基于单片机的电子密码锁的设计毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机的电子密码锁的设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

符号 引脚说明 1 GND 电源地 9 D2 数据 2 VDD 电源正极 10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据 /命令选择 12 D5 数据 5 R/W 读 /写选择 13 D6 数据 6 E 使能信号 14 D7 数据 7 D0 数据 15 BLA 背光源正极 8 D1 数据 16 BLK 背光源负极 1602 型 LCD 的技术参数：容量 :16 2 字符；芯片工作电压 :— ；工作电流 :()；模块最好的电压 :；字符 : (W H)mm。 1602 型 LCD 基本操作程序如下表所示： 表 LCD1602 基本操作程序 读状态 输入 RS=L， R/W=H， E=H 输出 D0— D7=状态字 写指令 输入 RS=L， R/W=L， D0— D7=指令码， E=高脉冲 输出 无 读数据 输入 RS=H， R/W=H， E=H 输出 D0— D7=状态 字 写数据 输入 RS=H， R/W=L， D0— D7=数据， E=高脉冲 输出 无 晶体振荡器 晶体振荡器，简称晶振， 其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。 以声卡为例，基于单片机的 电子密码锁 的设计 7 要实现对模拟信号 48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个 48kHz的时钟频率。 如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。 但是现在的娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用 SCR 将输出的采样频率固定在 48kHz，但是 SRC 会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。 现在应用最广泛的是石英晶体振荡器。 石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振 荡器，石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，它用来稳定频率和选择频率，是一种可以取代 LC 谐振回路的晶体谐振元件。 石英晶体振荡器广泛地应用在电视机、影碟机、录像机、无线通讯设备、电子钟表、单片机、数字仪器仪表等电子设备中。 用于产生一个时钟信号和一个特定的系统中提供一个基准信号的数据处理设备。 在单片机中为其提供时钟频率。 石英晶体振荡器是由压电效应的石英晶体谐振器装置（结晶二氧化硅），其结构基本上：从石英晶体按照一定角度切片（叫做晶片，有正方形、矩形或圆形等），其中，所述银层的两个相应表面涂覆作为在每个焊接在连接到 管脚引线的一个电极的电极，与所述封装外壳一起构成了一个石英晶体谐振器中，称为石英晶体或晶体振荡器。 其产品一般包装用金属外壳，也有用玻璃壳，陶瓷或塑料封装。 只要在晶体振子板极上施加交变电压，就会使晶片产生机械变形振动，此现象即所谓逆压电效应。 当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时，就会发生压电谐振，从而导致机械变形的振幅突然增大。 基于单片机的 电子密码锁 的设计 8 3 总体 方案设计 该 设计 的组件主要有 矩阵键盘、液晶显示器、单片机和密码存储。 键盘 主要在于 数字密码 的输入 和 实现其他 功能。 通过连接 到 单片机的键盘输入 用户的密码， 输入的用户密码与存储 的密码经过单片机对比 ， 然后判断是否密码正确 ，接着 传到 警报或是开锁 电路控制开锁还是报警，实际 应用时 只要 吧 单片机的负载继电器换成电子锁的电磁铁线圈 就可以了 ，也 能 用继电器的触点 来控制 电磁铁线圈 的吸合。 该 系统 由 两 个 部分 组 成， 软件和硬件 部分。 软件部分 是 由主程序、初始化程序、 LCD 显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、建功能程序、密码设置程序、 EEPROM 读写程序和延时程序等组成，硬件部分 是 由 电源 、键盘、密码存储 器 、复位 电路 、晶振 电路 、 液晶显示模块 、报警 电路 、 开锁电路构 成。 图 系统总体框图 电路总体构成 知道用什么型号的单片机后，就应该确定外围电路，外围电路包括电源输入、键盘、密码存储器、复位电路、晶振电路、液晶显示模块、报警电路、开锁电路组成，根据实际情况键盘选择 4*4 矩阵键盘，液晶显示选择字符型LCD1602，用 AT24C02 来作为密码存储芯片完成。 其原理图如图 所示： 电源输入电路 晶振电路 复位电路 键盘接口 电路 报警电路 开锁电路 AT89S51 基于单片机的 电子密码锁 的设计 9 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1U1Y112MC2 20pFC3 20pFVCCGNDR310KC1 10uFVCCS1P10P11P12546231SW1sw 灰色12P1GNDVCCGND1VCC2VO3RS4RW5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BG/VCC15BG/GND16LCD1LCD1602GNDGNDVCCVOR12KP00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07S2 S3 S4 S5S6 S7 S8 S9S10 S11 S12 S13S14 S15 S16 S17P13P12P11P10P14P15P16P17矩阵键盘P30P31P32P33P34P35P36P37电池盒接口电源接口清零键B1蜂鸣器Q29012VCCGND+R52KP33Q19012VCCGNDR42KP22K1RelayP20P21P22P13P14E01E12E23VSS4SDA5SCL6WE7VDD8124C02GNDVCC24C02芯片P20P21R152K12D1发光二极管OUT1VSS2VCC3IR1IRGNDVCC红外接收头P15P16P1712P2R62KQ39012 图 电路总体结构图 电源输入电路 密码锁主要控制部分电源需要用 5V 直流电源供电，其电路如图 33 所示，而 5V 电源输入时往往伴有杂波，所以加一个 的电容滤波。 这样输出的电压一般能满足要求。 图 电源输入电路原理图 键盘输入电路 独立按键式键盘由于按键数量较多不适合本设计。 所以用矩阵键盘，也成为列式键盘有行线和列线构成，和独立式按键键盘比较，按键位于行列的交叉位上，密码锁的密码由键盘输入完成，要节省很多 I/O 口。 使用的这个 4 4 键盘除了能正常的输入密码还可以当做特别功能键使用，例如显示清空等等。 每个按键的功能都可以在程序中设定。 其大体功能（看键盘按键上的标记）及与单片机引脚接法如图 34 所示 基于单片机的 电子密码锁 的设计 10 图 键盘输入原理图 密码存储电路 ATMEL 公司的 2KB 字节的电可擦除存储芯片 AT24C02，使用两线串行的总线与单片机通信， 的最低电压， 1mA 的额定电流， 10uA ()的静态电流，内部数据的芯片，断电情况下和 8 引脚 DIP 封装存储超过 40 年，使用方便。 其电路如图 所示。 图 密码存储电路原理图 图中 3 脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址，在 AT89S51 上它们都能接地，第 5 脚和第 8 脚分别为正、负电源。 AT24C02 中带有片内地址寄存器，每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加 1，以实现对下一个储存单元的读写，所有字节均以单一操作方式读取 复位电路 单片机复位是使 CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后 PC＝ 0000H，使单片机从第 — 个单元取指令。 无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。 在复位期间（即 RST 为高电平期间）， P0 口为高组态， P1－ P3 口输出高电平；外部程序存储器读选通信号 PSEN 无效。 地址锁存信号 ALE 也为高电平。 根据实际情况选择如图 28 所示的复位电路。 电路中的最简单的复位电路增加了一个 手动复位按钮，电源在瞬间，对电容器 C1 的电压为小，在下拉电阻基于单片机的 电子密码锁 的设计 11 接近供电电压，也就是复位电压， RST 为高，则的端电压在充电期间电容器的RST 逐渐下降，当电压低于一定值的 RST 端子，从复位状态的 CPU，因为电容器 C1 足够大，以确保 RST 活性高振荡周期时间大于 24， CPU 可以可靠复位。 增加手动复位按钮不能可靠重置，以避免崩溃。 当复位按键按下后电容 C1 通过R5 放电。 当电容 C1 放电结束后， RST 端的电位由 R11 与 R15 分压比决定。 由于 R11R15 因此 RST 为高电平， CPU 处于复位状态，松手后，电容 C1 充电，RST 端电位下降， CPU 脱离复位状态。 R11 的作用在于限制按键按下瞬间电容C1 的放电电流，避免产生火花，以保护按键触电。 图 复位电路原理图 晶振电路 AT89S51 引脚 XTAL1 和 XTAL2 晶体振荡器和电容器 C2， C1 连接在如图37 所示的方式。 晶体，电容器 C2 / C3 和片上非门（作为一个反馈放大器元件）构成电容三点式振荡器，该信号的振荡频率和振荡器频率和电容器 C1，有关容量 C2，但是主要在 0 确定由晶体频率范围 〜 33MHz的，电容器 C2， C3 在 5〜30pF 的之间的范围内。 根据实际情况，外部晶 振系统采用这种设计的 12MHZ。 20pF 的电容值。 图 晶振电路原理图 基于单片机的 电子。