基于AT24C02电子密码锁设计.doc

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基于AT24C02电子密码锁的设计
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基于AT24C02电子密码锁的设计
单片机应用课程设计
设计题目:基于AT24C02电子密码锁的设计
目录
1
设计任务.......................
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2
系统整体方案设计...............
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各个模块方案论证............
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芯片选择................
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显示器的选择............
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整体方案设计................
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3
硬件电路设计...................
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单片机最小系统..............
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AT24C20储蓄密码电路........
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矩阵键盘电路................................6

液晶显示电路................................6
4
系统软件设计...................
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主程序流程图................................
7

子程序流程图................................
8
......................
8
.........................
9
5
实物调试.......................
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实性物能解析................................
9
6
心得领悟.......................
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附录1...........................
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(1)系统总电路图.............................
15
(2)系统仿真图...............................
15
附录2...........................
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(1)程序清单..................
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设计任务
基于AT24C02电子密码锁的设计
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基于AT24C02电子密码锁的设计
基本要求:采纳AT24C02与单片机STC89C52相结合设计电子密码锁,而后
经过矩阵键盘按键进行密码的输入、除去、改正、***等功能。
系统整体方案设计

芯片选择
因为设计的是电子密码锁,而单片机AT89C52为8位通用微办理器,采纳工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52同样,其主要用于汇聚调整时的功能控制。功能包含对汇聚主IC内部存放器、数据RAM及外面接口等功能部件的初始化,汇聚调整控制,汇聚测试图控制,红外遥控信号
IR的接收解码及与主板CPU通讯等。主要管脚有:XTAL1(19脚)和XTAL2(18
脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz晶振。RST/Vpd(9脚)为复位输入端
口,外接电阻电容构成的复位电路。VCC(40脚)和VSS(20脚)为供电端口,
分别接+5V电源的正负端。P0~P3为可编程通用I/O脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0端口(32~39脚)被定义为N1功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13脚定义为IR输入端,10脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS(18脚)和SCLS(19脚)端口,12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU的相应功能端,用于当前制式的检
测及汇聚调整状态进入的控制功能。
所以我们以此单片机为核心,采纳AT24C02作为储蓄密码芯片,利用单片机
进行控制,外加显示电路和键盘电路,即构成一个基本的电子密码锁系统。

LCD1602拥有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻盈,比较度可调、内
含复位电路、供给各种控制命令等特色,完整满足本次设计的需要,所以,选择
LCD1602作为显示器进执行用。
基于AT24C02电子密码锁的设计
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密码锁设计的要点问题是实现密码的输入、除去、改正、***等功能:
1、密码输入功能:插上电源后,第一次使用或忘掉密码时可以用111111对
其密码初始化,LCD提示输入密码,输入密码时在1602LCD上显示“*”每输入
一个数字,LCD上向右移一格,同时“*”加一个。值到输入6个“*”为此,若
一次性输入大于6个密码,则只保留前6位密码,按“确立”奏效。若按撤消键,
锁关闭,全部输入除去错误。输入计数达三次时,报警并锁定键盘。
2、密码改正功能:密码锁在打开的状态再次输入原密码,会有提示输入新
密码,输入新密码后按更正键再次输入新密码后就能成功更正密码(初始密码是
6个1)。
3、当密码输入成功后,也许密码更正成功后,LCD上有提示成功字符LED
灯亮,同时蜂鸣器响两声作为提示。
AT24C02电子密码锁整体设计方案如图1所示。
图1整体设计方案
系统硬件电路设计

单片机是电子时钟系统的主控制器。其最小系统主要由STC89C52单片机、
晶振电路及单片机复位电路构成。
晶振系统由两个30pf的陶瓷电容和一个12MHz的晶振构成,分别接在XTAL1、
XTAL2上,在单片机内部,这两个端口是一个反相放大器的输入端,这个放大器
构成了片内振荡器,它决定了单片机的时钟周期。
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单片机有一个复位引脚RST,高电平有效,只要RST保持高电平,单片机将
循环复位,复位时期,ALE、PSEN输出高电平。RST从高电平变为低电平以后,
PC指针变为0000H,使单片机从程序储存器地址为0000H的单元开始执行。当单片机执行程序出错或进入死循环时,也可按复位按钮重新启动。单片机最小系统如图2所示。
图2
.
为了保留用户设置的密码,本系统使用AT24C02用来保留用户设置的密码,
它的SCL、SDA端分别接单片机的T0、T1端,用于与单片机之间读写操作的数据
传输;WP接低电平表示单片机可以对器件进行正常的读/写操作;E0、E1、E2
是器件地址输入端,都接低电平表示只有一个AT24C02被器件寻址。该电路要注
意的是SCL、SDA一定加上一上接电阻,。用户设置的密码存放在
ST24C02中,当需要改正或读取用户密码时,只要对ST24C02里的数据改正或读
取。ST24C02储蓄密码电路如图3所示。
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图3

矩阵键盘电路主要作用就是输入密码,它由行线和列线构成,按键位于行、列的交织点上,行列分别连接到按键开关的两端。无按键按动作时列线处于高电平状态;
有按键按下时,交点的行线和列线相通,列线电平状态将由与此列线相连的
行线电平决定。
行线电平假如低,则列线电平为低;行线电平假如为高,则列线电平也为高。
这是鉴别矩阵式键盘按键能否被按下的要点所在。
因为矩阵键盘中行、列线为多键公用,各按键均影响该键所在的行和列的电平,所以一定将行、列线信号配合起来作合适的办理,才能确立闭合键所在的地址。矩阵式键盘节约了很多的I/O口,适用于按键数目比许多的场合。
本设计的4*4键盘即采纳矩阵式键盘。矩阵键盘电路图如图4所示
图4

1602的引脚功能:
第1脚:为地电源。
第2脚:VCC接5V正电源。
第3脚:为液晶显示器比较度调整端,接正电源时比较度最弱,接地电源时比较度最高,比较度过高时会产生“鬼影”,使用时可以经过一个20K的电位器调整比较度。
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第4脚:RS为存放器选择,高电平常选择数据存放器、低电平常选择指令存放器。
第5脚:RW为读写信号线,高电平常进行读操作,低电平常进行写操作。当RS和RW共同为低电平常可以写入指令也许显示地址,
当RS为低电平RW为高电平常可以读忙信号,当RS为高电平RW为低电平常
可以写入数据。
第6脚:E端为使能端,E端由高电平跳变为低电平常,液晶模块执行命令。
第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。
第15~16脚:15脚接VCC,16脚接地。
1602电路图如图5所示。
图5
系统软件设计
因为单片机是可编程控制器,故采纳C语言对单片机进行程序的编写。主程序主要由矩阵键盘程序、1602液晶屏程序及AT24C02程序构成。
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图6
上图6为主程序流程图。开始先初始化,而后屏幕显示password先扫描按
键,确认能否可以按键按出密码,假如没有按键按下,则重新扫描按键,如有键
按下则按下更正键并保留密码就会出现新的密码,若不按下更正键则还是本来刚
设置的初始密码,按下输入键并输入密码,不按下输入键则重新回到扫描按键步
骤,若密码正确则***。密码错误则报警显示错误。


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图7
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图7展现了AT24C02的一个工作流程:第一是对AT24C02进行初始化,方便
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密码的输入,当输入的密码正确,就会解锁,显示屏显示

open,不然显示

error
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并重新输入密码。
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图8
1602显示器的工作流程图展现了1602的工作流程:启动时,第一对1602进行初始化,而后检测有没有数据写入,当有数据写入时,1602便读出数据并显示,没有数据写入时,1602就向来处于等候中,直至有数据写入。1602子程序流程图如图8所示。
实物调试

用KEIL编写程序软件编写程序、经过Proteus仿真软件仿真调试以后,确认了此系统可正常运转,在这样的前提下,我们利用一个单片机最小系统、一块用电路板焊接的模块和一个1602液晶显示屏完成了第一次实物仿真。
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图9
图9界面显示为输入密码,这时我们按下按键输入密码。
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当我们输入密码时,以下图为密码正确的实物图,如图10所示。
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