基于stc89c52的电子密码锁设计

基于stc89c52的电子密码锁设计内容摘要：

符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志 或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数CGRAM或DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从 CGRAM或 DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 9 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 （说明：1 为高电平、 0 为低电平） 指令 1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址 00H 位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指令 3：光标和显示模式设置。 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移； S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效。 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示； C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标； B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位。 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设置命令。 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 ； N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示； F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时显示 5x10 的点阵字符。 指令 7：字符发生器 RAM 地址设置。 指令 8： DDRAM 地址设置。 指令 9：读忙信号和光标地址。 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令 10：写数据。 指令 11：读数据。 总体设计 结合以上各模块，系统硬件设计由单片机（ STC89C52）部分、 44行列式键盘部分、液晶部分、报警器部分、开锁部分、存储部分 6个部分所组成。 通过对按键的输入，完成产品的工作过程。 总体结构模块 如图。 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 10 图 总体结构模块 本次设计结构连线简单方便，各大模块连线可以由图 ，单片机小系统工作的条件有时钟电路、复位电路，密码重设电路也仅仅是外部中断（因 INT0为电平的下降沿有效）直连接上拉电阻 470欧，既简单又稳定。 开锁电路在图中 是继电器电路开锁，报警电路是喇叭状的蜂鸣器，密码储存电路是 AT24C02电路。 图 电路 仿真 连线图 按键 模块 显示 模块 报警 模块 单片机 主控模块 开锁 模块 存储 模块 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 11 4 软件设计 软件总框图设计 本系统是以 STC89C52为核心的单片机控制方案。 利用单片机灵活的编程设计和丰富的 I/O端口，及其控制的准确性，能实现基本的密码锁功能。 本系统程序设计的内容为：① 密码的设定，在此程序中密码是固定在程序存储器 ROM中， 初始 密码为 4位。 ② 密码的输入问题：根据事先设计好的密码输入，输 入 完 成 后按确认键将 会 执行相应的功能。 根据设定好的密码，采用 44行列式键盘实现密 码的输入功能，密码输入时显示管显示当前密码数值，当输入密码正确时执行模块彩灯发光，若密码输入不正确则蜂鸣器发出 “嘀、嘀 ”报警声。 本系统程序设计由键盘输入部分、液晶显示部分、蜂鸣器报警部分和模拟执行电路组成。 如下框图。 图 系统流程总框图 N Y 开始 系统初始化、密码设置 输入密码、按键识别 正确 密码比较 开锁、液晶显示、铃音提示 终 止 液晶显示、报警 清除密码 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 12 蜂鸣器声音提示部分 本系统把 用作蜂鸣器报警的接口，对输入的密码与设定的密码进行比较，若密码正确，单片机直接进入下一个密码输入状态。 若密码不正确，蜂鸣器发出 “嘀、嘀 ”报警声，而且显示密码位数停留于原点， 以等待密码输入正确。 若三次按下仍未正确，则进入报警状态。 液晶显示部分 每次单片机在开机时候自动复位，显示在液晶显示器上为 “ Input password ”。 按下“ SET” 键可接着进入密码重设状态。 单片机里的初始密码为“ 8888”，按下设置密码按键后，需先输入旧密码，确认后输入两次新密码，密码设置就完成了。 当我们完成密码设置后，系统会自动进入运行状态，其显示为 “ Input password”。 此时可以 进行 密码输入，而且输入过程中每位显示 都可以清晰可见 ，按键人员可以清晰地查出当前按至第几位密码，直至 密码输入完全正确。 键盘输入部分 程序设计内容 本系统中键盘采用 44行列式键盘，按键电路如图。 每个按键有它的行值和列值 ，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。 矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和 CPU 通信。 每个按键的状态同样需变成数字量 “0”和 “1”，开关的一端（列线）通过电阻接 VCC，而接地是通过程序输出数字 “0”实现的。 键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。 两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动 态接地，另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。 按键程序框图 在执行密码设置、开锁等功能是使用按键对应的功能。 本系统采用矩阵键盘，其程序流程图如图 所示。 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 13 图 键盘输入程序框图回至初始继续扫描 延时 10ms P1=0xfd P1=0xfe 根据当前状态识别按键 根据当前状态识别按键 延时 10ms 真得有键按下吗。 有键按下吗 真得有键按下吗。 有键按下吗。 根据当前状态识别按键 延时 10ms P1=0xf7 P1=0xfb 延时 10ms 有键按下吗。 有键按下吗。 真得有键按下吗。 真得有键按下吗。 根据当前状态识别按键 Y Y N N Y N Y N Y Y N Y N N Y N 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 14 5 电路板设计 原理图的绘制 在空间足够的情况下，电容都放在底层，电阻都放在表层。 原因：既减少了焊接时搞混的可能性，又有利于调试（因为可以将示波器的探头点在电阻的焊盘上，直接点芯片管脚是 很危险的（探头容易短接芯片。 ）。 电源要有指示灯： “电阻 +LED”关键信号要加测试点。 线宽如果没有空间限制即为8~10mils。 如果空间紧张，最小线宽要与制版商连系确认。 建立 PCB 封装时，单位一定要用公制的，即 mm，不能用 mils（ 1/1000 英寸）。 注意使用泪滴功能。 而且，泪滴还可以帮助检查走线是否标准。 一定要灵活运用栅格（ grid）的设置（同一块板不通的地方可以用不同栅格设置）。 注意事项：（ 1）电源线和地线尽量加粗。 （ 2）去耦电容尽量与 VCC 直接连接 设置Specctra 的 DO 文件时，首先 添加 Protect all wires 命令，保护手工布的线不被自动布线器重布。 如果有混合电源层，应该将该层定义为 Split/mixed Plane，在布线之前将其分割，布完线之后，使用 Pour Manager 的 Plane Connect 进行覆铜 将所有的器件管脚设置为热焊盘方式，做法是将 Filter 设为 Pins，选中所有的管脚，修改属性，在 Thermal 选项前打勾手动布线时把 DRC 选项打开，使用动态布线（ Dynamic Route）。 电路板的生成制作 一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为四大 步骤 ：电路原理图的设计、产生网络表、印制电路板的设计、安装。 电路原理图的设计 电路原理图的设计主要是 Protel 99 的原理图设计系统（ Advanced Schematic）来绘制一张电路原理图。 在这一过程中，要充分利用 Protel 99 所提供的各种原理图绘制工具、各种编译功能，来实现我门的目的，即得到一张正确、精美的电路原理图，电路原理图见附录三。 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 15 产生网络表 网络表是电路原理图设计（ SCH）与印制电路板设计（万用）之间的一座桥梁，它是电路板自动的灵魂。 网络表可以从电路原理图 中获得，也可以印制电路板中提取出来。 印制电路板的设计 印制电路板的设计主要是针对 Protel 99 的另外一个重要部分万用而言的，在这个过程中，我们借助 Protel 99 提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度等工作。 安装 （ 1）根据元件清单购买元件。 （ 2）检测元件是否完好可用。 （ 3）根据功能的大小，结合元器件的安装要求进行放置元器件。 （ 4）安装焊接步骤可按：电阻 电容 电位器 集成块 外围元件 其他元器件的顺序进行。 装配焊接时，按照印制电路图中的元件编号，查对原理图中其规 格，型号，审核实物的规格，型号相符合后，将元器件引脚插入印制板的元件孔中，认真焊接。 （ 5）焊接：首先练习焊接技术以求焊接效果，在焊接过程中，对其元器件进行分析，考虑焊接的时间长短，以免损害元器件。 （ 6）安装完毕后，应该仔细检查有无错误，或漏焊，以及焊接时造成的短路。 若有以上问题应予即 时 排除。 宜宾职业技术学院电子信息工程系 基于 STC89C52 的电子密码锁 16 6 安装与调试 系统软件调试 打开 “UV4”C 语言编程软件，对相应的程序进行保存 (必须以 .c 为后缀进行保存 )、编译、跟踪执行，检查程序。 检查无误后用 PROTEUS 仿真软件进行仿真。 在编译调试完成后，通过编 程器将所编译的正确程序写入到 STC89C52 单片机中。 元器件的检测 将元器件安装（焊接）在万用板上之前，要仔细检查元器件。 通过栓查一方面可熟悉器件的规格，型号及结构特点，另一方面应确认元器件质量均完好，以避免人为故障的发生。 主要元器件的检查如下。 电阻器：用万 用 表电阻挡测量电阻器的实际阻值，并与标称值比较是否基本 相 符。 固定电容器：用万用表挡检查小容量有无漏电（用阻挡进行），电解电容器的容量双方正常（用低电阻挡，依据充、放电的情况进行估计）。 由于本次采用个人自主设计，对于电容的使用并不是非常多，仅 仅是复位电路的小电容，所以在盘查是只需要用万用表检查该电容是否短路，从而可基本上判定该电容的好与坏。 电路板：检查电路板上的铜箔有无毛刺、缺损以及碰线（有些电路版具有边角全部连通的布局，特别是在连线时候要注意这一点，以防止短路）等情况，在焊接时候常常要注意走线的规范化，避免线路跳线过多。 由于本次采用的电路版制作，布局需要提前对所有的走线分批量管理，此时的引脚之间不能有走线。 若有未腐蚀掉的残余铜箔可用小刀将其刮去。 若有断裂处，应用细铜线焊接接通。 若地线的铜箔太细，也可用细铜线焊接加粗。 而且要注意每次的连接线路 要小心检查，以确保步步稳扎稳打，从而大大减少最后的问题出现，避免完成连接后再次重头检查。 系统硬件的安装与调试 硬件的安装与调试需要通过焊（焊接）。 选（元器件识别，性能测试）。 装（硬件的装配）。 调（产品的调试）。 测（电子仪器测量参数）。 校（产品质量检测能力）等方面的工作最终完成产品。 安装：单片机安装要注意引。