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摘要近年來,在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步和迅猛發(fā)展的背景下,人們的生活水平越來越高,更多的人開始享受高質(zhì)量的生活。就拿我們家家離不開的鎖具來說,從我國(guó)古代歷史上就有了各種鎖的記載和使用,發(fā)展到今天人們追求的不單單只是用來鎖門的一個(gè)工具。人們對(duì)于鎖的追求體現(xiàn)在一種心理的安全感和使用過程中的先進(jìn)技術(shù)體驗(yàn)上。本課題為電子密碼鎖設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)采用STC89C51控制器來進(jìn)行關(guān)鍵部分的運(yùn)作,主要包括主控部分、顯示部分、報(bào)警部分、電磁鎖控制、紅外遙控接收以及電源。報(bào)警選擇蜂鳴器。顯示電方案選取LCD1602顯示相關(guān)信息。用戶可以通過鍵盤或者紅外遙控輸入密碼數(shù)據(jù),系統(tǒng)判斷密碼數(shù)據(jù)是否正確,來完成電子密碼鎖的開和關(guān),鍵盤具有更改密碼的作用。采用C語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),其開發(fā)上手容易,通過單片機(jī)的專用Keil設(shè)計(jì)工具來實(shí)現(xiàn)程序文件的執(zhí)行,系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)完成后,利用Proteus來完成對(duì)系統(tǒng)的驗(yàn)證,成功功能驗(yàn)證。并改善設(shè)計(jì),完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞:STC89C51密碼鎖紅外遙控AbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomyandthegradualimprovementofnationallivingstandards,peoplehaveahigherstandardofpursuitinallaspectsofdailylife.Takethelocksthatourfamilycan'tlivewithoutasanexample.FromancientChinesehistory,therehavebeenrecordsandusesofvariouslocks.Today,peoplearepursuingmorethanjustatooltolockdoors.People'spursuitoflocksisembodiedinasenseofpsychologicalsecurityandadvancedtechnologicalexperienceintheuseprocess.Thesubjectisradioelectroniccodelock.TheprojectchoosesSTC89C51controllertocompletethecorework,includingmaincontrolpart,displaypart,alarmpart,electromagneticlockcontrol,infraredremotecontrolreceivingandpowersupply.Alarmselectionbuzzer.LCD1602isselectedtodisplaytherelevantinformation.Userscaninputpassworddatabykeyboardorinfraredremotecontrol,thesystemcanjudgewhetherthepassworddataiscorrect,controltheopeningandclosingoftheelectromagneticlockmodule,andthekeyboardcanmodifythepassword.ThesoftwareisdesignedbyC.ItissimpletodevelopbyC.ThespecialKeildesigntoolofMCUisusedtocompletetheexecutionofprogramfiles.Afterthesystemsoftwaredesigniscompleted,thesystemissimulatedbyProteus,andthefunctionisverifiedsuccessfully.Tooptimizethedesignandcompletethesystemdesignrequirements.Keywords:STC89C51;passwordlock;infraredremotecontrol;wireless目錄內(nèi)容摘要 第一章緒論1.1研究的目的與意義近年來,在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步和迅猛發(fā)展的背景下,人們的生活水平越來越高,更多的人開始享受高質(zhì)量的生活。就拿我們家家離不開的鎖具來說,從我國(guó)古代歷史上就有了各種鎖的記載和使用,發(fā)展到今天人們追求的不單單只是用來鎖門的一個(gè)工具。人們對(duì)于鎖的追求體現(xiàn)在一種心理的安全感和使用過程中的先進(jìn)技術(shù)體驗(yàn)上。所以智能電子鎖的發(fā)展趨勢(shì)特別明顯,而且在市場(chǎng)上的受眾程度也非常高。這種智能鎖根據(jù)現(xiàn)代人的生活習(xí)慣和生活趨勢(shì)量身設(shè)計(jì),可以通過手機(jī),指紋來控制鎖的開關(guān),很方便快捷,而且安全系數(shù)相對(duì)之前的機(jī)械鎖高很多。智能鎖的發(fā)明和使用很大程度上減少了我們隨身攜帶鑰匙和容易丟鑰匙的問題,給我們的生活帶來更多的安全和便捷,是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中必要的產(chǎn)物。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀眾所周知,我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),近些年,我國(guó)的科技發(fā)展有了明顯的進(jìn)步,但是電子密碼技術(shù)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上西方發(fā)達(dá)國(guó)家的步伐。他們科技發(fā)展較早,現(xiàn)在的密碼鎖類型很全面,也是站在技術(shù)最前沿,并且在每個(gè)領(lǐng)域都能看到其充分運(yùn)用。但是我國(guó)的這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展卻很緩慢,跟七十年代的全球水平差不多。但是到了1980年之后,這項(xiàng)技術(shù)開始迅速發(fā)展,主要是因?yàn)楦黝愲娮蛹呻娐酚绕涫菃纹瑱C(jī)的問世,帶來了有利的發(fā)展。電子鎖是原先那種沉重機(jī)械鎖的更新與升級(jí),較之主要的特點(diǎn)就是體積小、安全性更強(qiáng)。由于現(xiàn)在電子鎖的售價(jià)相對(duì)很高,需要提供電源,這在一定程度上限制了它的使用。特別是在中國(guó),各種條件的限制使得電子密碼鎖暫難推廣。當(dāng)然電子密碼鎖也沒有那么完美,可是它更高的可靠性,便捷靈敏的操作,還能智能報(bào)警這些特點(diǎn)是很大的進(jìn)步與升級(jí),是原先機(jī)械鎖做不到的,隨著信息時(shí)代的到來,科學(xué)技術(shù)運(yùn)用越來越廣泛,各類電子產(chǎn)品也越來越普及,因此價(jià)格也有所下降,電子鎖技術(shù)也有了更多的提升,功能越發(fā)強(qiáng)大,價(jià)格有所下降,越來越親民。
1.3課題研究?jī)?nèi)容本課題研究的內(nèi)容是無線電子密碼鎖,項(xiàng)目選取STC89C51單片機(jī)為主控制器,來幫助完成無線電子鎖的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)采用紅外遙控,可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離密碼輸入,如果密碼正確則控制開鎖,將各個(gè)功能有機(jī)的聯(lián)系在一起,制定初始系統(tǒng)的全面設(shè)計(jì)方法以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。確定各個(gè)功能的具體方案,明確所有設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、器件選型。按照確定的的器件類型來進(jìn)行初始系統(tǒng)各部位電路圖的設(shè)計(jì),將各個(gè)功能的電路圖連接在一起,繪制出系統(tǒng)整體電路圖。按照連接關(guān)系設(shè)計(jì)軟件,軟件設(shè)計(jì)通過C語言進(jìn)行編程,完成各個(gè)功能代碼開發(fā),進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),最終組合在一起,并且按照邏輯流程設(shè)計(jì)初軟件設(shè)計(jì)流程圖。最終對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,對(duì)代碼的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證,是否可以實(shí)現(xiàn)功能,對(duì)設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行優(yōu)化,直到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。
第二章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)無線電子密碼鎖主要包括顯示控制、鍵盤輸入、主控制器、報(bào)警控制以及存儲(chǔ)模塊。在簡(jiǎn)易密碼鎖系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中,選擇單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制原件,具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包含選取的超聲波方案、單片機(jī)以及傳感器的種類及型號(hào),與此同時(shí),我們還要根據(jù)各個(gè)部位零件設(shè)計(jì)顯示模塊;當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的時(shí)候,最核心的內(nèi)容為系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì),程序運(yùn)算結(jié)果可由顯示模塊加以呈現(xiàn)。用戶可以通過鍵盤或者紅外遙控輸入密碼數(shù)據(jù),系統(tǒng)判斷密碼數(shù)據(jù)是否正確,并進(jìn)行開關(guān)鎖的操作,密碼如果輸入有誤,可以通過鍵盤重新更改輸入正確的密碼。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)整體框圖2.2主控制器方案方案一:以STC89C51單片機(jī)為例。這里我們針對(duì)51系列的單片機(jī)來研究討論其功能,總體來講,性價(jià)比還是很高的,它的安全系數(shù)很高,價(jià)格也不昂貴,功耗低,加密性強(qiáng),并且對(duì)于STC系列的單片機(jī)來說,其能夠進(jìn)行在線的工作處理,更加方便。選用單片機(jī)STC89C51作為系統(tǒng)核心模塊。51系列的單片機(jī)不論從性能還是價(jià)格等方面都有著很大的優(yōu)勢(shì),運(yùn)行穩(wěn)定,性價(jià)比高,價(jià)格相對(duì)便宜,且功耗低,加密性強(qiáng),此外在系統(tǒng)核心模塊的選擇上采用STC系列能夠有效提高系統(tǒng)的工作效率,能夠在工作狀態(tài)下進(jìn)行在線運(yùn)行,讓系統(tǒng)工作更加便捷。方案二:以MSP430系列的單片機(jī)為例進(jìn)行研究分析。它的主要優(yōu)點(diǎn)是片內(nèi)存儲(chǔ)的資源很廣泛,運(yùn)行速度比較快。而主要缺點(diǎn)是運(yùn)作電壓不是常見的+5V的,我們要另外添加+5V的轉(zhuǎn)換電路;過壓或者過流時(shí)都會(huì)擊穿I/O口;另外內(nèi)部沒有EEPROM,不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。設(shè)計(jì)中的查表算法非常有用。在這樣的處理器進(jìn)行代碼設(shè)計(jì),可以完成更加規(guī)范,完好的程序。此處理器最大的特點(diǎn)就是低功耗模式,此模式下運(yùn)行能耗非常低,可以再很多有低能耗要求的場(chǎng)合進(jìn)行使用。此低功耗模式,可以通過編程進(jìn)行控制,靈活應(yīng)用,非常方便。缺點(diǎn):工作電壓不是+5V的,需要額外增加+5V轉(zhuǎn)換電路;過壓或者過流時(shí)都會(huì)擊穿I/O口;另外內(nèi)部沒有EEPROM,不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。方案三:選擇STM32F103RBT6處理器,并用型號(hào)ARM,32位的M3核的CPU與之匹配,這種處理器運(yùn)算相當(dāng)快、采購(gòu)成本低、功耗低的32位處理器。目前此處理器在大量的電子商品上進(jìn)行使用,比如電子農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、電動(dòng)汽車領(lǐng)域、共享行業(yè)等領(lǐng)域,這些領(lǐng)域都有使用此產(chǎn)品的例子。它的計(jì)算速度可以達(dá)到72MHz,有這么快的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,是由于內(nèi)部設(shè)備都可以進(jìn)行高速操作,STM32最大的特點(diǎn)就是輸入輸出接口數(shù)量多。此款處理器還搭配了兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換精度達(dá)到12個(gè)數(shù)據(jù)位,檢測(cè)精度很高,可以處理18路模擬數(shù)據(jù),處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換的很多參數(shù)都可以進(jìn)行代碼控制、可編程操作,例如模數(shù)轉(zhuǎn)換頻率,多通道的掃描方式。方案選擇:由于設(shè)計(jì)需要低成本,器件使用效率也要達(dá)到最高,方案二還需要進(jìn)行電源再轉(zhuǎn)換,設(shè)計(jì)電路復(fù)雜,明顯成本要高,方案一就可以滿足整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)費(fèi)用遠(yuǎn)小與另外兩個(gè)方案,所以選擇方案一。而方案三的利用率不能更好的提現(xiàn),所以方案三也排除。2.3顯示方案設(shè)計(jì)方案一:LCD1602。該模塊顯示的內(nèi)容多種多樣,并且非常簡(jiǎn)單明了,價(jià)格合理,非常適合在本設(shè)計(jì)當(dāng)中使用。盡管這款顯示器在線路接口上顯得有些復(fù)雜,接口太多,但這些接口無疑給設(shè)計(jì)后期對(duì)電路的測(cè)試與調(diào)試等提供了方便。最重要的是液晶的電源和系統(tǒng)電源一致,不用單獨(dú)設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)。LCD1602。該模塊顯示的內(nèi)容多種多樣,并且非常簡(jiǎn)單明了,價(jià)格合理,對(duì)于本設(shè)計(jì)而言,非常適用。雖然接口線連接的比較多,后期對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行測(cè)試時(shí),就會(huì)非常容易得到測(cè)試結(jié)果。方案二:選用數(shù)碼管作為顯示器件。當(dāng)前市場(chǎng)中用于數(shù)據(jù)的顯示的數(shù)碼管有很多,但在系統(tǒng)工作當(dāng)中,每一個(gè)數(shù)值都需要對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)碼管,一旦需要不止一個(gè)數(shù)值的顯示的時(shí)候,相應(yīng)的就會(huì)增加一定數(shù)的數(shù)碼管,這就給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來了負(fù)擔(dān)。同時(shí)數(shù)碼管在進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描的時(shí)候,因?yàn)樾枰M(jìn)行位置的移動(dòng),此時(shí)需要用移位器來進(jìn)行輔助,只有將掃描的信息存儲(chǔ)到移位器的寄存器當(dāng)中才能夠?qū)崿F(xiàn)最后的顯示功能,因此會(huì)出現(xiàn)很多LED方面的缺陷。此外,在電路測(cè)試當(dāng)中也很容易會(huì)受到一些不必要的因素影響,所以該顯示方案并不適合本設(shè)計(jì)。上述我們講到LCD1602顯示的內(nèi)容多種多樣,而且簡(jiǎn)單明了,但是LED數(shù)碼管顯示的內(nèi)容很少,只有普通的數(shù)字和少數(shù)字母,由于這次系統(tǒng)測(cè)控時(shí)需要顯示的內(nèi)容很多,所以最終選擇方案一。2.4無線方案設(shè)計(jì)方案一:這里我們分析的是安信可科技設(shè)計(jì)的ESP8266系列模組,它是通過樂鑫ESP8266的低功耗UART-WiFi的基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn)的模塊,它的發(fā)明操作很簡(jiǎn)單,可以和云進(jìn)行連接,移動(dòng)設(shè)備可以和WiFi進(jìn)行連接,完成智能數(shù)據(jù)傳輸,完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。產(chǎn)品集成度很高,整個(gè)設(shè)計(jì)集成在很小的一塊PCB板上,引出了可用接口。模塊的能耗非常小,內(nèi)部的處理器是32位MCU,也可以進(jìn)行16位操作,無線傳輸頻率是80兆赫茲以及160兆赫茲,模塊本身設(shè)計(jì)有天線,可以與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,信息也可以通過云端智能傳送,并且可以成立TCP/IP協(xié)議。模塊能夠的控制簡(jiǎn)單,用過AT指令就能夠和單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,控制WiFi模塊。方案二:通過紅外遙控進(jìn)行控制,紅外遙控只需要搭配紅外接收頭既可以進(jìn)行信號(hào)接收,接收端對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行解釋完成對(duì)按鍵的識(shí)別,不同的按鍵發(fā)出的紅外信號(hào)波形不同,所以可以實(shí)現(xiàn)不同按鍵的操作。方案選擇:由于方案一設(shè)計(jì)復(fù)雜,電路復(fù)雜,成本遠(yuǎn)高于方案二,所以選擇方案二紅外遙控控制。
第三章系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)控制模塊電路設(shè)計(jì)STC89C51內(nèi)部有8K的Flash存儲(chǔ)電路,可以存儲(chǔ)相關(guān)的數(shù)據(jù),此單片機(jī)應(yīng)用非常廣,開發(fā)簡(jiǎn)單、電路設(shè)計(jì)容易,能夠提高開發(fā)進(jìn)展的速度,減少所用時(shí)間。開發(fā)成本低,被很多企業(yè)所選擇。器件內(nèi)部的運(yùn)行速度很快,引腳數(shù)量大,是很多開發(fā)方案的首選。它的輸出入數(shù)量有32個(gè),分為4組,引腳口0,引腳口1,引腳口2,引腳口3,有多個(gè)定時(shí)器,定時(shí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,中斷設(shè)計(jì)也很方便,定時(shí)器和中斷的結(jié)合使用,能夠?qū)崿F(xiàn)很多比較復(fù)雜的功能要求,也可以嵌套很多中斷執(zhí)行。除了普通使用的輸入輸出接口,單片機(jī)還需要時(shí)鐘接口、復(fù)位接口、電源接口。時(shí)鐘的接口是18腳、19腳,設(shè)計(jì)選擇的是12兆赫茲的晶圓。復(fù)位接口是9腳,通過單片機(jī)的9腳輸入復(fù)位信號(hào),該信號(hào)時(shí)間是有規(guī)定的,應(yīng)該超過2個(gè)小時(shí),并且必須要接高電平來操作。AT89C52晶圓是12兆赫茲的晶振,所以時(shí)鐘的周圍就是12兆赫茲的12分頻得到,所以計(jì)算得到周期的時(shí)間為1微妙,復(fù)位動(dòng)作輸入的9腳接口能夠加入備用電源,這樣可以保證芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)不會(huì)因掉電消失。單片機(jī)的31腳接口是EA,這個(gè)引腳是可以確定處理器代碼的存放位置,是內(nèi)部還是外部,將高電平輸入到31腳,這樣就表示單片機(jī)使用的是內(nèi)部存儲(chǔ)的代碼,如果將低電平輸入到31腳,這樣就表示單片機(jī)使用的是外部存儲(chǔ)的代碼。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖3-1所示。晶振電路在單片機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)揮著十分積極重要的作用,此電路是單片機(jī)系統(tǒng)必不可少的外圍硬件,如果此電路出現(xiàn)異常情況,單片機(jī)系統(tǒng)必定會(huì)癱瘓,無法運(yùn)行,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。單片機(jī)的所有程序都在燒寫的時(shí)候?qū)懭氲街蛔x存儲(chǔ)器里,單片機(jī)系統(tǒng)在啟動(dòng)的之后必須要進(jìn)行程序的讀取。處理器讀取一條代碼的用時(shí),這個(gè)時(shí)長(zhǎng)就是處理器的一個(gè)機(jī)器周期,這個(gè)時(shí)長(zhǎng)對(duì)于處理器就是節(jié)拍。處理器設(shè)計(jì)了晶振,這樣就產(chǎn)生了時(shí)鐘,整個(gè)系統(tǒng)都需要時(shí)鐘的存在才可以啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,晶振電路是處理器運(yùn)行的核心外圍電路。本設(shè)計(jì)選擇的是12兆赫茲的振源。單片機(jī)的內(nèi)部帶有振源,但是由于設(shè)計(jì)需要,這里選擇了外部振源。晶振的作用就是給處理器節(jié)拍信號(hào),也就是脈沖,處理器就是按照這個(gè)節(jié)拍進(jìn)行工作,所以此節(jié)拍就是處理器的工作速度。此方案選擇12兆赫茲振源,所以處理器就會(huì)進(jìn)行每秒12兆的速度工作,每個(gè)處理器的運(yùn)行速度都是有限的,不能太高,此處理器的最大速度是420兆赫茲,如果振源選擇的太大,單片機(jī)無法按照此速度進(jìn)行工作。振源的兩個(gè)引腳與單片機(jī)的XTAL0、XTAL1相接,這樣就可以給處理器輸入節(jié)拍,此電路的設(shè)計(jì)必須要防止干擾,特別是在器件布局上要特別注意,如果電路設(shè)計(jì)不好,單片機(jī)獲取不到節(jié)拍信號(hào),系統(tǒng)運(yùn)行肯定癱瘓。晶振工作的時(shí)候可能有偕波,這種信號(hào)不會(huì)影響到單片機(jī)對(duì)節(jié)拍信號(hào)的獲取,但是也會(huì)造成穩(wěn)定性的影響,晶振的設(shè)計(jì)廠家都給出了設(shè)計(jì)方案,在振源的輸出到單片機(jī)的輸入之間各接入兩個(gè)電容,GND連接在其一頭,并且電容的大小也有相應(yīng)的規(guī)定,10pf-50pf之內(nèi),此設(shè)計(jì)就可以消除偕波的影響。單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖3-1所示。圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3.2鍵盤掃描模塊電路設(shè)計(jì)由單片機(jī)構(gòu)成的密碼輸入控制系統(tǒng),通常都可以實(shí)現(xiàn)智能化的控制,此類儀器當(dāng)中被使用的頻率最高的則是非編碼鍵盤,而這樣的鍵盤又有獨(dú)立式和行列式兩種不同類型的鍵盤區(qū)分,行列式鍵盤又被人們稱之為矩陣式鍵盤。而獨(dú)立式鍵盤則是根據(jù)確定單片機(jī)引腳電壓有可能的改變來進(jìn)行的操作的。該操作上手容易且可靠,我們?cè)谶@里的設(shè)計(jì)就是選取的這種鍵盤,非常適用于密碼輸入控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,人機(jī)之間的交互需要借助于按鍵來得以實(shí)現(xiàn),而對(duì)于按鍵的電路設(shè)計(jì)需要與軟件相結(jié)合,同時(shí)還需根據(jù)實(shí)際使用中所出現(xiàn)的問題來進(jìn)行分析,單純掃描鍵盤的方式是無法實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)中的單片機(jī)鍵盤在實(shí)際使用時(shí)是獨(dú)立的,同時(shí)還要對(duì)按鍵的矩陣進(jìn)行設(shè)計(jì),這兩個(gè)方面有著很大的區(qū)別。對(duì)鍵盤電路的設(shè)計(jì)還有一個(gè)比較好的功用,那就是能夠有效節(jié)約端口的資源,因此在鍵盤電路設(shè)計(jì)中人們通常會(huì)選擇矩陣鍵盤這樣可以更好地對(duì)多按鍵電路進(jìn)行優(yōu)化。系統(tǒng)選用矩陣鍵盤進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。矩陣鍵盤的橫行和豎行之間沒有交接,只是都存在于一個(gè)鍵盤上,選擇此行列式矩陣結(jié)構(gòu)方法僅僅有4條行線以及4條列線,這樣就能夠設(shè)計(jì)成4×4個(gè)按鍵的矩陣鍵盤。電路中行線所在的接口的單片機(jī)4個(gè)單片機(jī)接口使用為輸出端,電路中列線所在的接口的單片機(jī)4個(gè)單片機(jī)接口使用為輸入端。所有輸出接口在無按鍵按的時(shí)候全部是高電平,全部輸出接口都為高電平,說明此時(shí)沒有按鍵按下。但是有按鍵按下,肯定會(huì)有輸入接口為低電平,利用輸入接口的狀態(tài)采集信號(hào),判斷信號(hào)是否有效。按鍵K2~K4、K6~K8、K10~K12,分別表示數(shù)字1到9,K5為A按鍵,K9為B按鍵,K14為*按鍵,K15為數(shù)字0,K16為#按鍵,K17為D按鍵。電路如圖3-2所示。圖3-24×4矩陣鍵盤原理圖3.3密碼存儲(chǔ)電路密碼存儲(chǔ)電路是為了對(duì)設(shè)置的密碼進(jìn)行存儲(chǔ),此電路在沒有電源的情況下數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失,所以可以對(duì)密碼數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期保存。如果系統(tǒng)斷電了,數(shù)據(jù)依然會(huì)保存在存儲(chǔ)電路中。電路圖如圖3-3所示。圖3-3密碼存儲(chǔ)電路圖3.4液晶顯示電路本文選用LCD1602液晶顯示。本設(shè)計(jì)中,加濕器在工作中需要對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)信息進(jìn)行顯示,所以選擇LCD1602,主要原因是因?yàn)樗囊壕э@示器性能強(qiáng)大且價(jià)格實(shí)惠,而且接口很多,顯示內(nèi)容也很多,由此,可以運(yùn)用到很多領(lǐng)域。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中選用液晶顯示器來進(jìn)行數(shù)值的顯示有著諸多的優(yōu)點(diǎn):從顯示的效果上看,液晶顯示的穩(wěn)定性要更高,而且非常清晰,在接收到從單片機(jī)傳來的信息后,它的顯示屏幕就會(huì)自動(dòng)亮起來,并且不會(huì)黑屏,而在不需要顯示的時(shí)候又會(huì)對(duì)屏顯進(jìn)行刷新,直到接收到其他的顯示命令為止。從內(nèi)容與形式上看,液晶顯示器能夠?qū)Χ喾N數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行顯示而不像LED顯示器那樣只能顯示數(shù)值,同時(shí)在對(duì)顯示器進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候也比較簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)信號(hào)的轉(zhuǎn)化更便捷。在液晶顯示器的內(nèi)部,液晶分子的狀態(tài)會(huì)隨著顯示內(nèi)容的不同而發(fā)生改變,而且價(jià)格比較低,質(zhì)量很輕,有著比較高的安全性。液晶顯示器在工作狀態(tài)下也有著一定的缺點(diǎn),例如對(duì)電能的消耗很大,液晶芯片的驅(qū)動(dòng)需要靠電機(jī)來完成,這就使得液晶顯示器不但驅(qū)動(dòng)芯片需要電能,同時(shí)電機(jī)的工作也需要耗費(fèi)很多電能。如圖3-4所示。圖3-4液晶接口電路圖3.5報(bào)警電路這個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警模塊主要是通過蜂鳴器來進(jìn)行的聲音警報(bào)。蜂鳴器的電路僅僅依靠一個(gè)三極管放大電流就能驅(qū)動(dòng),相當(dāng)容易,不僅如此,控制方面也依靠一個(gè)IO口就行了,可見,它的造價(jià)很便宜。它們的驅(qū)動(dòng)電路圖參照下面的圖3-5。圖3-5蜂鳴器報(bào)警電路圖3.6鎖控制電路設(shè)計(jì)鎖控制硬件設(shè)計(jì)選取繼電器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。它主要作用于鎖的開關(guān)。之所以采用它是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的IO電流相對(duì)很小,需利用PNP三極管來掌控它進(jìn)行電路驅(qū)動(dòng)。電路圖參照以下圖3-6所示。圖3-6鎖控制電路3.7紅外遙控接收電路紅外遙控操作方式的軟件制作作主要是解碼的問題。將接收頭硬件焊接好,給接收頭接好電源,然后使用遙控器,通過示波器對(duì)接收頭的輸出信號(hào)波形進(jìn)行觀測(cè)。編碼總數(shù)有32位數(shù),它的數(shù)據(jù)格式也分為幾種,分別是引導(dǎo)碼、用戶碼、數(shù)據(jù)碼及其反碼這四種格式。其中數(shù)據(jù)反碼能夠驗(yàn)證數(shù)據(jù)碼的準(zhǔn)確性,他們編碼的順序剛好是反過來的。一段編碼脈沖一般只需108ms。用戶碼和數(shù)據(jù)碼只有兩種數(shù)值,即‘0’或者是‘1’?!?’和‘1’的時(shí)序區(qū)別是脈沖和脈沖之間的時(shí)間間隔不同。如圖3-7。圖3-7紅外遙控接收電路圖3.8系統(tǒng)電路無線電子密碼鎖雖然沒有傳統(tǒng)的機(jī)械鎖那么笨重,但是它的內(nèi)部組成卻是很豐富的,它的系統(tǒng)電路構(gòu)成也很復(fù)雜的,主要包括顯示控制電路、鍵盤輸入電路、主控制器電路、報(bào)警控制電路、紅外遙控接收電路以及存儲(chǔ)模塊電路。電子密碼鎖的硬件電路設(shè)計(jì)圖如圖3-8所示。圖3-8系統(tǒng)電路圖
第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)C語言是目前使用較多的一門單片機(jī)開發(fā)語言,它的語言設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂。開發(fā)語句容易理解,很像英文,有的關(guān)鍵詞可以和英文含義對(duì)上號(hào)。很多復(fù)雜的邏輯可以用C語言中簡(jiǎn)單的語句實(shí)現(xiàn)。相比于匯編語言,C語言的優(yōu)勢(shì)非常明顯,匯編語言非常難以理解,而且C語言描述問題比匯編語言迅速,工作量相對(duì)較小,可讀性、調(diào)試、修改和移植都是比匯編語言簡(jiǎn)單的。C語言的出現(xiàn),讓開發(fā)者更容易去完成軟件設(shè)計(jì)。開發(fā)環(huán)境是Keil,專用單片機(jī)開發(fā)工具。4.1整體流程電子密碼鎖操作起來其實(shí)相當(dāng)簡(jiǎn)單,最開始由LCD1602液晶顯示需要用戶在其上面輸入密碼,然后在鍵盤上按下之前設(shè)計(jì)好的幾位數(shù)字密碼,此時(shí)LCD上會(huì)顯示輸入的情況,再按下確認(rèn)鍵,此時(shí)就存在兩種情況,輸入正確鎖就會(huì)打開,反之,輸入三遍都是錯(cuò)誤,就會(huì)智能報(bào)警。電子密碼鎖的密碼如何進(jìn)行設(shè)置,具體操作流程是:程序中一般密碼設(shè)定在40H到45H之間,就像有的初始密碼是六位數(shù)888888。通常情況下是通過功能鍵和數(shù)字鍵來進(jìn)行設(shè)定的。開始先輸入密碼的長(zhǎng)度,然后再輸入對(duì)應(yīng)位數(shù)的密碼;按下確認(rèn)鍵,這就意味著輸入完畢。最后就等待給出的結(jié)果,上手容易。圖4-1軟件設(shè)計(jì)流程圖4.2液晶顯示單片機(jī)將需要顯示的數(shù)據(jù)傳送至顯示器當(dāng)中,首先要對(duì)其進(jìn)行初始化才能進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的傳送。由于顯示器在工作的時(shí)候使用的是移位數(shù)據(jù)顯示,因此在完成初始化的同時(shí)單片機(jī)會(huì)選擇顯示器的數(shù)據(jù)傳送地址,并不斷向其發(fā)送數(shù)據(jù),進(jìn)而使得顯示器顯示出相關(guān)信息數(shù)據(jù)。如圖4-2所示。圖4-2LCD1602顯示流程圖4.3按鍵識(shí)別鍵盤一般利用的是行列式的,總共依賴8個(gè)IO口來進(jìn)行掌控操作,其中4個(gè)IO口不斷的進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出掃描,另外4個(gè)IO口進(jìn)行輸入檢測(cè)。圖4-3鍵盤掃描軟件設(shè)計(jì)流程圖4.4密碼設(shè)置子程序項(xiàng)目包含很多外圍模塊,為了更好的進(jìn)行代碼設(shè)計(jì),選取了模塊化編程,其中密碼設(shè)置為整個(gè)代碼開發(fā)的一部分,這樣的設(shè)計(jì)方案不僅僅節(jié)省開發(fā)時(shí)間,而且在后期的調(diào)試以及錯(cuò)誤處理也是非常高效的,而且可以很快的定位到錯(cuò)誤代碼處,子程序的數(shù)量由項(xiàng)目功能或者項(xiàng)目外設(shè)模塊劃分,其中一個(gè)功能是密碼設(shè)置功能,所以我們?cè)O(shè)計(jì)了密碼設(shè)置子程序。如下圖流程圖。圖4-4密碼設(shè)置子程序4.5紅外遙控解碼原理紅外遙控運(yùn)作需要通過軟件和硬件兩方面互相結(jié)合來完成,前者主要是實(shí)現(xiàn)解碼,后者僅僅連好接收頭就行了,前提是要有足夠的電源提供電,然后把信號(hào)發(fā)射到單片機(jī),它會(huì)對(duì)接受到的信息進(jìn)行分析處理,這樣就可以解碼。數(shù)據(jù)碼波形參照下圖4-5所示。具體格式如圖4-6。編碼總數(shù)有32位數(shù),它的數(shù)據(jù)格式也分為幾種,分別是引導(dǎo)碼、用戶碼、數(shù)據(jù)碼及其反碼這四種格式。其中數(shù)據(jù)反碼能夠驗(yàn)證數(shù)據(jù)碼的準(zhǔn)確性,他們編碼的順序剛好是反過來的。一段編碼脈沖一般只需106ms。他們的數(shù)據(jù)中的每一個(gè)位可以是‘1’,也可以是‘0’。圖4-5某按鍵按下的紅外信號(hào)波形圖4-6紅外遙控器編碼數(shù)據(jù)格式
第五章系統(tǒng)測(cè)試仿真5.1系統(tǒng)仿真5.1.1仿真界面說明本項(xiàng)目通過Proteus來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)驗(yàn),點(diǎn)開用軟件繪制的系統(tǒng)電路圖,和代碼進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。仿真設(shè)計(jì)圖如圖5-1。仿真包括矩陣鍵盤、液晶顯示、掉電存儲(chǔ)、鍵盤電路、密碼鎖繼電器控制。圖5-1仿真界面5.1.2密碼輸入仿真如何進(jìn)行密碼輸入的仿真測(cè)驗(yàn)?zāi)兀话阄覀儠?huì)利用行列式鍵盤數(shù)字鍵敲下654321這樣的6位初設(shè)密碼數(shù)字,仿真液晶顯示******這樣的畫面參照下圖5-2所示。與此同時(shí),液晶顯示輸入密碼,以*號(hào)表示輸入的數(shù)字密碼。圖5-2密碼輸入仿真5.1.3開鎖控制仿真密碼輸入仿真驗(yàn)證正確之后,即可通過按鍵控制密碼鎖的開與關(guān),點(diǎn)擊確認(rèn)鍵,表示密碼輸入完畢,此時(shí)就會(huì)進(jìn)行開鎖,如何肉眼看出鎖已經(jīng)開呢,就是通過繼電器指示燈亮來判斷的,這也意味著我們的密碼輸入沒有錯(cuò),并且繼電器吸合。仿真界面如圖5-3所示。圖5-3密碼鎖控制仿真5.2實(shí)物測(cè)試5.2.1實(shí)物上電測(cè)試系統(tǒng)調(diào)試完成后,購(gòu)買器件,準(zhǔn)備焊接烙鐵、焊接使用的焊錫、方便除錫的吸搶、可以擦干凈烙鐵頭的高溫棉等焊接工具。根據(jù)電路圖來進(jìn)行各種焊接操作,并且結(jié)束后要復(fù)試電源是否通電,通過萬用表的導(dǎo)通檔位檢測(cè)電源正負(fù)是否存在異常,一般出現(xiàn)異常可能是焊接存在非政策的連接,或者有焊接不良的情況,需要自己檢查。只有在確定電源正常的情況下,才可以進(jìn)行通電。實(shí)物圖如圖5-4所示。圖5-4實(shí)物圖通電前一定要進(jìn)行短路測(cè)驗(yàn),杜絕異常的出現(xiàn),通電過程中要隨時(shí)注意電源指示燈的變化情況,如果一切正常,這時(shí)可以注意下單片機(jī)是否有發(fā)熱跡象,測(cè)量各部分電源端是否正常,下一步需要檢測(cè)單片機(jī)最小系統(tǒng)是否正常,可以對(duì)單片機(jī)的電源端進(jìn)行測(cè)量,判斷是否為5V,再進(jìn)行程序下載,不僅僅可以燒寫入程序便于進(jìn)行功能驗(yàn)證,而且可以驗(yàn)證單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路,程序收入后,就可以驗(yàn)證系統(tǒng)功能,這時(shí)就可以點(diǎn)擊電源開關(guān)鍵,液晶顯示就會(huì)亮起,我們就可以對(duì)其進(jìn)行觀看。5.2.2實(shí)物密碼輸入上電測(cè)試一般我們輸入密碼是采用的行列式鍵盤,輸入后,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)液晶顯示是******這樣子的,代表輸入的密碼數(shù)據(jù)。如圖5-5所示。圖5-5密碼輸入上電測(cè)試5.2.3實(shí)物開鎖上電測(cè)試點(diǎn)擊確定按鍵,如果密碼正確,則液晶第二行顯示Open,表示密碼正確,鎖也會(huì)打開。如圖5-6所示。圖5-6開鎖上電測(cè)試5.2.4實(shí)物密碼輸入錯(cuò)誤上電測(cè)試點(diǎn)擊確定按鍵,如果密碼錯(cuò)誤,這時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)液晶下面一行上出現(xiàn)error的英文字母,它的意思是不正確,說明我們的輸入有誤,同時(shí)蜂鳴器開始報(bào)警。參照下圖5-7所示。圖5-7密碼輸入錯(cuò)誤上電測(cè)試5.2.5實(shí)物密碼修改上電測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)密碼進(jìn)行修改,修改時(shí)需要輸入兩次密碼數(shù)據(jù)。如圖5-8所示。圖5-8密碼修改上電測(cè)試
結(jié)論通過對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā),對(duì)在校期間學(xué)習(xí)的很多相關(guān)知識(shí)做了系統(tǒng)的鞏固,真正的理論與實(shí)踐相結(jié)合,可以說是對(duì)知識(shí)課程的再一次學(xué)習(xí),有一次深刻的領(lǐng)悟:首先進(jìn)行的是系統(tǒng)方案選擇,方案的確定至關(guān)重要,如果前期方案確定出現(xiàn)問題,后期肯定會(huì)出現(xiàn)問題,不管是在硬件方面、軟件方面。如果出現(xiàn)問題,就需要返回來繼續(xù)修改方案,方案的選擇階段需要很多經(jīng)驗(yàn),這個(gè)是需要進(jìn)行積累的。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),需要按照方案進(jìn)行系統(tǒng)各個(gè)功能的電路設(shè)計(jì)。硬件的設(shè)計(jì)會(huì)覺得軟件的設(shè)計(jì)難度,比如接口的定義等,都會(huì)決定軟件的設(shè)計(jì)。接口的定義會(huì)決定后期實(shí)物組裝的布局,如果接口定義不理想,在實(shí)物組裝的時(shí)候就會(huì)很難設(shè)計(jì)布局,需要從新繪制電路圖,嚴(yán)重會(huì)造成最終實(shí)物設(shè)計(jì)線路錯(cuò)綜復(fù)雜,好的接口設(shè)計(jì)就會(huì)讓線路設(shè)計(jì)美觀、可靠。硬件電路設(shè)計(jì)也需要考慮后期調(diào)試便捷、方便,不可以只想這功能,調(diào)試也是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。軟件設(shè)計(jì),需要按照功能進(jìn)行,不可以整體進(jìn)行,一個(gè)功能一個(gè)功能調(diào)試,代碼要模塊化設(shè)計(jì),很多時(shí)候代碼的BUG都是一些很簡(jiǎn)單的問題,有時(shí)候一個(gè)簡(jiǎn)單的問題,會(huì)調(diào)試很多天,所以代碼設(shè)計(jì)方式很重要,而模塊化代碼設(shè)計(jì)就是最為常用的方案。模塊化設(shè)計(jì)方便后期更改,查看漏洞也非常方便。最終要對(duì)硬件、軟件進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試,焊接組合成一個(gè)整體并對(duì)其進(jìn)行試運(yùn)來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理有效。如果在檢測(cè)系統(tǒng)上設(shè)計(jì)的更好完美,使用的場(chǎng)合會(huì)更多,但因?yàn)槭艿綍r(shí)間的限制,設(shè)計(jì)過程中沒有時(shí)間也沒有過多的精力去研究更多的傳感器。參考文獻(xiàn)[1]劉佳樂.基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2018(23):7-8.[2]朱彥龍,房新荷.基于51單片機(jī)的指紋電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析[J].電子元器件與信息技術(shù),2018(10):75-77.[3]徐玉召,戴德偉,劉義,郭紅波.基于單片機(jī)的電子密碼鎖硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2019,15(09):212-214.[4]王烈.基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].電子制作,2017(01):64+66.[5]周炳,高美珍,洪家平.基于AT89C51的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2017,13(05):232-233+238.[6]施亞杰,韓堅(jiān)潔,廖博文,蔣軍輝,蔣浩,邊港興.基于AT89C51單片機(jī)的現(xiàn)代化電子密碼鎖探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2017,16(12):55-56.[7]趙若靜.基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2017(14):249.[8]徐雨楠,諶威,屈偉.基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)分析[J].電腦迷,2017(07):37.[9]龐書偉,江世明.基于AT89C51單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].電子世界,2017(19):96.[10]閆昊陽,楊森.基于智能手機(jī)的無線電子密碼鎖的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2017(21):97-99.[11]姜彬,居小琴.基于AT89C51單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].無線互聯(lián)科技,2014(12):30+32.[12]張崇銘.基于51單片機(jī)電子密碼鎖的Proteus仿真設(shè)計(jì)[J].電腦迷,2016(01):37.[13]魏雅,杜云.基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2016,24(15):165-167.[14]張霞.基于AT89C51單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].無線互聯(lián)科技,2014(06):53.[15]嚴(yán)敏,黃皓.基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,35(06):47-50.
致謝從一頭霧水到漸漸清晰,從千頭萬緒到下筆從容,這就是我完成論文的狀態(tài)。不管怎樣這篇論文幫助我理清思路和懂得如何研究。作為我學(xué)習(xí)生涯的一次總結(jié),這篇論文遠(yuǎn)比我想想的要復(fù)雜的多。而在這期間,我一次次去煩勞導(dǎo)師。而正是導(dǎo)師的不厭其煩和諄諄教誨才使我有了一點(diǎn)點(diǎn)的成長(zhǎng)。所以我要說:“導(dǎo)師,謝謝你!”看著窗外,學(xué)弟學(xué)妹的身影仿佛就是曾經(jīng)的我們,馬上就要離開校園踏入社會(huì)的我,多想象你們一樣在校園里多留一點(diǎn)時(shí)間。這里有我曾經(jīng)的歡笑和美好的回憶,在這里各學(xué)科的老師,是那么的認(rèn)真負(fù)責(zé),教會(huì)了我很多知識(shí),也讓我感受到了你們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,這是我最寶貴的財(cái)富。想到要和我的同學(xué)們就要各奔東西,去不同的地方打拼自己的天地,總有些依依不舍,往日快樂的時(shí)光總是浮現(xiàn)在眼前,就要分開了,但我們永遠(yuǎn)都是好朋友,我會(huì)永遠(yuǎn)都掛記著你們。當(dāng)然我想我最應(yīng)該感謝的就是我的父母,你們撫養(yǎng)長(zhǎng)大,讓我完成學(xué)業(yè)并且給了我全部的愛,現(xiàn)在我學(xué)已有成最想報(bào)答的人就是你們。雖然我不一定能做的多么出色,但我會(huì)用最高昂的熱情,投入新的工作,用我的真誠(chéng)和努力,來報(bào)答社會(huì)、來報(bào)答你們這些始終關(guān)心我的人!
HYPERLINK如何選擇組裝電腦配件
如何選擇組裝的電腦配件.
第一,選擇好CPU平臺(tái),就是INTER還是AMD,看你是要配什么樣的電腦,高端還是低端的,兩個(gè)平臺(tái)都高低的產(chǎn)品。第二,選擇主板了,主板的品牌比較多,質(zhì)量,價(jià)格也不一,當(dāng)你第一步卻定了,那么主板也就相應(yīng)的卻定下來了,以INTER為例,只可以選擇775接口的主板(早期有478接口的,不推薦),主板的選擇主要有兩種,一是集成顯卡,二是不集成顯卡。集成顯卡的話,就可以省下顯卡的錢,但是對(duì)游戲玩家不推薦。那么當(dāng)然是選擇不集成顯卡的主板了,而且最好選擇一線品牌,如華碩,技嘉等。主板里,還有個(gè)蕊片組的選擇。關(guān)于蕊片組,各個(gè)品牌的主板命名有些不一樣,主流是INTER965,945,915,VIA的KT890,還有NFORCE4,NFORCE5。等。比較難說清楚。最好是選擇INTER的蕊片組,雖然價(jià)格會(huì)稍高一些。推薦945,技術(shù)比較成熟。第三,顯卡的選擇。顯卡主要還是有兩類品牌,GEFORCE和ATI,兩個(gè)品牌有高,中,低的顯卡。顯卡選擇要看你個(gè)人喜歡了,預(yù)算充足的話,最好是買中,高端的顯卡。
第四,就是內(nèi)存了,內(nèi)存關(guān)系電腦的穩(wěn)定性。當(dāng)然是要好一點(diǎn)的。買一線品牌的?,F(xiàn)在配電腦,主流是DDR667,DDR800DDR1333第五,顯示器的選擇,推薦液晶。如何選擇硬件組裝電腦這是一個(gè)老生常談的問題了,這也是一個(gè)讓高手們顯示自己硬件功底的問題,同時(shí)這還是一個(gè)讓很多新手為之焦頭爛額的問題。該怎么配?具體配什么?怎樣配才能盡量減小瓶頸?本文就將從內(nèi)到外,從理論到實(shí)踐,為朋友們抽絲剝繭一一道來。
一、CPU
作為一臺(tái)電腦最關(guān)鍵的組成部分,CPU確實(shí)起著舉足輕重的作用,但體現(xiàn)一臺(tái)電腦的綜合速度,并不是僅僅依靠CPU的,常常看到很多新手們?cè)谂潆娔X的時(shí)候,把CPU選的很好,但其他的東西諸如內(nèi)存、主板、硬盤等都選的不太理想,好像這臺(tái)電腦速度的快慢就體現(xiàn)在CPU速度的快慢上似的。甚至很多著名的品牌機(jī)廠商,都推出過類似“P4+256M內(nèi)存”的這種跛腳配置。其實(shí)對(duì)于一般的家用電腦而言,一個(gè)真正會(huì)配的高手,是不會(huì)把大量的錢花在CPU上的。家用電腦,畢竟不是做密集型科學(xué)計(jì)算用的,它講求的是多種媒體的配合工作,講求的是能一邊下載文件、一邊上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、一邊聽音樂、一邊還能打開其他的程序,在這種情況下,提升內(nèi)存的容量比提升CPU的主頻對(duì)速度的影響要明顯的多?,F(xiàn)今的中國(guó)家庭用戶,很多家長(zhǎng)對(duì)于電腦一竅不通,他們只聽說“奔四”代表著速度快,并不知道整機(jī)速度的快慢除了CPU以外,還有很多其他的因素影響著它。但在買電腦的時(shí)候,最后做決定并掏錢的人,往往都是這些啥都不懂的家長(zhǎng)們,于是就出現(xiàn)了上面的一幕:品牌機(jī)廠商為了能有更好的銷路、兼容機(jī)裝機(jī)店的銷售人員為了能拿到更多的獎(jiǎng)金,開始違背良心來配置出這種高主頻處理器、低容量?jī)?nèi)存的跛腳電腦。說嚴(yán)重點(diǎn),這是屬于對(duì)消費(fèi)者的不負(fù)責(zé)任,是一種商業(yè)欺詐行為!同樣5000元的配置,高手配出來的賽揚(yáng),比新手配出來的P4還要快很多,曾經(jīng)有一家全球著名的硬件網(wǎng)站在2003年的時(shí)候刊登過一篇關(guān)于配置家用電腦時(shí)各硬件占用總預(yù)算百分比的文章,文中很明確的提到了CPU的價(jià)錢最好不要超過總預(yù)算的10%-15%,我們雖然不能說他肯定完全正確,但至少人家是通過很多調(diào)查后得出的結(jié)論,有借鑒的理由。反觀現(xiàn)在的很多所謂的“低價(jià)奔四電腦”、“3999元買P4品牌機(jī)”之類的廣告,我想說的就是:你花了3999元,只買了一塊P4的處理器,其他的什么都沒有了!
二、內(nèi)存
對(duì)于配置一臺(tái)電腦來說,內(nèi)存是重頭戲,容量、速度、類型等等每一項(xiàng)指標(biāo)都對(duì)最終的整機(jī)綜合速度起著至關(guān)重要的影響,尤其是內(nèi)存的帶寬和容量。對(duì)于內(nèi)存帶寬而言,很多人都認(rèn)為400MHz、533MHz前端總線的賽揚(yáng)四或P4,配單通道的DDR內(nèi)存就足夠了,雙通道DDR內(nèi)存是配合800MHz以上前端總線的P4處理器用的,其實(shí)這樣就大錯(cuò)特錯(cuò)了,哪怕是最老的賽揚(yáng)四,都需要雙通道的DDR內(nèi)存才能達(dá)到它的帶寬!也就是說,你如果選擇賽揚(yáng)四1.8G,必須配合865以上的主板和至少雙通道DDR200的內(nèi)存,才能滿足它的帶寬要求!稍微計(jì)算一下就可以得知:賽揚(yáng)四1.8G的前端總線是400MHz,它的內(nèi)存帶寬理論值是400MHz×64bit÷8=3.2G/s,但當(dāng)它裝在845系列的主板上時(shí),由于845主板的限制,即使你插上能符合它帶寬要求的DDR400內(nèi)存,也只能運(yùn)行在DDR266上,這時(shí)的內(nèi)存所能提供的帶寬是266MHz×64bit÷8=2.1G/s,比3.2G/s要小很多,即使你通過BIOS里的內(nèi)存調(diào)節(jié)選項(xiàng)往上調(diào)節(jié)一檔(也只能調(diào)節(jié)一檔而已),讓內(nèi)存運(yùn)行在DDR333下,所能提供的帶寬也僅僅是333MHz×64bit÷8=2.66G/s,離3.2G/s還是有一定的距離,而內(nèi)存帶寬的降低,能非常明顯的降低整機(jī)的綜合速度,運(yùn)行任何程序都能明顯的感覺出來!所以如果想滿足賽揚(yáng)1.8G處理器的內(nèi)存帶寬要求,你必須要為它配置865以上的主板和雙通道的內(nèi)存才行!P4亦是如此。很多人也許會(huì)問:那845系列的主板是配什么處理器的呢?我想回答你的就是:845系列的主板是屬于“不能用”的主板,因?yàn)樘幚砥饔肋h(yuǎn)比主板發(fā)展的快,當(dāng)初Intel造出845系列的芯片組是為了能給當(dāng)時(shí)的賽揚(yáng)和P4提供一個(gè)過渡的平臺(tái),不至于讓它們成為“沒有主板配合”的處理器而已,也是為了能在低端市場(chǎng)分一杯羹,而現(xiàn)今865甚至9xx系列的主板橫行的時(shí)候,845系列的主板確實(shí)是屬于“不能用”的主板了,滿足不了任何一款處理器的內(nèi)存帶寬,造成性能上的嚴(yán)重低下,試問這種主板你會(huì)選擇么?即使配臺(tái)2000多元的超低價(jià)電腦,也不要去選擇845系列的主板,至少需要865以上的和雙通道內(nèi)存才行,因?yàn)閮?nèi)存帶寬是一個(gè)非常影響系統(tǒng)性能的參數(shù),倘若一味的為了省錢而配置845系列的主板,那就得不償失了。
內(nèi)存的容量方面,應(yīng)每個(gè)人對(duì)電腦的使用方向不同,容量的要求也是不同的,現(xiàn)在配置的家用電腦,筆者建議:如果不打游戲,或者是打打掃雷、紙牌之類的游戲,平時(shí)注重于上網(wǎng)瀏覽或者是聊天、看電影之類的應(yīng)用的話,內(nèi)存容量不應(yīng)該低于1G;如果是偶爾打打單機(jī)游戲或者是網(wǎng)絡(luò)游戲,內(nèi)存容量應(yīng)該選擇在2G左右,如果是經(jīng)常打大型的游戲或是進(jìn)行HDTV視頻編輯等應(yīng)用,那么4G的內(nèi)存是必不可少的。
三、主板
一臺(tái)電腦的穩(wěn)定性和兼容性,一大部分是看主板的,一款優(yōu)秀的主板不僅需要擁有上等的用料和優(yōu)良的做工,還需要擁有合理的走線設(shè)計(jì),那些沒有技術(shù)實(shí)力的三、四線主板廠家生產(chǎn)的主板,多數(shù)是采用公版走線,而且用料非常差,穩(wěn)定性不堪一擊,這種類型的主板,筆者建議寧愿不買電腦也不要配這種主板,否則以后將會(huì)是個(gè)淘氣的祖宗。對(duì)于家庭用戶,主板方面一定不能省錢,預(yù)算夠的話最好能買個(gè)一線的主板品牌,如果預(yù)算實(shí)在不足,二線的主板是底線了,不要再往下選擇了,畢竟家用電腦是用來使用的,不是用來整天維修的。再談到主板的用料,筆者常??吹胶芏嘈率衷谂渲弥靼宓臅r(shí)候,貌似老鳥似的說某某品牌的主板好,某某品牌的不好,試問你知道它好在哪里么?不好在哪里么?這個(gè)就要看主板的用料了,雖然用料好的主板并不能代表一定是高檔主板,但最少能代表它的電氣性能出色。舉一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子吧:有A、B兩款主板,A主板的處理器供電濾波電容采用的是日系電容,B主板的處理器供電濾波電容采用的是臺(tái)系電容,那么基本上可以肯定的是:如果在電源輸出電壓的波動(dòng)范圍比較大的情況下,A主板就比較能耐得住,而B主板就很容易產(chǎn)生電容鼓包、漏夜等情況。不要小看這小小的電容,筆者從一個(gè)開維修店的朋友那里得知,來維修主板的人,有80%的都是這幾個(gè)小電容損壞,究其原因,就是電源選擇的不好,導(dǎo)致了輸出電壓的不穩(wěn)定,久而久之最終導(dǎo)致這幾個(gè)小電容爆漿,并且詳細(xì)敘述了主板的品牌:“一線廠家的×碩牌主板就很少出現(xiàn)這種情況,但同樣為一線廠家的×星牌主板,經(jīng)常遇到!原因就是前者的大部分主板使用的是日系電容,而后者的大部分主板為了省錢,選用的是臺(tái)系電容!”廠家的廣告不能信,宣傳也不能信,看到一個(gè)產(chǎn)品的廣告之后,你所能相信的唯一一點(diǎn)就是:地球上有這么個(gè)產(chǎn)品的存在!然后其他的就統(tǒng)統(tǒng)都不能信了!網(wǎng)上有好多所謂的“評(píng)測(cè)”文章,都是槍手寫的,基本上沒有任何參考余地,只能作為一篇小說來讀,一款主板的真正性能,只有你自己使用了之后才能知道。廠家為了銷量、商家為了利潤(rùn),他們能把最最垃圾的主板宣傳為最頂級(jí)的產(chǎn)品,筆者曾經(jīng)就看到過一款四線品牌的主板廠商,在對(duì)其主流主板的廣告上說“最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、最精湛的工藝、最穩(wěn)定的性能”……結(jié)果一看報(bào)價(jià):550元/塊……其他的話我也不想多說了,只想問問這家廠商:你這么垃圾的主板都用了三個(gè)“最”字,那么華碩的同芯片組主板,售價(jià)是你三倍的,應(yīng)該用什么詞語來描述了??中國(guó)有一句古話:一分錢一分貨,說的非常正確!不要認(rèn)為價(jià)格高的主板就是暴利產(chǎn)品,從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)學(xué)上說,暴利產(chǎn)品是不會(huì)被市場(chǎng)所接受的,之所以他能存活到今天,而且售價(jià)依然是這么高,肯定有他的理由,他在做工用料方面肯定比其他品牌的要好很多,成本高所以售價(jià)高,在此,筆者奉勸大家一句:買主板千萬不要憑僥幸心理,認(rèn)為自己能花很少的錢買到很好的東西,只有錯(cuò)買的沒有錯(cuò)賣的,商家永遠(yuǎn)都比你精明!主板上面還是老老實(shí)實(shí)的多花點(diǎn)錢來買個(gè)一線產(chǎn)品吧,否則以后有你吃苦的時(shí)候!
四、硬盤
現(xiàn)在的電腦,硬盤的速度當(dāng)之無愧的成為了“第一大瓶頸”,無論你是再高的高手,配電腦的時(shí)候也無法消除這個(gè)瓶頸的存在,我們只有盡量的減小…再減小……。對(duì)于家用電腦的硬盤來說,容量和速度是兩個(gè)非常重要的參數(shù),容量上而言,筆者建議:如果你的電腦只是上網(wǎng)瀏覽瀏覽、偶爾打打小游戲的,那么160G的硬盤是個(gè)不錯(cuò)的選擇;如果你常常下載軟件或電影,那么250G的硬盤是個(gè)不錯(cuò)的選擇,如果你是個(gè)下載狂人,那么400G的硬盤比較適合你;如果你有DV或者是經(jīng)常編輯大型的視頻文件,那么400G×2比較適合你,如果你是個(gè)玩HDTV的人,那么恭喜你,400G×4也許你都不夠用。對(duì)于硬盤容量上的選擇,你不能考慮現(xiàn)在是否夠用,你應(yīng)該考慮未來的1年里是否夠用,大概的公式是:現(xiàn)在需要的容量×3。也就是說,如果你現(xiàn)在感覺80G的硬盤差不多夠用了,那么你就需要買個(gè)250G的硬盤。如果你現(xiàn)在感覺120G的硬盤夠用了,那么就去買個(gè)400G的硬盤吧。硬盤另外的一個(gè)參數(shù)就是速度,受到內(nèi)部傳輸率等諸多因素的限制,一塊硬盤的實(shí)際傳輸速度是不可能達(dá)到它的接口速度的,現(xiàn)在的并口硬盤基本上都是ATA133了,串口硬盤也都是150了,但民用級(jí)硬盤的實(shí)際傳輸速度最快的也還沒突破66M/s,所以跟內(nèi)存相比,硬盤的速度是電腦中最大的瓶頸,那么怎么來減小這個(gè)瓶頸呢?于是人們就發(fā)明了RAID,就是磁盤陣列(當(dāng)然RAID不是僅僅為了這個(gè)而發(fā)明的),用兩塊一模一樣的硬盤來組成RAID0,速度理論上能提高1倍,雖然實(shí)際上是不可能達(dá)到1倍的,但至少能非常非常明顯的感覺到了硬盤速度的提升,筆者建議:如果你買的主板是帶有RAID功能的,并且你需要保存的數(shù)據(jù)不是很重要的話,那么強(qiáng)烈建議你在預(yù)算允許的情況下購(gòu)買兩塊硬盤來組建RAID0,這將使你能親身體會(huì)到飛機(jī)與火車的速度差別!但最好是串口的,如果是并口的話,因?yàn)椴⒖谧叩氖荘CI總線,由于PCI總線上的設(shè)備比較多,所以速度不可能達(dá)到比較高的地步,但如果是串口的話,那么硬盤的速度提升將更加明顯!
五、顯示器
顯示器方面,筆者想澄清一個(gè)觀念:曾經(jīng)聽過非常多的人說液晶顯示器保護(hù)眼睛,因?yàn)闆]有輻射和閃爍……包括很多業(yè)內(nèi)人士都這么認(rèn)為的,其實(shí)錯(cuò)了,液晶顯示器比普通的CRT還要傷眼睛!因?yàn)閭劬Σ粌H僅是輻射和閃爍,還有對(duì)比度、亮度等參數(shù),雖然液晶顯示器的輻射和閃爍比CRT要小的多,但它那要命的對(duì)比度、那要命的色澤度、還有那大于每平方米300cd的亮度,這些都會(huì)對(duì)眼睛造成很大的傷害,并且你即使將液晶顯示器的亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié)到最低,也還是非常的刺眼。德國(guó)的一家權(quán)威機(jī)構(gòu)做過一項(xiàng)調(diào)查:液晶顯示器用久了會(huì)使人的眼睛感覺到疲倦,甚至頭痛等癥狀,而使用相同時(shí)間的CRT顯示器,卻基本沒有這些情況出現(xiàn)?,F(xiàn)在的通過TCO03認(rèn)證的CRT顯示器,其實(shí)外露的輻射已經(jīng)相當(dāng)小了,基本上對(duì)人已經(jīng)沒有多大的傷害了,閃爍感也可以通過調(diào)節(jié)刷新率來降低,筆者實(shí)在是搞不懂為什么很多人非要去選擇液晶顯示器,還非要說液晶顯示器不傷眼睛??一個(gè)最差的17寸液晶顯示器的價(jià)格,能買一臺(tái)不錯(cuò)的、通過TCO03標(biāo)準(zhǔn)的19寸CRT了,顯示面積也差不多大,而且CRT又比液晶更保護(hù)眼睛,液晶顯示器唯一的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是占用空間小而已,其他的統(tǒng)統(tǒng)是缺點(diǎn),為什么不選擇CRT呢??說到TCO03標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在很多的號(hào)稱是通過TCO03認(rèn)證的顯示器,其實(shí)都是貼牌的,都沒有真正的通過,關(guān)于怎樣鑒別一臺(tái)TCO03的顯示器,網(wǎng)上已經(jīng)有很多文章可以搜索到,筆者在此不想過多敘述,只是提醒大家一點(diǎn):一臺(tái)真正的通過TCO03認(rèn)證的顯示器,外表的顏色除了白色以外,是不會(huì)有其他顏色的了,因?yàn)門CO03認(rèn)證中有重要的一條就是外殼可回收性,而除了白色以外,其他的任何顏色都加了有機(jī)染料在里面,是不能作為回收利用的,這點(diǎn)請(qǐng)大家購(gòu)買顯示器的時(shí)候一定要注意了!
六、電源
作為一臺(tái)電腦的動(dòng)力之源,電源質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到這臺(tái)電腦的壽命,在這點(diǎn)上筆者先要肯定一下品牌機(jī)廠商的做法了,在各大品牌機(jī)中,雖然其他配件可以用跛腳來形容,但所配的電源和機(jī)箱基本上都是不錯(cuò)的,功率雖然不是很大,但滿足它的配置是足夠了。而一些新手在配兼容機(jī)的時(shí)候,很多情況下都忽視了電源這一方面,結(jié)果導(dǎo)致的直接后果就是主板電容爆漿、硬盤損壞、顯卡電容爆漿等情況。對(duì)于電源來說,有很多參數(shù)去標(biāo)準(zhǔn)它,但對(duì)我們影響最大的兩個(gè)參數(shù)就是它的功率和輸出電流穩(wěn)定度,首先來看看它的功率:很多國(guó)內(nèi)的著名電源制造廠商,例如×河田、×國(guó)者等等品牌,都有嚴(yán)重虛標(biāo)功率的行為,他們所標(biāo)稱的功率,基本上就是這款電源的峰值功率,并不是額定功率,電源的功率一共分三種:額定功率、最大功率和峰值功率,額定功率是指電源能夠在此負(fù)載下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作;最大功率是指電源能夠在此負(fù)載下短時(shí)間工作,時(shí)間一長(zhǎng)就容易出現(xiàn)問題;峰值功率是指電源的瞬間可承受負(fù)載,如果時(shí)間稍微一長(zhǎng),馬上就冒煙。也就是說,最大功率和峰值功率對(duì)我們來說根本沒有任何
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