1、畢業(yè)設(shè)計基于單片機(jī)的密碼鎖的設(shè)計目錄1 緒論 .矚4慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。1.1 課題背景 . . 4聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。1.2 課題設(shè)計目標(biāo) . . 4殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。2 系統(tǒng)方案論證 . 5釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。2.1 主控部分的選擇 . . 5彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。2.2 密碼輸入方式的選擇 . 5謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。3 系統(tǒng)總體設(shè)計和主要芯片介紹 . 7廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計 . . 7煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。3.2 主要芯片介紹 . . 8鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。4 系統(tǒng)硬件構(gòu)成 . 1籟5叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。4.1 系統(tǒng)整體電路圖. . 15預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝

2、驊糴。4.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 . 16滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。4.3 電源輸入部分 . . 16鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。4.4 鍵盤輸入部分 . . 17擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。4.5 密碼存儲部分 . 17贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。4.6 顯示部分 . 18壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。4.7 報警部分 . 19蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。5 軟件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) . 19買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。5.1 設(shè)計原理 . 20綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。5.2 主程序流程圖 . 20驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。6 結(jié)論 . 2貓0蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。 參考文獻(xiàn) .錯. 誤！未定義書簽。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔?；趩纹瑱C(jī)的電子密碼鎖的

3、設(shè)計摘要本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、矩陣鍵盤、LED 顯示和報警系統(tǒng)組成。系統(tǒng)能完成開鎖、超次鎖定、報警、修改用戶密碼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、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)用構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話關(guān)鍵詞AT89S51 AT24C02 電子密碼鎖 矩陣鍵盤1緒論隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強(qiáng)，對安全的要求也就越來越高。鎖自 古以來就是把守護(hù)門的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用 方便，這也是制鎖者長期以來研制的主題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品應(yīng)運(yùn) 而生，電子密碼鎖就是其中之一。輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號

4、澩。1.1 課題背景由于電子鎖的密鑰量（密碼量）極大，可以與機(jī)械鎖配合使用，并且可以避免因 鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了 人們攜帶金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞。電子鎖的種類繁多，例如數(shù)碼 鎖，指紋鎖，磁卡鎖， IC 卡鎖，生物鎖等。但較實(shí)用的還是按鍵式電子密碼鎖。閆繭絳闕絢勵蜆贅。1.2 課題設(shè)計目標(biāo)本設(shè)計采用 AT89S51 單片機(jī)為主控芯片，通過軟件程序組成電子密碼鎖系統(tǒng)，能 夠?qū)崿F(xiàn)：1 正確輸入密碼前提下，開鎖提示；2 錯誤輸入密碼情況下，蜂鳴器報警；3 密碼可以根據(jù)用戶需要更改；4 斷電存儲功能堯側(cè)2系統(tǒng)方案論證系統(tǒng)從主控部分和密

5、碼輸入方式兩方面進(jìn)行論證2.1 主控部分的選擇方案一：采用數(shù)字電路控制用以 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，將密碼保存在 JK 觸發(fā)器中，與輸入密碼通過比較器比較，判斷結(jié)果是否相符合。采用數(shù)字電 路設(shè)計的方案好處就是設(shè)計簡單，但控制的準(zhǔn)確性和靈活性差，故不采用。識饒鎂錕縊 灩筧嚌儼淒。方案二：采用以單片機(jī)為核心的控制方案 選用單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心部件，實(shí)現(xiàn)控制與處理的功能。單片機(jī)具有資源豐富、速度快、編程容易等優(yōu)點(diǎn)。利用單片機(jī)內(nèi)部的隨機(jī)存儲器（RAM 和只讀存儲器（ROM 及其引腳資源，外接液晶顯示（LCD，鍵盤輸入等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理傳輸和顯示功能，基本上

6、能實(shí)現(xiàn)設(shè)計指標(biāo)，因此綜合考慮，本系統(tǒng)采用方案二。凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。2.2 密碼輸入方式的選擇方案一：指紋輸入識別指紋識別技術(shù)主要涉及四個功能：讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對。通 過指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像，然后要對原始圖像進(jìn)行初步的處理，使之更 清晰，再通過指紋辨識軟件建立指紋的特征數(shù)據(jù)。軟件從指紋上找到被稱為節(jié)點(diǎn) （ minutiae ）的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置，這些點(diǎn)同時 具有七種以上的唯一性特征。通常手指上平均具有 70 個節(jié)點(diǎn)，所以這種方法會產(chǎn)生 大約 490個數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)，通常稱為模板。通過計算機(jī)模糊比較的方法，把兩個指 紋的模板進(jìn)行比

7、較， 計算出它們的相似程度， 最終得到兩個指紋的匹配結(jié)果， 從而判 斷輸入結(jié)果的正確與否?？紤]到本方案軟硬件太過復(fù)雜，而且成本也高，故不采用。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。方案二：矩陣鍵盤輸入識別由各按鍵組成的矩陣鍵盤每條行線和列線都對應(yīng)一條 I/O 口線， 鍵位設(shè)在行線和列 線的交叉點(diǎn)，當(dāng)一個鍵按下就會有某一條行線與某一條列線接觸，只要確定接觸的是 哪兩條線，即哪兩個 I/O 口線，就可以確定哪一個鍵被觸動。行線設(shè)計成上拉口線， 初始時被置高電位，列線懸空，初始置低。通過不斷讀行線口線，或者中斷方式觸發(fā) 鍵位掃描。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下，將列線逐一置低，其他列線置高，讀行線口線。當(dāng)某條 列線置低時，某條行線

8、也被拉低，則確定這兩條線的交點(diǎn)處的按鈕被按下。每個按鍵 都可通過程序賦予功能，從而完成密碼識別。本方案簡單易行，故采用。鯊腎鑰詘褳鉀溈 懼統(tǒng)庫。3系統(tǒng)總體設(shè)計和主要芯片介紹系統(tǒng)主要芯片有 AT89S51, AT24C02 及液晶等3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計本設(shè)計主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲等部分組成。其中矩陣鍵盤 用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。由用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機(jī)對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對比，從而判斷密碼是否 正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報警電路控制開鎖還是報警，實(shí)際 使用時只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的

9、電磁鐵吸合線圈即可。系統(tǒng)整體框圖如圖 3.1 所示。碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖。圖 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖各模塊功能如下：1 矩陣鍵盤輸入模塊：分為密碼輸入按鍵與幾個功能按鍵，用于完成密碼鎖輸入功能。2顯示模塊：用于完成對系統(tǒng)狀態(tài)顯示及操作提示功能。3報警電路：用于完成輸錯密碼時候的警報功能。4 密碼存儲模塊：用于完成掉電存儲功能，使修改的密碼斷電后仍能保存165 電源模塊：用于對系統(tǒng)電路提供+5V 的直流電壓3.2 主要芯片介紹3.2.1 AT89S51AT89S51 是美國 Atmel 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 駐單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程

10、序存儲器（PEROM和 256bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存 儲器（RAMI,AT89S51 有 40 個引腳，32 個外部雙向輸入/輸出（I/O ）端口，同時內(nèi) 含 2 個外中斷口，3 個 16 位可編程定時計數(shù)器，2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口 線。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈濾頷澩。主要功能特性：兼容 MCS5 指令系統(tǒng)。8k 可反復(fù)擦寫（1000 次）Flash ROM 32 個雙向 I/O 口，256x8bit 內(nèi)部 RAM 時鐘 頻率 0-24MHz 可編程 UART 串行通道。釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。3 個 16 位可編程定時/計數(shù)器中斷，2 個串行中斷，2 個外部中斷源，共 6 個中斷

11、源，2個讀寫中斷口線。其引腳排列圖如下圖 3.2 :、 * .*.8.1618XTAL1Pa.O/ADOPO-1ZAD1Pa.2/AD2XTA12P0.3WD3P0.4/AD4P0.5/AD5POJOMDBRSTP0.7/AD7P2.0/ZSEP2.1/fiQP2 2/A10PS：ENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2-5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.ODT2PS.O/RXDP1.17T2EXP3 1/TXDP1.2P3.2/INTOP13P3.3/INT1P1.4P3AT0P1 5P3.5H1P1 6PS.B/RF1.7F3 77RD92G303112AT89C5

12、G24262728圖 3.2 AT89S51 的引腳排列引腳功能如下：Vcc：電源電壓GND 地P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1 時，可作為高阻抗輸入端用。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(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。P1 口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)

13、部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)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（IIL）o諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū) 動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電 阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)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（IIL）o在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲 器（如執(zhí)行 MOVXXRI 指令）時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。Fla

14、sh 編程或校驗(yàn)時，P2 亦接收高位地址和一些控制信號。P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。P3 口輸出緩沖級可 驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上 位電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL） P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 3.1 所示:熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫。表 3.1 P3 口的第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INT0 （外中斷 0）P3.3INT1 （外中斷

15、 1）P3.4T0 （定時/計數(shù)器 0）P3.5T1 （定時/計數(shù)器 1）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平 將使單片復(fù)位。ALE/PROG 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE （地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng) 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。EA/VPP 外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存

16、儲器（地址為 OOOOHkFFFFH，EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程 序存儲器中的指令。Flash 存儲器編程時，該引腳加上+12V 的編程允許電源 VPP 當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2 振蕩器反相放大器的輸出端。3.2.2 存儲芯片 AT24C02AT24C02 是美國 Atmel 公司的低功耗 CMOS 型 E?PROM,內(nèi)含 256 8 位存儲空間，

17、 具有工作電壓寬（2.55.5 V）、擦寫次數(shù)多（大于 10000 次）、寫入速度快（小于 10 ms） 、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。而且他是采用了 I?C 總線式進(jìn)行數(shù) 據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和 I/O 線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時 的存取十分方便。AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1,以實(shí)現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單 一操作方式讀取。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達(dá) 8 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。I2C 總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線制總線。他通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL （串行時鐘線

18、）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每 個器件。AT24C02 正是運(yùn)用了 I?C 規(guī)程，使用主/從機(jī)雙向通信，主機(jī)（通常為單 片機(jī)）和從機(jī)（AT24C02）均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機(jī)產(chǎn)生串行時鐘信號 （通過 SCL引腳）并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開始和停止的條件。 無論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認(rèn)信號ACK。AT24C02的控制字由 8 位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開始信號發(fā)出以后，主機(jī)便會發(fā)出控制字，以 選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。管腳描述：SCL 為串行時鐘：串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘這是一個輸入管腳。SDL

19、為串行數(shù)據(jù)/地址：雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收 SDL，是一個開漏輸出管 腳可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或。A0、A1、A2 為器件地址輸入端：當(dāng)使用 24C02 時最大可級聯(lián) 8 個器件，如果只有一個 24C02 被總線尋址，這三個 地址輸入腳 A0、A1、A2 可懸空或連接到 Vss。WP 為寫保護(hù)：如果 WP 管腳連接到 Vcc 所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)只能讀當(dāng) WP,管腳連接到 Vss 或懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀/寫操作12。管腳圖如圖 3.3 所示。IU2 -4SCKSDAWA0A11壬23_ _ 24C02C _- -圖 3.3 AT24C02 引腳圖

20、穎芻莖峽餑億頓裊賠瀧。3.2.3 顯示電路（LCD1602）LCD1602 所謂的 1602 即是 16 字符*2 行的字符型 LCD 顯示器，它由 32 個字符點(diǎn) 陣塊組成，每個字符點(diǎn)陣塊由 5X7 或 5X10 個點(diǎn)陣組成，可以顯示 ASCII 碼表中的 所有可視的字符。它內(nèi)置了字符產(chǎn)生器 ROM(CGROM 字符產(chǎn)生器 RAM(CGRA 和顯示 數(shù)據(jù)RAM( DDRA)CGROI 中內(nèi)置了 192 個常用字符的字模，CGRAI 包含 8 個字節(jié)的 RAM 可存放用戶自定義的字符，DDRA 就是用來寄存待顯示的字符代碼。濫驂膽閉驟羥闈 詔寢賻。1602 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)

21、容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在 袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。323.11602 引腳及其具體功能如下表：表 1 1602 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9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端(H/L)12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端(H/L)13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極3.2.3.2 LCD1602 基本操作時

22、序:讀狀態(tài)：輸入：RS=L,RW=H,E=H輸出：D0D7= 犬態(tài)字寫指令：輸入：RS=L,RW=L,DD7=f令碼，E=高脈沖輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H,RW=H,E=H輸出：D(。7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=L,RW=H,E=H輸出：無1)讀操作時序圖圖 6 讀操作時序圖2）寫操作時序圖X!d A I I 3 J圖 3.4 寫操作時序圖3）時序參數(shù)表表 2 時序參數(shù)表時序參數(shù)符號極限值單位測試條件最小值典型值最大值E 信號周期tc400ns引腳 EE 脈沖寬度tpw,tF150nsE 上升/下降沿時間tR25ns地址建立時間tsp130ns引腳 E、RS地址保持時間tHD110nsR/

23、W數(shù)據(jù)建立時間（讀操作）tD100ns引腳數(shù)據(jù)保持時間（讀操作）tHD220nsDB0- DB7數(shù)據(jù)建立時間（寫操作）tsp240ns數(shù)據(jù)保持時間（寫操作）tHD210ns323.3狀態(tài)字說明表表 3 狀態(tài)字說明STA7STA6STA5STA4STA3STA2STA1STA0D7D6D5D4D3D2D1D0注意：對控制器每次進(jìn)行讀寫操作之前，都必須進(jìn)行讀寫檢測，確保STA7=0323.6 數(shù)據(jù)控制控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針， 用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部 80 字節(jié)RAM1）數(shù)據(jù)指針設(shè)置如表 4表 4 數(shù)據(jù)指針設(shè)置指令碼功能80H+地址嗎(0-27H,40-67H )設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針2）

24、其他設(shè)置如表 5表 5 其他設(shè)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：1.數(shù)據(jù)指針清零Led 初始化顯示設(shè)置為：初始化過程（復(fù)位過程）-延時 15ms- 寫指令 38H（不檢測忙信號）-延時 5ms- 寫指令 38H（不檢測忙信號）5 延時 5ms - 寫指令38H（不檢測忙信號）-（以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號）一寫指令 38H:顯示模式設(shè)置-k寫指令 08H:顯示關(guān)閉 - 寫指令 01H:顯示清屏 -寫指令 06H:顯示光標(biāo)移動設(shè)置- 寫指令 0CH 顯示開及光標(biāo)設(shè)置。擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。襪錈。4 系統(tǒng)硬件構(gòu)成4.1系統(tǒng)整體電路圖本

25、密碼鎖系統(tǒng)硬件電路是由 AT89S5 單片機(jī)、存儲器 AT24C0 和 LCD160 液晶顯示、鍵盤輸入以及輸出控制報警 5 個模塊組成的。其整體電路圖如下 4.1 所示 :賠荊紳諮侖驟遼輩4.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖由 AT89S51 復(fù)位電路，時鐘產(chǎn)生電路組成。其原理圖如下:圖 4.2 最小系統(tǒng)電路原理圖4.3 電源輸入部分密碼鎖主控制部分電源需要用 5V 直流電源供電，把頻率為 50Hz 有效值為 220V 的單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的 5V 直流電壓。其主要原理是把單相電經(jīng)過電源變 壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。由于輸入電壓為電網(wǎng) 電壓，一般情況下所需直流電

26、壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用顯現(xiàn)出來起到降壓作用。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電 壓轉(zhuǎn)換*冷 Q-41CT帖* JI 的*F1*Ftii.2沖坪冷 FJ.IHMIHJWTTFp.JF-jnrrHiTiF-Lifi-Hitg3*|HTJ圖 4.1 整體電路圖 LS1Zl TOT aifr；】wnKie.-Ft-.ltflli他曲.HkTWOTUli -flrar-TF:T- 礦Ti-成直流電壓。由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會影響到負(fù) 載電路的正常工作。需通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。穩(wěn)壓電路的功能是 使輸出直流電壓基本不受電網(wǎng)電

27、壓波動和負(fù)載電阻變化的影響，從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流壓。本電路使用充電器解決電源穩(wěn)壓問題。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。4.4 鍵盤輸入部分由于本設(shè)計所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤。采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼 鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多I/O 口。本設(shè)計中使用的這個 4*4 鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，比如清空顯示功能等。鍵盤的每個按鍵功能在程序設(shè)計中設(shè)置。其大體功能（看鍵盤按鍵上的標(biāo)記）及與單片機(jī)引腳接法如圖 4.3 所示裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。圖 4.3 鍵盤輸入原理圖4.5

28、 密碼存儲部分用 EPROM 芯片 AT24C02 存儲密碼。AT24C02 是美國 Atmel 公司的低功耗 CMOS型 E2PROM，內(nèi)含 256X8 位存儲空間，具有工作電壓寬（2.55.5 V）、擦寫 次數(shù)多（大于 10000 次）、寫入速度快（小于 10 ms）、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、 體積小等特點(diǎn)。而且他是采用了 I2C 總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和 I/O 線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時的存取十分方便。AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加1,以實(shí)現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為

29、降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達(dá) 8 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。I2C 總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線制 總線。他通過 SDA（串行數(shù)據(jù)線）及 SCL（串行時鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間 傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。 AT24C02 正是運(yùn)用了 I2C 規(guī)程，使用主/從 機(jī)雙向通信，主機(jī)（通常為單片機(jī)）和從機(jī)（AT24C02）均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。 主機(jī)產(chǎn)生串行時鐘信號（通過 SCL 引腳）并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生 開始和停止的條件。無論是主機(jī)還是從機(jī)，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認(rèn)信號 ACK。AT24C02 的控制字由 8 位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開始信號

30、發(fā)出以后，主機(jī)便會發(fā) 出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。其接線如圖 4.4 所示：圖 4.4 密碼存儲電路原理圖倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驚。4.6 顯示部分為了提高密碼鎖的密碼顯示效果能力。本設(shè)計的顯示部分由液晶顯示器LCD1602取代普通的數(shù)碼管來完成。顯示器一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對密碼鎖進(jìn)行開鎖時，按下鍵盤上的開鎖按鍵后利用鍵盤上的數(shù)字鍵0-9 輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個*，輸入多少位就顯示多少個*。當(dāng)密碼輸入完成時，按下確認(rèn)鍵， 如果輸入的密碼正確的話，LCD 子顯示“ RIGHT”，LCD 顯示屏?xí)@示“ ERROR ”,P2.0 輸出的是低電平，電子密碼鎖不能被打開。通過LCD 顯示屏，可以清楚的判斷出鎖所處狀態(tài)。其顯示部分引腳接口如圖 4.5 所示綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。4.7 報警部分報警部分由喇叭電路組成，當(dāng)有鍵按下時，每按一下，喇叭koi 響一次，當(dāng)密碼輸入錯誤時，單