讀操作時序河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書21圖321讀操作時序圖2寫操作時序圖322寫操作時序圖本系統(tǒng)液晶顯示電路如圖323所示。其實現(xiàn)的主要功能完成密碼的輸入、修改、開鎖、關鎖等功能的顯示。V0端口可以接滑動變阻器進行對比度調節(jié)，這里接2K電阻，可以進行正常顯示，但無法調節(jié)。圖323LCD1602與單片機接線圖GND1VCC2VO3RS4RW5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BGV/CC15BGG/ND16LCD1LCD1602GNDGNDVCCVCCVOR12KP00P01P02P03P04P05P06P07P26P27P25河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書224電子密碼鎖的軟件設計41軟件設計遵循的原則應用系統(tǒng)中的應用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設計的，應盡可能地實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。每一個合格的應用系統(tǒng)軟件都應該具有以下原則1軟件結構清晰、簡潔、流程合理。2各功能程序實現(xiàn)模塊化、子程序化，以便于調試、鏈接和移植修改。3程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)規(guī)劃合理，這樣能節(jié)約內存容量，操作又方便。4運行狀態(tài)實現(xiàn)標識化管理。各個功能程序狀態(tài)、結果及要求都設置運行狀態(tài)標志以便查詢，程序的轉移、運行和控制都可通過狀態(tài)標志條件來控制。5經(jīng)過調試修改過的程序應進行規(guī)范化，去除修改痕跡，以便于交流和借鑒，方便后面軟件的模塊化和標準化。6實現(xiàn)軟件的抗干擾設計，提高單片機系統(tǒng)應用可靠性。42AT24C02讀寫驅動程序本系統(tǒng)由AT89S51的P20和P21來分別模擬SDA和SCL來實現(xiàn)與EEPROM24C02C的I2C通訊。在AT24C02EEPROM的讀寫過程中，必須先確定帶操作器件的地址，AT24C02的EEPROM器件地址的固定部分為1010，A2、A1、A0三個引腳的不同狀態(tài)可確定3位編碼，由此形成的7位編碼即為該器件的地址碼，其格式如下，其中R/W為數(shù)據(jù)傳送方向。表41AT24C02器件的地址組成1010A2A1A0R/W主機需對器件進行讀寫操作時，其操作過程如下1發(fā)送起始信號S（SCL高電平時，SDA產(chǎn)生負跳變）。2發(fā)送該器件的7位地址碼和寫方向位“0”，發(fā)送完后釋放SDA，并在SCL線上產(chǎn)生第9個時鐘信號，這會觸發(fā)被選中的存儲器器件再確認是自己的地址后，通過將SDA置為低電平來表示對接收到的地址的確認，單片機收到該確認信號后可進行數(shù)據(jù)的傳送。如果接收方?jīng)]能將SDA置為低電平，主機就會中斷傳輸，而采取適當?shù)腻e誤處理措施。3讀寫操作讀操作讀操作有兩種可能的操作方式，即對當前地址和指定起始地址的讀操作。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書23對當前地址的數(shù)據(jù)讀操作。在主機收到目標器件的確認信號后，逐個讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)地址按當前存儲器地址指針逐個遞增。當最后一個字節(jié)數(shù)據(jù)讀完之后，主機返回“確認非”信號。對指定起始地址的數(shù)據(jù)讀操作。在主機收到目標器件的確認信號后，發(fā)出一個字節(jié)的存儲區(qū)首地址，待被確認后，主機要重復一次起始信號并發(fā)出器件地址和讀方向位，收到器件的接收確認后，就可以讀出數(shù)據(jù)字節(jié)。當最后一個字節(jié)數(shù)據(jù)讀完后，主機應返回以“非確認”信號。寫操作寫操作有兩種基本方式，即字節(jié)寫和頁寫。字節(jié)寫。在主機收到目標器件的確認信號后，將依次發(fā)送，一個字節(jié)的存儲區(qū)首地址和待存儲的一個字節(jié)數(shù)據(jù)。頁寫。在主機收到目標器件的確認信號后，將發(fā)送一個字節(jié)的存儲區(qū)首地址。然后逐個發(fā)送各數(shù)據(jù)字節(jié)。在對總線進行操作時，每發(fā)送一個字節(jié)后都要等待接收方的確認。當要讀或寫的數(shù)據(jù)傳送完后，主機應發(fā)送結束信號P（SCL高電平時，SDA產(chǎn)生正跳變）以結束讀或寫操作。讀寫部分程序代碼如下VOIDWRITE_24C02_8UCHARN,UCHARADD,UCHARPUCHARIEA0STARTWRITE_I2C0XA0ACKWRITE_I2CADDFORI0I3鎖定鍵盤第一次輸入新密碼第二次輸入新密碼兩次輸入是否相同設置成功YYNNYN圖43密碼輸入設置程序流程圖選擇密碼修改菜單后，程序由主程序進入密碼修改程序，首先進行清屏處理，同時輸出輸入密碼提示信息，用戶通過鍵盤輸入相應的密碼。程序此時接受密碼都會以“”顯示在顯示屏上，不做其他處理，目的在于防止有人非法套用密碼。當用戶輸入正確密河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書26碼按下確定鍵后，程序進行密碼比較，在當輸入沒有超過三次的情況下，即可實現(xiàn)開鎖和密碼修改。當非法輸入超過三次，程序發(fā)出警報信號，并鎖定鍵盤。44鍵盤開鎖報警程序開鎖流程圖如圖44所示。開始初始化按開鎖鍵輸入密碼密碼正確結束Y確認密碼開鎖次數(shù)加1報警程序報警N圖44開鎖程序流程圖45鍵盤掃描程序鍵盤管理程序的內容包括1判斷有無按鍵按下。2鍵盤掃描取得閉合鍵的行、列信息，去抖動。3根據(jù)鍵的行列信息得到鍵特征值。4根據(jù)鍵的特征值查表得到鍵代號。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書275判斷閉合鍵是否釋放，如果沒釋放則繼續(xù)等待；若釋放則去抖動。6根據(jù)鍵代號去執(zhí)行該按鍵所對應的處理程序。在編程掃描方式下，鍵盤掃描子程序的流程圖如圖45所示。開始初始化有鍵閉合嗎調用鍵時去抖動確有鍵按下判斷鍵號釋放否鍵號送端口按鍵處理YYYNNN圖45鍵盤掃描程序流程圖46系統(tǒng)主程序根據(jù)系統(tǒng)的功能實現(xiàn)要求，采用模塊化程序設計。主程序主要實現(xiàn)LCD模塊的初始化和存儲單元的基本分配，和各個子程序的調用。系統(tǒng)主程序流程圖如圖46所示。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書28開始初始化開鎖密碼正確修改密碼設置密碼輸入密碼報警程序次數(shù)加1開鎖程序N返回NN報警次數(shù)3鍵盤鎖定Y電磁鎖打開Y修改密碼程序YN圖46系統(tǒng)主程序流程圖河南理工大學畢業(yè)設計（