基于单片机的电子密码锁设计(论文程序硬件)(编辑修改稿)

基于单片机的电子密码锁设计(论文程序硬件)(编辑修改稿)内容摘要：

2） RAM 地址映射图控制器内部带有 80X8 位（ 80字节）的 RAM 缓冲区，对应关系如右图所示： 3） 指令说明  初始化设置  显示模式设置 图 SMC1602A 接口说明 图 SMC1602A RAM 地址映射图 图 SMC1602A 显示模式设置 河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 9  显示开 /关及光标设置  数据控制 控制器内部设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部 80 字节RAM。  数据指针设置  其他设置 4） 初始化过程（复位过程）  写指令 38H：显示模式设置第一次  延时 3ms  写指令 38H：显示模式设置第二次  延时 3ms 图 SMC1602A 显示与光标设置 图 SMC1602A 数据结构指针设置 图 SMC1602A 其他设置 河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 10  写指令 38H：显示模式设置第三次  延时 3ms  写指令 38H：显示模式设置第四次  延时 3ms  写指令 08H：显示关闭  写指令 01H：显示清屏  延时 3ms  写指令 06H：显示光标移动设置  写指令 0CH：显示开及光标设置 系统框图 本系统的 核心部分是 STC89C52 单片机， 利用 MAX232 芯片实现将 hex 文件下载到单片机运行的功能；利用 SMC1602 液晶显示屏实现电子密码锁所需的提示信息输出功能；利用 键盘实现 对 密码 操作的各项 的功能 比如输入密码或者修改密码等 ；采用蜂鸣器实现 系统 在输入密码错误三次后的自动 报警功能； LED 灯来指示密码输入是否正确和指示状态的功能；利用 STC 单片机内部的 EEPROM 实现密码 数据 保存功能；用电源电路为 系统提供 5V的稳定电源 电源；用 12MHZ 的 晶振电路为系统的单片机提供内部时钟。 系统的框图如下图所示： 图 系统结构框图 单片机中 ~ 连接 10个独立按键来组成一个矩阵键盘， 实现 键盘扫描并 单片机 STC89C51 电源电路与晶振电路 复位电路 LCD 液晶显示电路 UART 串口 矩阵键盘电路 报警电路与指示电路 河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 11 对按键进行编码，从而实现输入密码和修改密码的功能； 通过 NPN 型三极管来驱动 蜂鸣器， 当输入密码错误三次后自动 实现报警功能； ~ 连接液晶显示器的 8位数据线，实现从单片机向液晶显示器传输数据； RS端和 max232的 out 端、 连接液晶的 RW端和 max232 的 in端、 连接液晶的 EN 端，实现单片机控制液晶显示器和连接串口的功能； 连接独立按键，按键后进入输入密码状态； 单片机的 、 、 都 连接 了 独立按键， 这些独立键盘都是功能键盘他们是：输入密码功能键，按下系统会进入输入密码状态；修改密码功能键，按下系统会进入修改密码状态 ；还有一个确定功能键，按下系统会实 现确定功能 ； 和 分别连接红色 LED 灯和绿色的 LED 灯，实现密码输入是否正确指示的功能。 本章小结 根据毕业设计的要求和系统中所用到的元件的原理特征，确定了设计的总体方案即：以 STC89C52 为主控制器， SMC1602A 液晶显示为提示器件，矩阵键盘为输入器件，蜂鸣器为报警器件， STC89C52 内部的 EEPROM 为存储数据器件， LED 灯为指示器件，MAX232 和上位机实现异步通信的器件 等。 这些器件与单片机的连接方式将在下面的内容进行说明。 河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 12 3 系统硬件设计 本设计包括 8个 电路 模块，其中 包括 ： 指示灯电路模块、 5V电源电路模块、晶振电路模块、复位电路模块、 LCD 显示电路模块、报警电路模块、键盘电路模块、串口电路模块。 指示灯 电路设计 指示电路分为两个部分：电源指示和密码输入 状态 指示，设计电路如下图所示： 电源指示灯电路设计 当电源接通后指示灯亮，表示系统供电正常。 图 电源指示灯电路 密码输入 状态 指示 电路设计 连接红色 LED1， LED1 亮表示当前密码输入错误； 连接绿色 LED2， LED2亮表示当前密码输入正确， LED LED2 全亮表示系统在修改密码状态。 图 密码输入 状态 指示 电路 5V电源 电路设计 设计电路如下图所示： VCC1KR7D1POWERGND1KR51KR6D3REDD4GREENLED1LED2河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 13 图 电源电路接法电路 晶振 电路设计 晶振电路这里采用的是 内部振荡器接法 ，晶振的频率为 12MHZ，它为单片机提供内部时钟源，设计 电路 如下图所示： 图 晶振电路 复位 电路设计 单片机 的复位 本设计 手动 复位， 复位的 作用是防止 程序由于某些原因跑飞 ，通过此键 来保证单片机运行的可靠性 ， 设计 电路 如下图所示： 图 复位电路 LCD 显示 电路设计 单片机的 ~ 连接液晶显示器的 7~14 脚（ 8 位数据），实现从单片机向12J2CON2C7100uF/25VC10100uF/25VC8104C9104Vin1GND2+5V3U4LM7805CTVCCD6IN4007D7IN4007D8IN4007D9IN400712J4CON2+20pFC120pFC2Y1GNDX1X2S1SWPB10KR1VCCGND10uFC11RST河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 14 液晶显示器传输数据的功能； 连接液晶 4脚（ RS 端），从而实现单片机向其发送命令或数据功能； 连接液晶的 5脚（ RW 端），从而实现单片机对其读写的功能； 连接液晶的 6脚（ EN 端），这个引脚是用来编程控制 lcd 使能的。 还有 lcd 显示器的 3引脚连接 10K 欧姆的可变电阻器，当改变它的阻值大小时可以改变 lcd 显示的对比度如，设计电路下图所示： 图 液晶显示电路 报警 电路设计 蜂鸣器的 连接到单片机的 端。 当编程给 一个高电平的话，三极管的源极 和集电极导 通，蜂鸣器将要通电，通过设置蜂鸣器的通电的时间来实现报警的声音，设计电路如下图所示： 图 报警电路 12345678910111213141516P1SMC1602AGNDVCCR1110KVCCGNDLCDRSLCDRWLCDEND0D1D2D3D4D5D6D7LS1BellVCCGND10KR10Q1PNP河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 15 键盘 电路设计 键盘电路分为两种：矩阵式输入键盘和独立按键，矩阵式输入键盘是（ 0~9） 10个数 输 入键，独立按键共 3个为功能键：输入密码 键 、修改密码 键 、确定 键 ，设计电路如下图所示： 矩阵式键盘 矩阵键盘与单片机的引脚连接如下图 ,其中的 ~ 是行扫描， ~列扫描。 图 矩阵键盘电路 独立式功能键 以下三个独立按键是密码锁的功能键， S12 连接 实现进入输入密码状态的功能； S13 连接 实现按键后进入修改密码状态的功能； S14 连接 实现确定功能。 图 功能键盘电路 S20S64S108S31S75S119S42S86S53S97 10KR210KR310KR4VCCS12XGPASSWDS13INPUTPASSWDS14OKGNDGAIMIMIMAOK河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 16 串口 电路设计 串口电路的作用是将 TTL 电平转换为 CMOS 电平，从而将 PC机产生的 hex 文件拷贝到单片机中，设计电路如下图所示： 图 串口电路 本章小结 根据毕业设计的设计要求完成了以上所述的各个硬件部分的设计。 系统硬件设计共分为 8个部分：指示电路设计的作用是指示电源与密码输入状态的指示作用； 5V电源电路设计的作用是为系统提供稳定的电压；晶振电路设计的作用是为单片机的运行提供内部的时钟脉冲；复位电路设计的作用是防止程序跑飞回复运行的作用；液晶显示电路设计的作用是提示与指示操作的作用；报警电路设计的作用是当密码输入错误三次以上能够报警；键盘电路设计的作用是向系统输入数据 和进入各种功能状态；串口电路设计的作用是将 hex 文件拷贝到单片机内部 rom。 R1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10V+2V6R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C1+1C1 3C2+4C2 5U6MAX232C6104C5104C4104RXDTXDLCDRSLCDRWVCC162738495J3DB9RXDTXDC3104河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 17 4 系统 软件设计 本系统软件主要包括 10 个 软件 程序模块：主程序、键盘扫描程序、输入密码程序、修改密码、时间显示程序、时间调整程序、报警程序、对 EEPROM 操作程序、还原出厂设置程序、密码校验函数 等函数模块的设计。 主程序设计 流程 主程序流程图 如下图所示 ： 图 系统主程序流程图 N Y N Y N Y N Y N Y 是否一键还原。 调用密码还原函数 是否输入密码。 调用输入密码函数 是否输错到 3 次。 调用报警函数 初始化 显示时钟 是否设置时钟。 调用设置时钟函数 调用修改密码函数下。 是否修改密码。 开始 河北工业大学城市学院 20xx 届本科毕业论文 18 系统上电后，系统将 对硬件中的寄存器进行 初始化 设置 ，初始化 的寄存器主要是 初始化 单片机的内部 定时器 用哪个定时器就要使能该定时器然后设置它的定时 初值； 初始化液晶， 主要是初始化 lcd 的显示方式等； 初始化 单片机的 IO 端口等。 当初始化完成后系统进入了 显示当前时间的 等待状态， 在显示 时间的同时系统在主函数中也不断的调用以 下几个功能函数 ：输入密码 子 函数，修改时间 子函数 ，报警 子 函数，一键还原 子 函数 等。 当系统检测到有功能键按下的时候，系统就调用相应的子函数去执行 ， 来实现 相应子程序的预设 功能。 下面对主要的函数模块的流程简要的说明。 键盘扫描设计流程 键。