基于單片機的電子密碼鎖的畢業(yè)設計

1、<p>　　基于單片機的電子密碼鎖設計</p><p>　　The Design of Electronic Password-lock with SCM</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型化的不斷發(fā)展，單片機已成為電子產(chǎn)品研制和開發(fā)中首選的控制器。隨著人們生活水平的提高，如

2、何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的簡單，安全性能低，無法滿足人們的需要。</p><p>　　本文從經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，采用美國Atmel公司的單片機AT89C51作為主控芯片，結合外圍的鍵盤輸入、顯示、報警、開鎖等電路，用匯編語言編寫主控芯片的控制程序，設計了一款可以具有報警功能的電子密碼鎖。</p><p>　　經(jīng)實驗證明，該密碼鎖具有設計方法合理，簡單易

3、行，成本低，安全實用等特點，符合住宅、辦公室用鎖要求，具有推廣價值。</p><p>　　關鍵詞：單片機 報警 密碼鎖 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As electronic products are developing towards intelligence and mini

4、mization, single—chip computers (SCM ) have become the first choice for controllers in the development of electronic products. With the improvement of people's living standards, it has become particularly prominent a

5、bout how to achieve Anti-theft family. The traditional mechanical lock has such shortcoming as simple structure , Low security, it can't meet people's demands.</p><p>　　This article from the economic

6、 practical Angle and Atmel company adopts the microcontroller AT89C51 as the master, combined with peripheral chip keyboard input, display, alarm, unlock circuits, etc, with the main control chip assembly language prepar

7、ation control procedures, designed a paragraph can have alarm function electronic combination lock.</p><p>　　Experiments show that the designed cipher lock is characterized by its reasonable designing method

8、s, simple operation, low cost and property of safety and practicality．Besides，it works well as a residence lock and has great potential for commercial development．</p><p>　　Key words: SCM Alarm Ciphe

9、r lock </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。為滿足

10、人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。</p><p>　　在安全技術防范領域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，特別是單片機的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，

11、還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。</p><p>　　隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識別、IC卡辨認）已在國內(nèi)外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞，IC卡還存在容易丟失、損壞等特點。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和

12、推廣。鑒于目前的技術水平與市場的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。</p><p>　　本次設計的主要任務是在proteus中用編程語言把電子密碼鎖的運行過程模擬出來。</p><p><b>　　第1章電子密碼鎖</b></p><p>　　1.1電子密碼鎖簡介</p><p>　　電子密碼鎖是一種通

13、過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機械鎖。其特點如下：</p><p>　　1、保密性好，編碼量多，遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖成功率幾乎為零。2、誤碼輸入保護，當輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。</p&

14、gt;<p>　　3、無活動零件，不會磨損，壽命長。</p><p>　　4、使用靈活性好，不像機械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。</p><p>　　5、電子密碼鎖操作簡單易行，一學即會。</p><p>　　1.2電子密碼鎖的發(fā)展趨勢</p><p>　　在日常生活和工作中，住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一

15、些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。目前門鎖主要用彈子鎖，其鑰匙容易丟失；保險箱主要用機械密碼鎖，其結構較為復雜，制造精度要求高，成本高，且易出現(xiàn)故障，人們常需攜帶多把鑰匙，使用極不方便，且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。針對這些鎖具給人們帶來的不便若使用機械式鑰匙開鎖，為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。它的出現(xiàn)為人們的生活帶來了很大的方便，有很廣闊的市場前景。由于電子器件所限，以前開發(fā)的電子密碼鎖，

16、其種類不多，保密性差，最基本的就是只依靠最簡單的模擬電子開關來實現(xiàn)的，制作簡單但很不安全，在后為多是基于EDA來實現(xiàn)的，其電路結構復雜，電子元件繁多，也有使用早先的20引腳的2051系列單片機來實現(xiàn)的，但密碼簡單，易破解。隨著電子元件的進一步發(fā)展，電子密碼鎖也出現(xiàn)了很多的種類，功能日益強大，使用更加方便，安全保密性更強，由以前的單密碼輸入發(fā)展到現(xiàn)在的，密碼加感應元件，實現(xiàn)了真真的電子加密，用戶只有密碼或電子鑰匙中的一樣，是打不開鎖的，隨

17、著電子元件的發(fā)展及人們對保密性需求的提高出現(xiàn)了越</p><p>　　出于安全、方便等方面的需要許多電子密碼鎖已相繼問世。但這類產(chǎn)品的特點是針對特定有效卡、指紋或聲音有效，且不能實現(xiàn)遠程控制，只能適用于保密要求高且供個人使用的箱、柜、房間等。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時間等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息能夠使電子防盜鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴的金庫，需要使用復合信息密碼的電子防盜鎖

18、，這樣對盜賊而言是“道高一尺、魔高一丈”。組合使用信息也能夠使電子防盜鎖獲得無窮擴展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是“千挑百選、自得其所”?？梢钥闯鼋M合使用電子信息是電子密碼鎖以后發(fā)展的趨勢。</p><p><b>　　第2章單片機</b></p><p>　　2.1單片機簡介</p><p>　　單片機是一種集成在電路芯片，是采用超

19、大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)結構示意圖：</p><p>　　2.2單片機的硬件特性</p><p>　　1、單片機集成度高。單片機包括CPU、4KB容

20、量的ROM（8031 無）、128 B容量的RAM、 2個16位定時/計數(shù)器、4個8位并行口、全雙工串口行口。</p><p>　　2、系統(tǒng)結構簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化;</p><p>　　3、單片機可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小時無故障;</p><p>　　4、處理功能強，速度快。</p><p>　　2.3單片機的特點

21、</p><p>　　單片機的特點主要有 ：高集成度，體積小，高可靠性 ；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 ；易擴展；優(yōu)異的性能價格比。單片機是以工業(yè)測控對象、環(huán)境、接口特點出發(fā)向著增強控制功能，提高工業(yè)環(huán)境下的可靠性方向發(fā)展。主要特點如下：</p><p>　　1、種類多，型號全。很多單片機廠家逐年擴大適應各種需要，有針對性地推出一系列型號產(chǎn)品

22、，使系統(tǒng)開發(fā)工程師有很大的選擇余地。大部分產(chǎn)品有較好的兼容性，保證了已開發(fā)產(chǎn)品能順利移植，較容易地使產(chǎn)品進行升級換代。</p><p>　　2、提高性能，擴大容量，性能價格比高。集成度已經(jīng)達到300萬個晶體管以上，總線速度達到數(shù)十微妙到幾百納秒，指令執(zhí)行周期已經(jīng)達到幾微妙到數(shù)十納秒，以往片外XRAM現(xiàn)已在物理上存入片內(nèi)，ROM容量已經(jīng)擴充達32K，64K，128K以致更大的空間。價格從幾百到幾元不等。</p

23、><p>　　3、增加控制功能，向真正意義上的“單片”機發(fā)展。把原本是外圍接口芯片的功能集成到一塊芯片內(nèi)，在一片芯片中構造了一個完整的功能強大的微處理應用系統(tǒng)。</p><p>　　4、低功耗。現(xiàn)在新型單片機的功耗越來越小，供電電壓從5V降低到了3.2V，甚至1V，工作電流從mA降到µA級，gz2頻率從十幾兆可編程到幾十千赫茲。特別是很多單片機都設置了多種工作方式，這些工作方式包括等

24、待，暫停，睡眠，空閑，節(jié)電等。</p><p>　　5、C語言開發(fā)環(huán)境，友好的人機互交環(huán)境。大多數(shù)單片機都提供基于C語言開發(fā)平臺，并提供大量的函數(shù)供使用，這使產(chǎn)品的開發(fā)周期、代碼可讀性、可移植性都大為提高</p><p>　　2.4單片機的應用</p><p>　　1、在智能儀表中的應用</p><p>　　這是單片機應用最多最活躍的領域

25、之一。在各類儀器儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結構，提高其性能價格比。</p><p>　　2、在機電一體化中的應用</p><p>　　機電一體化產(chǎn)品是指集機械技術，微電子技術，計算機技術于一體，使其產(chǎn)品具有智能化特征的電子產(chǎn)品。它是機械工業(yè)發(fā)展的方向。</p><p>　　3、在實時控制系統(tǒng)中的應用</p

26、><p>　　單片機廣泛用于各種實時過程控制系統(tǒng)中，例如工業(yè)過程控制、過程監(jiān)測、航空航天、間斷武器、機器人系統(tǒng)等各種實時控制系統(tǒng)。用單片機進行實時系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和控制，保證系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)，有利于提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　4、在人們生活中的應用</p><p>　　目前國內(nèi)外各種家具已經(jīng)普遍用單片機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制電路，例如，洗衣機、電冰箱、空

27、調(diào)機、微波爐、電飯煲、收音機、音像、電風扇及許多高級電子玩具都配上了單片機。</p><p>　　5、在其他方面的應用</p><p>　　單片機還廣泛應用于辦公自動化領域、商業(yè)營銷領域、安全防衛(wèi)、汽車及通信系統(tǒng)、計算機外部設備、模糊控制等領域。</p><p>　　第3章密碼鎖的設計</p><p>　　3.1設計方案的選擇</

28、p><p>　　3.1.1方案一：采用數(shù)字電路控制</p><p>　　用以74LS112雙JK觸發(fā)器構成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過10秒（一般情況下，用戶不會超過10秒，若用戶覺得不便，還可以修改）電路將報警20秒

29、，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤2分鐘，防止他人的非法操作。采用數(shù)字電路設計的方案好處就是設計簡單但控制的準確性和靈活性差。故不采用。</p><p>　　3.1.2方案二：采用以單片機為核心的控制方案</p><p>　　由于單片機種類繁多，各種型號都有其一定的應用環(huán)境，因此在選用時要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價比。一般來說在選取單片機時從下面幾個方面考慮：性能、存儲器、

30、運行速度、I/O口、定時/計數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些的還有一些最基本的比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機內(nèi)有無時鐘振蕩器、有無上電復位功能等。在開發(fā)過程中單片機還受到：開發(fā)工具、編程器、開發(fā)成本、開發(fā)人員的適應性、技術支持和服務等等因素。</p><p>　　基于以上因素本設計選用單片機AT89C51作為本設計的核

31、心元件，利用單片機靈活的編程設計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，實現(xiàn)基本的密碼鎖功能。在單片機的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制,外接7SEG-MPX8-CC-BLUE顯示器用于顯示作用。當用戶需要開鎖時，先按鍵盤開鎖鍵之后按鍵盤的數(shù)字鍵0－9輸入密碼。當數(shù)字輸入超過6個時，給出報警信息。在密碼輸入過程中，若輸入錯誤，可以利用“CLR”鍵刪除剛才輸入的錯誤的數(shù)字。</p><p>　　可以

32、看出方案二控制靈活準確性好且保密性強還具有擴展功能，根據(jù)現(xiàn)實生活的需要此次設計采用此方案。</p><p>　　3.2本設計所要實現(xiàn)的目標</p><p>　　用4×3組成0～9數(shù)字鍵及確認鍵、刪除鍵；用8位數(shù)碼管組成顯示電路提示信息，當輸入密碼時，只顯示“-”，當密碼位數(shù)輸入完畢按下確認鍵時，對輸入的密碼與設定的密碼進行比較，若密碼正確，則鎖開，此處用LED發(fā)光二極管亮一秒

33、鐘作為提示；若密碼不正確，禁止按鍵輸入3秒，同時發(fā)出“滴、滴”報警聲。</p><p>　　3.3電子密碼鎖的程序設計</p><p><b>　　程序流程圖設計：</b></p><p><b>　　軟件流程圖</b></p><p>　　第4章主要元器件介紹</p><

34、p>　　4.1主控芯片AT89C51</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATME

35、L高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　4.2AT89C51主要性能</p><p>　　·與MCS-51 兼

36、容</p><p>　　·4K字節(jié)可編程FLASH存儲器</p><p>　　·壽命：1000寫/擦循環(huán)</p><p>　　·數(shù)據(jù)保留時間：10年</p><p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz</p><p>　　·三級程序存儲器鎖定</p>&

37、lt;p>　　·128×8位內(nèi)部RAM</p><p>　　·32可編程I/O線</p><p>　　·兩個16位定時器/計數(shù)器</p><p><b>　　·5個中斷源</b></p><p><b>　　·可編程串行通道</b>&

38、lt;/p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p>　　AT89C51引角功能說明</p><p>　　圖4-1AT89C51芯片引腳圖</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><

39、;p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p&

40、gt;　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)

41、部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)

42、部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2P3口的一些特殊功能</p><p>　　P3口同時為閃爍編

43、程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于

44、定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的

45、/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的

46、輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　4.4AT89C51的振蕩器與時鐘電路</p><p>　　單片機內(nèi)各部件之間有條不紊的協(xié)調(diào)工作，其控制信號是在一種基本節(jié)拍的指揮下按一定時間順序發(fā)出的，這些控制信號在時間上的相互關系就是CPU時序。而產(chǎn)生這種基本節(jié)拍的電路就是振蕩器和時鐘電路。</p><p

47、>　　AT89C51單片機內(nèi)部有一個用于構成振蕩器的單級反相放大器，如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3AT89C51內(nèi)部振蕩器電路圖</p><p>　　引腳XTAL1為反相器輸入端，XTAL2為反相器輸出端。當在放大器兩個引腳上外接一個晶體(或陶瓷振蕩器)和電容組成的并聯(lián)諧振電路作為反饋元件時，便構成一個自激振蕩器，</p><p>　　單片機

48、也可采用外部振蕩器向內(nèi)部時鐘電路輸入一固定頻率的時鐘源信號。此時，外部信號接至XTAL1端，輸入給內(nèi)部時鐘電路，而XTAL2端浮空即可。</p><p>　　4.5AT89C51的復位方式</p><p>　　單片機在開機時或在工作中因干擾而使程序失控或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復位。復位的作用是使中央處理器CPU以及其他功能部件都恢復到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)

49、開始工作。</p><p>　　4.5.1復位原理：</p><p>　　AT89C51單片機的復位靠外部電路實現(xiàn)，信號由RESET(RST)引腳輸入，高電平有效，在振蕩器工作時，只要保持RST引腳高電平兩個機器周期，單片機即復位。復位后，PC程序計數(shù)器的內(nèi)容為0000H，其他特殊功能寄存器的復位狀態(tài)如圖4-4所示。片內(nèi)RAM中內(nèi)容不變。</p><p>　　4.

50、5.2常用復位電路</p><p>　　一般有上電復位、手動開關復位和自動復位電路三種，如圖4-5所示</p><p>　　圖4-5單片機復位電路圖</p><p>　?。╝）上電復位電路；（b）手動復位電路；（c）自動復位電路</p><p>　　4.6AT89C51的程序執(zhí)行方式</p><p>　　程序執(zhí)

51、行方式是單片機的基本工作方式，即執(zhí)行用戶編寫好并存放在ROM中的程序。</p><p>　　4.7AT89C51的省電方式</p><p>　　AT89系列單片機有兩種省電運行方式，即空閑方式和掉電方式。省電方式可使單片機功耗最小。</p><p>　　單片機正常工作時消耗10～20 mA電流，空閑方式工作時消耗1.75 mA電流，掉電方式工作時消耗5～50 μ

52、A電流。</p><p>　　在空閑和掉電方式下，單片機內(nèi)部硬件控制電路如圖4-6所示</p><p>　　4-6空閑和掉電方式內(nèi)部電路圖</p><p>　　4.8AT89C51的芯片擦除</p><p>　　整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼

53、陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。</p><p>　　4.9

54、鎖存器74LS245簡介</p><p>　　圖4-774LS245引腳圖</p><p>　　74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動led或者其他的設備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。</p><p>　　當8051單片機的P0口總線負

55、載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。</p><p>　　當片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸;（接收）</p><p>　　DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當CE為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。</p><p>　　由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端1G和

56、2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應相連。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時，74LS245輸入（P0.1←D1），其它時間處于輸出（P0.1→D1）。</p><p>　　4.10 4×3矩陣鍵盤</p><p>　　如圖4-8所示，本系統(tǒng)采用4×3矩陣鍵盤，12個按鍵分為輸

57、入數(shù)字鍵：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；功能鍵CRL、ENTER矩陣鍵盤。</p><p>　　圖4-84×3矩陣鍵盤</p><p>　　第5章用proteus模擬電子密碼鎖</p><p>　　5.1Proteus簡介</p><p>　　Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出

58、版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。

59、是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。</p><p>　　5.2Proteus仿真過程&

60、lt;/p><p>　　1、在開始程序中中點擊proteus的ISIS professional圖標，打開proteus軟件，proteus的啟動頁面如圖5-1：</p><p>　　圖5-1啟動界面</p><p>　　運行結果如圖5-2：</p><p>　　圖5-2運行結果</p><p>　　2、按照需要的

61、元件清單（圖5-3）添加元件</p><p><b>　　圖5-3元件清單</b></p><p>　　在器件選擇按鈕中單擊“P”按鈕，或是執(zhí)行菜單命令“Library”-“Pick Device/Symbol”，分別添加AT89C51、74LS245、7SEG-MPX8-CC-BLUE、BUTTON、LED-YELLOW、RES、SOUNDER器件，如圖5-4所示：

62、</p><p>　　圖5-4添加元件</p><p>　　3、在ISIS原理編輯窗口中放置元件，再單擊工具箱中的“元件終端圖標”，在對象選擇器中單擊“POWER”和“GROUND”放置電源和地，如圖5-5</p><p>　　圖5-5放置電源和地</p><p>　　4、放置好元件后，點擊總線圖標，先布總線，再連接其他各線。左鍵雙擊

63、各元件。設置相應元件參數(shù)，完成電路圖設計，如圖5-6</p><p><b>　　圖5-6電路圖</b></p><p>　　5、在PROTEUS ISIS中進行軟件編程</p><p>　　5.1在PROTEUS ISIS中創(chuàng)建源代碼文件</p><p>　　選用Source→Add/Remove Source fi

64、les 命令，如圖5-7所示。</p><p>　　圖5-7選用Source→Add/Remove Source files 命令</p><p>　　將彈出如圖5-8所示的Add/Remove Source Code Fils對話框</p><p>　　圖5-8Add/Remove Source Code Fils對話框</p><p>

65、;　　點擊code generation tool 下方的下拉式菜單，將列出系統(tǒng)提供的代碼生成工具，如圖5-8所示。在本例中微處理器為80C51，因此選擇“ASEM51”代碼生成工具。</p><p>　　點選“NEW”按鈕，將出現(xiàn)圖5-9所示的新的源文件建立對話框。</p><p>　　在文件名一欄中為源代碼鍵入文件名“AT89C51”，并在文件類型中指定新建源文件的類型為“ASM51

66、source files (*.asm),如圖5-9所示。</p><p>　　圖5-9新的源文件建立對話框</p><p>　　點擊打開按鈕，將出現(xiàn)如圖5-10所示的對話框，點選“是（Y）”按鈕，即可完成新源文件的創(chuàng)建和添加，如圖5-11所示。點擊“OK”按鈕關閉源代碼文件創(chuàng)建對話框。</p><p>　　圖5-10新建源文件對話框圖 5-1

67、1源代碼文件創(chuàng)建完成</p><p>　　5.1.2在PROTEUS ISIS 中編輯源代碼</p><p>　　在PROTEUS ISIS 編輯環(huán)境中按動ALT-S鍵，打開Source菜單，如圖5-12所示。</p><p>　　點選“1.AT89C51.ASM”，即可打開源文件編輯窗口，如圖5-13所示，在編輯環(huán)境中鍵入程序，并保存。</p>&l

68、t;p>　　圖5-12 打開Source菜單</p><p>　　圖5-13源文件編輯窗口</p><p>　　控制電路軟件源程序如下：</p><p>　　;******************************************************* ;以下8個字節(jié)存放8位數(shù)碼管的段碼 LED_BIT_1 EQU

69、 30H LED_BIT_2 EQU 31H LED_BIT_3 EQU 32H LED_BIT_4 EQU 33H LED_BIT_5 EQU 34H LED_BIT_6 EQU 35H LED_BIT_7 EQU 36H LED_BIT_8 EQU 37H ;以下6個字節(jié)存放初始密碼 WORD_1 EQU 38H WORD_

70、2 EQU 39H WORD_3 EQU 3AH WORD_4 EQU 3BH WORD_5 EQU 3CH WORD_6 EQU 3DH ;以下6個字節(jié)存放用戶輸入的6位密碼 KEY_1 EQU 3EH KEY_2 EQU 3FH KEY_3 EQU 40H KEY_4 EQU 41H KEY_5 EQU 42H&#

71、160;KEY_6 EQU 43H ;*************************************************</p><p>　　ALARM_1:SETB TR0 ;操作錯誤報警 JB TR0,$ RET ALARM_2:SETB TR0 ;密碼錯誤報警 JB TR0,$ LCALL DLY_

72、L RET ;************************************************** ;定時器中斷服務程序,用于聲音報警 INT_T0: CPL P1.7 MOV TH0,#(65536-700)/256 MOV TL0,#(65536-700)MOD 256 INC CNT_A MOV R1,CNT_A

73、60;CJNE R1,#30,RETUNE MOV CNT_A,#00H INC CNT_B MOV R1,CNT_B CJNE R1,#20,RETUNE MOV CNT_A,#00H MOV CNT_B,#00H CLR TR0 RETUNE: RETI ;**********************************

74、**************** ;段碼,輸入密碼左移子程序 SHIFTL: MOV LED_BIT_</p><p>　　編輯完成后，點選File→Save按鈕，如圖5-13所示。在源程序編輯窗口，按動ALT-TAB鍵切換回ISIS編輯環(huán)境。</p><p>　　5.1.3在PROTEUS ISIS 中將源代碼文件生成目標代碼</p><p&g

75、t;　　選擇Source→Build All 命令，如圖5-14所示。</p><p>　　圖5-14 選擇Source→Build All 命令</p><p>　　執(zhí)行這一命令后，ISIS將會運行相應的代碼生成工具，對所有源文件進行編譯、連接，生成目標代碼，同時彈出BUILD LOG 窗口，如圖所示。</p><p>　　圖5-15 BUILD LOG窗口&

76、lt;/p><p>　　這一創(chuàng)建信息給出了關于源代碼的編譯信息。本例中的源代碼沒有語法錯誤，并且PROTEUS ISIS 將源代碼生成了目標代碼。</p><p><b>　　5.2系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　5.2.1將目標代碼添加到電路</p><p>　　在PROTEUS ISIS 編輯環(huán)境中，用鼠標左鍵雙擊

77、AT89C51，將彈出如圖5-16所示的AT89C51元件屬性編輯對話框。</p><p>　　點擊Program File 文本框中的打開按鈕，彈出文件瀏覽窗口。</p><p>　　選擇“AT89C51.hex” 文件后，點擊“打開”按鈕，此時就將目標代碼添加到了電路中。點擊“OK”按鈕完成編輯。</p><p>　　圖5-16AT89C51 元件屬性編輯對話

78、框</p><p><b>　　5.2.2電路調(diào)試</b></p><p>　　按動控制面板中的暫停按鈕，開始調(diào)試程序。此時系統(tǒng)彈出源代碼窗口，如圖5-17所示</p><p>　　圖5-17源代碼窗口</p><p>　　調(diào)試程序，檢查錯誤，直至程序無錯誤。</p><p>　　按動控制面板

79、中的開始按鈕，運行程序，程序運行初始結果只顯示PE,如圖5-18所示：</p><p>　　圖5-18程序運行初始圖</p><p>　　輸入最大6位的密碼，，在輸入密碼過程中，數(shù)碼管只顯示“-”。程序運行結果如圖5-19所示：</p><p>　　圖5-19程序運行結果圖</p><p>　　當密碼輸入完后，按下“ENTER”鍵，進行密

80、碼比較，當輸入密碼為123456時，則鎖開，此處用LED發(fā)光二極管亮一秒鐘作為提示；當密碼不正確時，禁止按鍵3秒，同時發(fā)出“滴、滴”報警聲。當密碼輸入錯誤時，可利用“CLR”鍵刪除剛才輸入的錯誤的數(shù)字。由于此次打印為黑白色，所以LED發(fā)光二極管亮與不亮不能分辨，所以就不展示燈亮后的圖片。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、周潤景、張

81、麗娜、劉映群，PROTEUS入門使用教程，機械工業(yè)出版社</p><p>　　2、周潤景、張麗娜、丁莉，基于PROTEUS的電路及單片機設計與仿真，北京航空航天大學出版社</p><p>　　3、林立、張俊亮、曹旭東、劉得軍，單片機原理及應用，電子工業(yè)出版社</p><p>　　4、劉守義、楊宏麗、王靜霞，單片機應用技術，西安電子科技大學出版社</p>