2022年基于单片机的电子密码锁设计.docx

精品学习资源院系：机电与自动化学院专 业 班：机电一体化 1002 姓名：赵 徐学号： 20212811056指导老师：李静2021 年 5 月欢迎下载精品学习资源基于单片机地电子密码锁设计Design of Electronic Coded Lock Based on Microcontroller欢迎下载精品学习资源摘 要随着电子产品向智能化和微型化地不断进展 , 单片机已成为电子产品研制和开发中首选地掌握器 . 随着人们生活水平地提高 , 如何实现家庭防盗这一问题也变地特殊地突出 , 传统地机械锁由于其构造地简洁 , 安全性能低 , 无法满意人们地需要 .本设计以单片机 AT89S51 作为密码锁监控装置地检测和掌握核心, 密码锁共有两部分构成 , 即硬件部分与软件部分 . 其中硬件部分由电源输入部分、键盘输入部分、密码储备部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分、开锁部分组成, 软件部分对应地由主程序、初始化程序、LCD 显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、键功能程序、密码设置程序、E2PROM 读写程序和延时程序等组成 .整个系统充分发挥了集成芯片地优势,电路简洁 ,功耗低,而且牢靠性比较高 ,价格低,具有很大地应用价值 .关键词： AT89S51LCDE2PROM 晶振电路 复位电路矩阵键盘欢迎下载精品学习资源AbstractTo the continuous development ofintelligentand miniaturizationofelectronic products, SCM has become the preferred controller in the research and development of electronic products. With the improvement of people's living standards,how to achieve home burglar also become particularly prominent, the traditional mechanical lock because of its simple structure, security, performance, unable to meet the needs of the people.The design of the single-chip AT89S51 as the core monitoring and control of the monitoring device password lock, password lock two parts, the hardware and software part. Part of which the hardware part of the power input, keyboard input section, the password storage section, the reset, the crystal section, part of part of the alarm, unlock parts, corresponding to the software part of the main program, initializationprocedure, LCD display program, keyboard scanner , start the program, close the program, the key function program, password setup, E2PROM read and write procedures and delay procedures.The entire system give full play to the advantages of the integrated chip, the circuit issimple, low power consumption and high reliability, low price, great value.Keywords:AT89S51 LCD E2PROM crystal oscillator circuit reset circuit matrix keyboard欢迎下载精品学习资源目录摘要 IAbstractII绪论 11 设计方案地挑选1.1 方案一 441.2 方案二 42 主要元器件介绍52.1 主控芯片 AT89S515 2.1.1AT89S51 性能简介 5 2.1.2AT89S51 引脚功能说明 62.1.3 AT89S51 芯片内部结构 82.2 储备芯片 AT24C0210 2.3LCD1602 显示器 112.3.1 主要技术参数 112.3.2 接口信号说明 1122.3.3 基本操作次序 1122.4 晶体振荡器 12 3 系统硬件构成 133.1 设计原理 133.2 电路总体构成 143.2.1 电源输入部分 153.2.2 键盘输入部分 153.2.3 密码储备部分 163.2.4 复位部位 173.2.5 晶振部分 183.2.6 显示部分 183.2.7 报警部分 19欢迎下载精品学习资源3.2.8 开锁部分 19 4 系统软件设计 204.1 系统主程序设计 204.2 键功能程序 224.3 检验密码正误程序 25结论 29致谢 30参考文献 31附录其他相关程序 32欢迎下载精品学习资源绪 论讨论地背景及意义在当今社会 , 安全防盗已成为社会问题 , 而锁自古以来就是防盗地重要工具, 目前国内大部分人使用地仍是传统地机械锁, 然而, 眼下假冒伪劣地机械锁互开率特别之高, 此外, 即使是一把质量过关地机械锁 , 通过急开锁 , 甚至可以在不损坏锁地前提下将锁打开 . 机械锁地这些弊端为一种新型地锁电子密码锁, 供应了很大地进展空间.本文从经济有用地角度动身, 设计采纳单片机为主控芯片 , 结合外围电路 , 组成电子密码掌握系统 , 密码锁共 6 位密码, 每位地取值范畴为 0 9, 用户可以自行设定和修改密码 , 每个密码按键都有声、光提示. 用户想要打开锁 , 必先通过供应地键盘输入正确地密码才可以, 密码输入错误有提示 , 为了提高安全性 , 当密码输入错误三 次将报警特别钟 , 期间输入密码无效 , 以防窃贼多次摸索密码 .6 位密码同时输入正确 , 锁才能打开 . 锁内有备用电池 , 只有内部上电复位时才能设置或修改密码, 因此, 仅在门外按键是不能修改或设置密码地 , 因此保密性强、敏捷性高 . 其特点如下：(1) 保密性好 , 编码量多 , 远远大于弹子锁 . 随机开锁胜利率几乎为零 .(2) 密码可变 , 用户可以随时更换密码 , 防止密码被盗 , 同时也可以防止因人员地更替而使锁地密级下降 .(3) 无活动零件 , 不会磨损 , 寿命长.(4) 误码输入爱护 , 当输入密码多次错误时 , 报警系统自动启动 .(5) 使用敏捷性好 , 不像机械锁必需佩带钥匙才能开锁 .(6) 电子密码锁操作简洁易行 , 一学即会 .电子密码锁地进展趋势在日常生活和工作中 , 住宅与部门地安全防范、单位地文件档案、财务报表以及一些个人资料地储存多以加锁地方法来解决 . 目前门锁主要用弹子锁 , 其钥匙简洁丢失；保险箱主要用机械密码锁 , 其结构较为复杂 , 制造精度要求高 , 成本高, 且易显现故障, 人们常需携带多把钥匙 , 使用极不便利 , 且钥匙丢失后安全性即大打折扣 . 针对这些锁具给人们带来地不便如使用机械式钥匙开锁 , 为满意人们对锁地使用要求 ,欢迎下载精品学习资源增加其安全性 , 用密码代替钥匙地密码锁应运而生 . 它地显现为人们地生活带来了很大地便利 , 有很宽阔地市场前景 . 由于电子器件所限 , 以前开发地电子密码锁 , 其种类不多, 保密性差 , 最基本地就是只依靠最简洁地模拟电子开关来实现地, 制作简洁但很担心全 , 在后为多是基于 EDA 来实现地 , 其电路结构复杂 , 电子元件繁多 , 也有使用早先地 20 引脚地 2051 系列单片机来实现地 , 但密码简洁 , 易破解. 随着电子元件地进一步进展 , 电子密码锁也显现了很多地种类 , 功能日益强大 , 使用更加便利 , 安全保密性更强 , 由以前地单密码输入进展到现在地 , 密码加感应元件 , 实现了真真地电子加密, 用户只有密码或电子钥匙中地一样 , 是打不开锁地 , 随着电子元件地进展及人们对保密性需求地提高显现了越来越多地电子密码锁.出于安全、便利等方面地需要很多电子密码锁已相继问世. 但这类产品地特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效 , 且不能实现远程掌握 , 只能适用于保密要求高且供个人使用地箱、柜、房间等. 由于数字、字符、图形图像、人体生物特点和时间等要素均可成为钥匙地电子信息 , 组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度 地保密性 , 如防范森严地金库 , 需要使用复合信息密码地电子防盗锁 , 这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈” . 组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展地可能, 使产品多样化 , 对用户而言是“千挑百选、得意其所” . 可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后进展地趋势 .主要讨论内容（1） ）通过对课题设计地要求进行分析 ,寻求牢靠地解决方案 ,挑选掌握方案和主要芯片 .详细分析了各种芯片地差异与优缺点 ,以及挑选该芯片地理由 ,确立了初步地芯片掌握方案；（2） ）娴熟把握单片机地基本编程语言和硬件设计方法；（3） ）设计系统总体方案 ,对元器件等进行合理选型；（4） ）完成系统软件程序设计 , 结合系统硬件进行调试 , 以达到如下基本要求 : 密码通过键盘输入 , 如密码正确 , 就将锁打开 . 报警、锁定键盘功能 . 密码输入错误数码显示器会显示错误提示 , 如密码输入次数超过 3 次, 蜂鸣器报警并且锁定键盘；（5） ）对本次毕业设计地总结 .欢迎下载精品学习资源1设计方案地挑选1.1 方案一采纳数字电路掌握 : 用以 74LS112 双 JK 触发器构成地数字规律电路作为密码锁欢迎下载精品学习资源地核心掌握 , 共设了 9 个用户输入键 , 其中只有 4 个是有效地密码按键 , 其它地都是干扰按键 , 如按下干扰键 , 键盘输入电路自动清零 , 原先输入地密码无效 , 需要重新输入；假如用户输入密码地时间超过10 秒, 电路将报警 20 秒, 如电路连续报警三次 , 电路将锁定键盘 2 分钟, 防止他人地非法操作 . 采纳数字电路设计地方案好处就是设计简洁但掌握地精确性和敏捷性差 . 故不采纳 .1.2 方案二采纳以单片机为核心地掌握方案 : 由于单片机种类繁多 , 各种型号都有其肯定地应用环境 , 因此在选用时要多加比较 , 合理挑选 , 以期获得正确地性价比 . 一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、储备器、运行速度、I/O 口、定时 / 计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性, 除了以上地一些地仍有一些最基本地比如：中断源地数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等 . 在开发过程中单片机仍受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员地适应性、技术支持和服务等等因素 . 基于以上因素本设计选用单片机 AT89S51 作为本设计地核心元件, 利用单片机警活地编程设计和丰富地 I/O 端口, 及其掌握地精确性 , 实现基本地密码锁功能 . 在单片机地外围电路外接输入键盘用于密码地输入和一些功能地控制, 外接 AT24C02 芯片用于密码地储备 , 外接 LCD1602 显示器用于显示作用 . 当用户需要开锁时 , 先按键盘开锁键之后按键盘地数字键09 输入密码 . 密码输完后按下确认键 , 假如密码输入正确就开锁 , 不正确显示密码错误重新输入密码, 当三次密码错误就发出报警；当用户需要修改密码时, 先按下键盘设置键后输入原先地密码, 只有当输入地原密码正确后才能设置新密码. 新密码输入无误后按确认键使新密码将得到储备 , 密码修改胜利 .可以看出方案二掌握敏捷精确性好且保密性强仍具有扩展功能, 依据现实生活地需要此次设计采纳此方案 .2主要元器件介绍2.1 主控芯片 AT89S51AT89S51 是一个低功 耗, 高性能 CMOS 8 位单 片机 , 片内 含 8kB ISPIn-欢迎下载精品学习资源systemprogrammable地可反复擦写 1000 次地 Flash 只读程序储备器 , 器件采纳ATMEL 公司地高密度、非易失性储备技术制造 , 兼容标准 MCS-51 指令系统及80C51 引脚结构 , 芯片内集成了通用 8 位中心处理器和 ISP Flash储备单元 , 功能强大地微型运算机地 AT89S51 可为很多嵌入式掌握应用系统供应高性价比地解决方案 .2.1.1 AT89S51性能简介AT89S51 具有如下特点： 40 个引脚如下图 2-1 所示, 8k Bytes Flash 片内程序储备器, 128 bytes 地随机存取数据储备器（RAM ）, 32 个外部双向输入 / 输出（ I/O） 口, 5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断 , 2 个 16 位可编程定时计数器 , 2 个全双工串行通信口, 看门狗（ WDT ）电路, 片内时钟振荡器 .此外, AT89S51 设计和配置了振荡频率可为0Hz 并可通过软件设置省电模式 . 闲暇模式下 , CPU 暂停工作 , 而 RAM 定时计数器 , 串行口, 外中断系统可连续工作 , 掉电模式冻结振荡器而储存 RAM 地数据, 停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位. 同时该芯片仍具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式 , 以适应不同产品地需求 .图 2-1 AT89S51芯片引脚图其主要功能特性：兼容 MCS-51 指令系统 4k 可反复擦写 > 1000 次） ISP Flash ROM 32 个双向 I/O 口 4.5-5.5V 工作电压2 个 16 位可编程定时 / 计数器时钟频率 0-33MHz全双工 UART 串行中断口线 128x8bit 内部 RAM欢迎下载精品学习资源2 个外部中断源低功耗闲暇和省电模式中断唤醒省电模式 3 级加密位看门狗（ WDT ）电路软件设置闲暇和省电功能敏捷地 ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针可以看出 AT89S51 供应以下标准功能： 4K 字节 Flash 闪速储备器 , 128 字节内部 RAM , 32 个 I/O 口线, 看门狗（ WDT ）, 两个数据指针 , 两个 16 位定时器 / 计数器, 一个 5 向量两级中断结构, 一个全双工串行通信口, 片内振荡器准时钟. 同时 , AT89S51 可降至 0Hz 地静态规律操作 , 并支持两种软件可选地节电工作模式 . 闲暇方式停止 CPU 地工作 , 但答应 RAM , 定时/ 计数器, 串行通信口及中断系统连续工作 . 掉电方式何在 RAM 中地内容 , 但振荡器停止工作并禁止其它全部部件工作直接到一个硬件复位 .2.1.2 AT89S51引脚功能说明Vcc：电源电压GND：地P0口： P0口是一组 8位漏极开路型双向 I/O口, 也即地址 / 数据总线复用口 , 作为输出口用时 , 每位能驱动 8个TTL规律门电路 , 对端口写“ 1”可作为高阻抗输入端口 . 在拜访外部数据储备器或程序储备器时 , 这组口线分时转换地址（低 8位）和数据总线复用, 在拜访期间激活内部上拉电阻 . 在Flash编程时 , P0口接收指令字节 , 而在程序校验时, 输出指令字节 , 校验时, 要求外接上拉电阻 .P1口： P1是一个带内部上拉电阻地 8位双向 I/O口, P1地输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流） 4个TTL 规律门电路 . 对端口写“ 1” , 通过内部地上拉电阻把端口拉到高电平 , 此时可作输入口 . 作输入口使用时 , 由于内部存在上拉电阻 , 某个引脚被外部信号校验期间 , P1接收低 8位地址. 表2-1为P1口其次功能 .表2-1 P1口其次功能端口引脚其次功能P1.5MOSI （用于ISP编程）P1.6MISO （用于ISP编程）欢迎下载精品学习资源P1.7SCK（用于ISP编程）P2口： P2是一个带有内部上拉电阻地8位双向 I/O口, P2地输出缓冲级可驱动 4个TTL规律门电路 . 对端口写“ 1”, 通过内部地上拉电阻把端口拉到高电平, 此时可作输入口 , 作输入口使用时 , 由于内部存在上拉电阻, 某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 I. 在拜访位地址地外部数据储备器（如执行：MOVXRi 指令） 时, P2口线上地内（也即特殊功能寄存器 , 在整个拜访期间不转变 . Flash 编程或校验时, P2也接收高位地址和其它掌握信号.P3口： P3口是一组带有内部上拉电阻地8位双向 I/O口. P3口输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流） 4个TTL 规律门电路 . 对P3口写入“ 1”时, 它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口 . 作输入端口时 , 被外部拉低地 P3口将用上拉电阻输出电流I. P3口除了作为一般地 I/O口线外, 更重要地用途是它地其次功能 , P3口地其次功能如下表2-2.表2-2 P3口地其次功能端口功能 其次功能 端口引脚其次功能RXD （ P3.0） 串行输入口 T0（ P3.4） 定时/计数器 0外部输入TXD （ P3.1） 串行输出口 T1（P3.5） 定时/计数器 1外部输入INT0（ P3.2） 外中断 0WR（ P3.6） 外部数据储备器写选通INT1（ P3.3） 外中断 1RD（ P3.7） 外部数据储备器读选通RST：复位输入 . 当振荡工作时 , RST引脚显现两个机器周期上高电平将使单片机复位 . WDT 益出将使该引脚输出高电平, 设置 SFR AUXR地DISRTO 位（地址8EH）可打开或关闭该功能 . DISRTO 位缺省为 RESET输出高电平打开状态 .ALE/PROG ：当拜访外部程序储备器或数据储备器时 ,ALE（地址锁存答应）输出脉冲用于锁存地址地低 8位字节 . 即使不拜访外部储备器 , ALE 仍以时钟振荡频率地1/6输出地正脉冲信号 , 因此它可对外输出时钟或用于定时目地 , 要留意地是：当拜访外部数据储备器时将跳过一个 ALE 脉冲 . 如有必要 , 可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中地 8EH单元地 D0位置位, 可禁止 ALE 操作. 该位禁止后 , 只有一条 MOVX和MOVC 指令ALE 才会被激活 . 此外, 该引脚伎被柔弱拉高 , 单片机执行外部程序时 ,应设置ALE 无效.欢迎下载精品学习资源PSEN：程序储存答应（ PSEN）输出是外部程序储备器地读选通信号 , 当AT89S51由外部程序储备器取指令（或数据）时 , 每个机器周期两次 PSEN有效, 即输出两个脉冲 . 当拜访外部数据储备器 , 高有两次有效地 PSEN信号.EA/VPP ： 外部 拜访答应 . 欲使 CPU 拜访外 部程序存 储器 （ 地 址0000H FFFFH）, EA端必需保持低电平（接地）. 需留意地是：假如加密位 LB1 被编程 , 复位时内部会锁存 EA端状态. 如EA端为高电平（接 Vcc端）, CPU就执行内部程序储备器中地指令 . Flash储备器编程时 , 该引脚加上 12V地编程电压 Vpp.XTAL1 ：振荡器反相放大器及内部时钟发生器地输入端. XTAL2 ：振荡器反相放大器地输出端 .2.1.3 AT89S51 芯片内部结构特殊功能寄存器：特殊功能寄存器地片内空间分存如图 2-2所示 . 这些地址并没有全部占用 , 没有占用地地址不行使用 , 读这些地址将得到一个随便地数值 . 而写这些地址单元将不能得到预期地结果 .中断寄存器：各中断答应掌握位于 IE寄存器, 5个中断源地中断优先级掌握位于IP寄存器. 图2-2为AUXR 帮助寄存器 .双时钟指针寄存器：特殊功能寄存器地片内空间分存如图 2-3 所示. 为便利地拜访内部和外部数据储备器 , 供应了两个 16位数据指针寄储备器： PD0位于 SFR区块中地地址 82H 、83H 和DP1位于地址 84H、 85H, 当SFR中位置 DPS=0时挑选 DP0, 而DPS=1时挑选DP1. 在使用前初始化 DPS.电源闲暇标志：电源闲暇标志（POF）在特殊功能寄储备器 SFR中PCON地第 4位（ PCON.4）, 电源打开时 POF置“1,”它可由软件设置睡眠状态并不为复位所影响.储备器结构： MCS-51 单片机内核采纳程序储备器和数据储备器空间分开地结构, 均具有 64KB 外部程序和数据地寻址空间 .程序储备器：假如 EA引脚接地（ GND） , 全部程序均执行外部储备器. 在AT89S51,假如接至 Vcc（电源） , 程序第一执行从地址 0000H 0FFFH（ 4KB）内部程序储备器, 再执行地址为 1000HFFFFH（ 60KB）地外部程序储备器 .欢迎下载精品学习资源图2-2 AUXR 帮助寄存器图2-3 双时钟指针寄存器数据储备器：在 AT89S51地具有 128字节地内部 RAM , 这128字节可利用直接或间接寻址方式拜访 , 堆栈操作可利用间接寻址方式进行 , 128字节均可设置为堆栈区空间.看门狗定时器（ WDT ）： WDT 是为明白决 CPU程序运行时可能进入纷乱或死循环而设置 , 它由一个 14bit 计数器和看狗复位SFR（ WDTRST ）构成 . 外部复位时, WDT 默认为关闭状态 , 要打开WDT , 必按次序将 01H和0E1H写到WDTRST 寄存器, 当启动了 WDT , 它会随晶体振荡器在每个机器周期计数, 除硬件复位或 WDT 溢出复欢迎下载精品学习资源位外没有其它方法关闭 WDT , 当WDT 溢出, 将使RST引脚输出高电平地复位脉冲 .2.2 储备芯片 AT24C02AT24C02是美国 Atmel 公司地低功耗 CMOS 型E2PROM, 内含 256×8位储备空间 ,具有工作电压宽 2.5 5.5 V 、擦写次数多 大于 10000次 、写入速度快 小于 10 ms 、抗干扰才能强、数据不易丢失、体积小等特点. 而且他是采纳了 I2C总线式进行数据读写地串行器件 , 占用很少地资源和 I O线, 并且支持在线编程 , 进行数据实时地存取特别便利 . AT24C02中带有地片内地址寄存器. 每写入或读出一个数据字节后, 该地址寄存器自动加 1, 以实现对下一个储备单元地读写 . 全部字节均以单一操作方式读取 . 为降低总地写入时间 , 一次操作可写入多达 8个字节地数据 . I2C总线是一种用于IC器件之间连接地二线制总线 . 他通过SDA 串行数据线 及SCL 串行时钟线 两根线在连到总线上地器件之间传送信息, 并依据地址识别每个器件. AT24C02正是运用了 I2C规程, 使用主从机双向通信 , 主机 通常为单片机 和从机 AT24C02均可工作于接收器和发送器状态 . 主机产生串行时钟信号 通过SCL引脚 并发出掌握字 , 掌握总线地传送方向 , 并产生开头和停止地条件. 无论是主机仍是从机 , 接收到一个字节后必需发出一个确认信号ACK . AT24C02地掌握字由 8位二进制数构成 , 在开头信号发出以后 , 主机便会发出掌握字 , 以挑选从机并掌握总线传送地方向. AT24C02 地两种引脚如下图 2-4所示SOIC PDIP图 2-4 AT24C02 地两种引脚图AT24C02 地 1、2、3 脚是三条地址线 , 用于确定芯片地硬件地址 . 在 AT89S51 试验开发板上它们都接地 , 第 8 脚和第 4 脚分别为正、负电源 . 第 5 脚 SDA 为串行数据输入/ 输出, 数据通过这条双向 I2S 总线串行传送 , 在 AT89S51 试验开发板上和单片机地 P3.5 连接. 第 6 脚 SSL 为串行时钟输入线 , 在 AT89S51 试验开发板上和单片机地 P3.6连接. SDA 和 SSL 都需要和正电源间各接一个 5.1K 地电阻上拉 . 第 7 脚需欢迎下载精品学习资源要接地. AT24C02 地电路接线图如图 2-5 所示图 2-5 AT24C02 地电路接线图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, 以实现对下一个储备单元地读写 . 全部字节均以单一操作方式读取 . 为降低总地写入时间 , 一次操作可写入多达 8 个字节地数据 .2.3 LCD1602显示器现在地字符型液晶模块已经是单片机应用设计中最常用地信息显示器件 了. 1602 型 LCD 显示模块具有体积小 , 功耗低, 显示内容丰富等特点 . 1602 型 LCD 可以显示 2 行 16 个字符, 有 8 位数据总线 D0D7 和 RS, R/W , EN 三个掌握端口 , 工作电压为 5V , 并且具有字符对比度调剂和背光功能 .2.3.1 主要技术参数1602 型 LCD 地主要技术参数如下表 2-3 所示：表 2-3 1602型 LCD地主要技术参数显示容量16×2 个字符芯片工作电压4.55.5V工作电流2.0mA （5.0V）模块正确工作电压5.0V字符尺寸2.95 ×4.35W×Hmm2.3.2 接口信号说明1602 型 LCD 地接口信号说明如下表 2-4 所示：表 2-4 1602型 LCD地接口信号说明欢迎下载精品学习资源编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D 2Data I/O2VDD电源正极10D3Data I/O3V0液晶显示偏压信号11D4Data I/O4RS数据/ 命令挑选端H/L12D5Data I/O5R/W读写挑选端 H/L13D6Data I/O6E使能信号14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正极8D1Data I/O16BLK背光源负极2.3.3 基本操作程序读状态：输入： RS=L,RW=L,E=H输出： D0D7= 状态字读数据：输入： RS=H,RW=H,E=H输出：无写指令：输入： RS=L,RW=L,D0D7= 指令码, E=高脉冲输出： D0D7= 数据写数据：输入： RS=H,RW=L,D0D7= 数据, E=高脉冲输出：无2.4 晶体振荡器晶体振荡器 , 简称晶振 , 其作用在于产生原始地时钟频率 , 这个频率经过频率发生器地放大或缩小后就成了电脑中各种不同地总线频率. 以声卡为例 , 要实现对模拟信号 44.1kHz 或 48kHz 地采样, 频率发生器就必需供应一个 44.1kHz 或 48kHz 地时钟频率. 假如需要对这两种音频同时支持地话 , 声卡就需要有两颗晶振 . 但是现在地消遣级声卡为了降低成本 , 通常都采纳 SCR将输出地采样频率固定在 48kHz, 但是SRC 会对音质带来损害 , 而且现在地消遣级声卡都没有很好地解决这个问题. 现在应用最广泛地是石英晶体振荡器 . 石英晶体振荡器是一种高精度和高稳固度地振荡器, 石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器 , 它用来稳固频率和挑选频率 , 是一种可以取代欢迎下载精品学习资源LC 谐振回路地晶体谐振元件 . 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、数字仪器外表等电子设备中. 为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统供应基准信号. 在单片机中为其供应时钟频率 .石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅地结晶体）地压电效应制成地一种谐振器件 , 它地基本构成大致是：从一块石英晶体上按肯定方位角切下薄片（简称为晶片 , 它可以是正方形、矩形或圆形等）, 在它地两个对应面上涂抹银层作为电极, 在每个电极上各焊一根引线接到管脚上 , 再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器, 简称为石英晶体或晶体、晶振 . 其产品一般用金属外壳封装 , 也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装地 . 只要在晶体振子板极上施加交变电压 , 就会使晶片产生气械变形振动 ,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地固有频率时, 就会发生压电谐振 , 从而导致机械变形地振幅突然增大 .3 系统硬件构成3.1 设计原理本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码储备等部分组成. 其中矩欢迎下载精品学习资源阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能地实现. 由用户通过连接单片机地矩阵键盘输入密码 , 后经过单片机对用户输入地密码与自己储存地密码进行对比, 从而判定密码是否正确 , 然后掌握引脚地高低电平传到开锁电路或者报警电路掌握开锁仍是报警, 实际使用时只要将单片机地负载由继电器换成电子密码锁地电磁铁吸合线圈即可, 当然也可以用继电器地常开触点去掌握电磁铁吸合线圈.本系统共有两部分构成 , 即硬件部分与软件部分 . 其中硬件部分由电源输入部分、键盘输入部分、密码储备部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分、 开锁部分组成 , 软件部分对应地由主程序、初始化程序、LCD 显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、键功能程序、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成 . 其原理框图如图 3-1所示.键盘输入电源输入复位电路显示电路AT89S51报警电路密码储备电路开锁电路晶振电路欢迎下载精品学习资源3.2 电路总体构成图3-1电子密码锁原理框图欢迎下载精品学习资源在确定了选用什么型号地单片机后, 就要确定在外围电路 , 其外围电路包括电源输入部分、键盘输入部分、密码储备部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分、开锁部分组成 , 依据实际情形键盘输入部分挑选4×4矩阵键盘 , 显示部分挑选字符型液晶显示 LCD1602, 密码储备部分选用 AT24C02 芯片来完成 . 其原理图如图 3-2所示：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.2.1 电源输入部分图3-2电路原理图欢迎下载精品学习资源密码锁主掌握部分电源需要用 5V直流电源供电 , 其电路如图 3-3所示, 把频率为50Hz、有效值为 220V地单相沟通电压转换为幅值稳固地 5V 直流电压 . 其主要原理是把单相沟通电经过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路转换成稳固地直流电压.由于输入电压为电网电压 , 一般情形下所需直流电压地数值和电网电压地有效 值相差较大 , 因而电源变压器地作用显现出来起到降压作用. 降压后仍是沟通电压 , 所以需要整流电路把沟通电压转换成直流电压. 由于经整流电路整流后地电压含有较大地沟通重量 , 会影响到负载电路地正常工作 . 需通过低通滤波电路滤波 , 使输出电压平滑 . 稳压电路地功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化地影响 , 从而获得稳固性足够高地直流电压. 本电路使用集成稳压芯片7805解决了电源稳压问题 .3.2.2 键盘输入部分由于本设计所用到地按键数量较多而不适合用独立按键式键盘. 采纳地是矩阵式按键键盘 , 它由行线和列线组成 , 也称行列式键盘 , 按键位于行列地交叉点上 , 密码锁地密码由键盘输入完成 , 与独立式按键键盘相比 , 要节约很多 I/O口. 本设计中使用欢迎下载精品学习资源地这个 4×4键盘不但能完成密码地输入仍能作特殊功能键使用, 比如清空显示功能等 .键盘地每个按键功能在程序设计中设置. 其大体功能（看键盘按键上地标记）及与单片机引脚接法如图 3-4所示：图3-3电源输入电路原理图欢迎下载精品学习资源3.2.3 密码储备部分图3-4键盘输入原理图欢迎下载精品学习资源用EPROM芯片AT24C02储备密码 . AT24C02是美国 Atmel公司地低功耗 CMOS型E2PROM, 内含256×8位储备空间 , 具有工作电压宽 2.5 5.5 V 、擦写次数多 大于 10000次 、写入速度快 小于10 ms 、抗干扰才能强、数据不易丢失、体积小等特点. 而