單片機(jī)在電磁密碼箱中的應(yīng)用

姚非非

摘 要：本系統(tǒng)由STC89C52單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振電路、4×4矩陣鍵盤、蜂鳴器、繼電器和電磁鎖等組成，4×4鍵盤主要用于密碼的輸入和修改，蜂鳴器報(bào)警，復(fù)位電路和晶振電路與STC89C52單片機(jī)組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。它具有設(shè)置、修改6位用戶密碼、輸錯(cuò)報(bào)警、密碼錯(cuò)誤報(bào)警等功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。

關(guān)鍵詞：電磁密碼箱，報(bào)警，蜂鳴器，STC89C52

一、總體方案設(shè)計(jì)

它是以STC89C52單片機(jī)為核心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識(shí)別、驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器并檢測(cè)其驅(qū)動(dòng)電流值、接收蜂鳴器送來(lái)的報(bào)警信號(hào)、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的六位密碼進(jìn)行比較，六位密碼可以有298萬(wàn)多組密碼供主人隨意變換，保密性極高，可選密碼組是連續(xù)排列的，如果密碼正確，則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼輸入不正確，則單片機(jī)通過(guò)通信線路向智能報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

密碼箱主要由矩陣鍵盤、單片機(jī)、外部硬件等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。實(shí)際使用時(shí)只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電磁密碼箱的電磁鐵吸合線圈即可，當(dāng)然也可以用繼電器的常開觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈，單片機(jī)將每次開鎖操作和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給單片機(jī)的芯片處理，同時(shí)將接收來(lái)自無(wú)限循環(huán)的密碼識(shí)別程序的報(bào)警信息也發(fā)送給智能報(bào)警器，從而使整個(gè)密碼箱正常運(yùn)行。

二、硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用STC系統(tǒng)列單片機(jī)，相比其他系列單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)。一般STC單片機(jī)資源比其他單片機(jī)要多，而且執(zhí)行速度快；STC系列單片機(jī)使用串口對(duì)單片機(jī)進(jìn)行燒寫，下載程序較為方便；STC51單片機(jī)內(nèi)部集成了看門狗電路；且具有很強(qiáng)抗干擾能力。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路和加電自復(fù)位的復(fù)位電路，由于單片機(jī)P0口內(nèi)部不含上拉電阻，為高阻態(tài)，不能正常地輸出高/低電平，因而該組I/O口在使用時(shí)必須外接上拉電阻。

2、鍵盤電路設(shè)計(jì)

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般都會(huì)設(shè)置鍵盤，主要為了控制運(yùn)行狀態(tài)，輸入一些命令或數(shù)據(jù)，以完成特定的人機(jī)交互。鍵盤是與單片機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的最基本的途徑，其以按鍵的形式來(lái)設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)，按鍵的輸入狀態(tài)本質(zhì)上是一個(gè)開關(guān)量。對(duì)于簡(jiǎn)單的開關(guān)量的輸入可以采用獨(dú)立式按鍵，這種方法接口簡(jiǎn)單，但占用單片機(jī)I/O端口資源較多。對(duì)于輸入?yún)?shù)較多、功能復(fù)雜的系統(tǒng)，需要采用矩陣式鍵盤進(jìn)行輸入控制。本系統(tǒng)采用4×4矩陣式鍵盤。

3、液晶顯示電路設(shè)計(jì)

液晶顯示器（LCD）是一種功耗很低的顯示器，它的使用非常廣泛，比如電子表、計(jì)算器、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)的顯示器和液晶電視等。電子密碼鎖中需要顯示的信息比較多，為了能直觀的看到結(jié)果，并且為了設(shè)計(jì)顯的美觀，使用總線和排阻進(jìn)行簡(jiǎn)化連接方式，本設(shè)計(jì)采用液晶顯示屏LCD進(jìn)行顯示，

4、存儲(chǔ)芯片電路設(shè)計(jì)

I2C總線（Inter Intergrate Circuit BUS）全稱為芯片間總線，它在芯片間以兩根連線實(shí)現(xiàn)全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，一條數(shù)據(jù)線（SDA）和一條串行時(shí)鐘線（SDL），可以很方便地構(gòu)成外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。I2C總線采用兩線制，由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL構(gòu)成，為了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，本系統(tǒng)使用串行EEPROM芯片，AT24C01系列是典型的I2C串行總線的EEPROM，本系統(tǒng)采用此芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案

1、主程序流圖

如圖所示為主程序流程圖，用戶才可以自行設(shè)定和修改6位密碼，密碼輸錯(cuò)會(huì)有提示聲。只有鍵入6位開鎖密碼完成正確才能開鎖。

四、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

安裝步驟1.檢查元件的好壞。按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞，按各元件的檢測(cè)方法分別進(jìn)行檢測(cè)，一定要仔細(xì)認(rèn)真。而且要認(rèn)真核對(duì)原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤焊件后不便改正。2.放置、焊接各元件按原理圖的位置放置各元件，在放置過(guò)程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高的和要求較高的元件。特別是容易損壞的元件要后焊，在焊集成芯片時(shí)連續(xù)焊接時(shí)間不要超過(guò)10s，注意芯片的安裝方向。

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