《AT89C51芯片电子密码锁设计论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AT89C51芯片电子密码锁设计论文（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 . 摘 要 电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，通过编程来实现功能。本次课程设计采用现在流行的、移植方面更加灵活的、方便易懂的C语言。整个程序采用结构化模块化的方法，使得程序在修改方面显得非常的方便快捷。用户想要打开锁必先通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，如果密码输入错误，会报警；三次以上，锁定键盘，亮红灯。密码输入正确，亮绿灯。 本次设计采用的硬件有AT89C51芯片，采用它作为运算芯片；采用中断方式判断4*4矩阵键盘是否有按键按下，并核对密码；在显示方面，每输入一次数值
2、，都会在LCD上显示。使得整个设计更具有视觉性。关键词:电子密码锁、单片机、报警目 录第1章 系统总体设计11.1 系统结构11.2 系统组成91.3 系统可行性分析10第2章 硬件电路设计112.1 单片机AT89C52简介112.2 4*4矩阵键盘152.3 1604LCD液晶显示屏162.4 发光二极管LED252.5 蜂鸣器262.6电路原理图312.7电路仿真图32第3章 软件程序设计334.1 软件设计流程图344.2程序35参考文献39致40附录1：PCB封装电路图41附录2.1：密码锁设计主程序42附录2.2：键扫程序47附录2.3：12864显示子程序49附录2.4：AT24
3、02存储子程序53 / 第1章 系统总体设计1.1 系统结构电源 AT89C51液晶显示屏蜂鸣器LED44键盘上拉电阻 图11 系统结构图1.2 系统组成如图21所示系统主要由AT89C51、1602液晶显示器、LED、4*4矩阵键盘、蜂鸣器电路等组成。1.3 系统可行性分析 系统工作原理分析：使用AT89C51单片机、4*4矩阵键盘、LED、1602液晶显示器等。矩阵键盘分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、确认键组成。系统开始显示“WELCOMINPUT”提示输入密码；输入密码时，LCD显示电路显示为“*”，当密码输入完毕按下确认键时，对输入密码与设定的密码进行比较，若密码正确则L
4、CD显示电路显示为“welcom ight open”提示绿灯亮；若密码不正确，LCD显示电路显示提示“worry”。蜂鸣器发声，三次红灯亮，锁定键盘，可以提高系统的安全系数。第2章 硬件电路设计2.1 单片机AT89C51简介AT89C51为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。1 AT89S52主要功能列举如下：（1）拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash（2）晶片部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）（3）部程序存储器（ROM）为 8KB(4) 部数据存储器（RAM）为 256字节(5) 32 个可编程I/O
5、 口线(6) 8 个中断向量源(7) 三个 16 位定时器/计数器(8) 三级加密程序存储器(9) 全双工UART串行通道2.MCS-51的引脚说明：MCS-51系列单片机中的8031、8051与8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：MCS-51的引脚说明：MCS-51系列单片机中的8031、8051与8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器
6、的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：如图2.1.2图2.1.2 89C51的引脚结构2.2 4*4矩阵键盘矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上。节省I/O口。矩阵键盘工作原理：行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键，行线处于高电平状态，有键按下，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平为低，则行线电平为低；列线电平为高，则行线电平为高。如图所示，本系统采用4*4矩阵键盘，前11个按键按顺序分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、确认键，后面的键未定义。用户只能通过键盘输入密码。
7、图32 4*4 矩阵键盘原理图3.5 1602LCD液晶显示屏图35 液晶屏电路原理图3.5.1 概述LCD是一种利用液晶的扭曲、向列效应制成的新型显示器。它具有体积小，质量轻，功耗低，抵制干扰能力强等优点，因而在单片机系统中被广泛应用。LCD本身不发光，是通过借助外界光线照射液晶材料而实现显示的被动显示器件3.5.2 基本特性:（1） 、低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V）（2） 、显示分辨率:12864点 （3） 、置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字(简繁体可选) （4） 、置 128个168点阵字符 （5） 、2MHZ时钟频率 （6） 、显示方式：STN、半透、正显 （7）
8、 、驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8） 、视角方向：6点 （9） 、背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/51/10 （10） 、通讯方式：串行、并口可选 （11） 、置DC-DC转换电路，无需外加负压 （12） 、无需片选信号，简化软件设计（13） 、工作温度: 0 - +55 ,存储温度: -20 - +60模块接口说明：*注释1：如在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将PSB接固定低电平，也可以将模块上的J8和“GND”用焊锡短接。*注释2：模块部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA
9、、JK用焊锡短接。3.5.3 并行接口管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3.0+5V电源正3V0-对比度（亮度）调整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0为显示数据RS=“L”,表示DB7DB0为显示指令数据5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的数据被写到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信号7DB0H/L三态数据线8DB1H/L三态数据线9DB2H/L三态数据线10DB3H/L三态数据线11DB4H/L三态数据线12DB5H/L三态数据线13DB6H/L三态数据线14DB7H
10、/L三态数据线15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）16NC-空脚17/RESETH/L复位端，低电平有效（见注释2）18VOUT-LCD驱动电压输出端19AVDD背光源正端（+5V）（见注释3）20KVSS背光源负端（见注释3）*注释1：如在实际应用中仅使用并口通讯模式，可将PSB接固定高电平，也可以将模块上的J8和“VCC”用焊锡短接。*注释2：模块部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。四.模块主要硬件构成说明3.5.4 控制器接口信号说明 1、RS，R/W的配合选择决定
11、控制界面的4种模式RSR/W功能说明00MPU写指令到指令暂存器（IR）01读出忙标志（BF）与地址记数器（AC）的状态10MPU写入数据到数据暂存器（DR）11MPU从数据暂存器（DR）中读出 2、E信号E状态执行动作结果高低I/O缓冲DR配合/W进行写数据或指令高DRI/O缓冲配合R进行读数据或指令低/低高无动作 3 、忙标志:BF BF标志提供部工作情况.BF=1表示模块在进行部操作,此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据.利用STATUS RD 指令,可以将BF读到DB7总线,从而检验模块之工作状态. 4、字型产生ROM（CGROM）： 字型
12、产生ROM（CGROM）提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY ON),DDRAM 的容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF)。DFF 的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。 5、显示数据RAM（DDRAM）模块部显示数据RAM提供642个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM字型与CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，
13、在0000H0006H的编码中（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）将选择CGRAM的自定义字型，02H7FH的编码中将选择半角英数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码BIG5（A140D75F），GB（A1A0-F7FFH）。 6、字型产生RAM(CGRAM) 字型产生RAM提供图象定义(造字)功能, 可以提供四组1616点的自定义图象空间，使用者可以将部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。 7、地址计数器AC 地址计数器是用来贮存DDRAM/CG
14、RAM之一的地址,它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6DB0中。 8、光标/闪烁控制电路此模块提供硬体光标与闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或闪烁位置。3.6 发光二极管LED图36 二极管LED LED是单片机应用系统中常用的输出设备，LED由发光二极管构成，具有结构简单、价格便宜等特点。在本次设计中用到了两个LED。它们由引脚控制，当密码正确时相应的引脚变为低电平从而发光，绿灯亮。错误时红灯亮。 3.8 蜂鸣器图38 蜂鸣器由于蜂鸣器使用P1口驱动要加上上拉电阻如图38。当密码输入错误，P1口变为高电平从而使蜂鸣器发声。
