姚非非

摘 要：本系統(tǒng)由STC89C52單片機、復位電路、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，蜂鳴器報警，復位電路和晶振電路與STC89C52單片機組成單片機最小系統(tǒng)。它具有設置、修改6位用戶密碼、輸錯報警、密碼錯誤報警等功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實用。

關鍵詞：電磁密碼箱，報警，蜂鳴器，STC89C52

一、總體方案設計

它是以STC89C52單片機為核心，配以相應硬件電路，完成密碼的設置、存貯、識別、驅動電磁執(zhí)行器并檢測其驅動電流值、接收蜂鳴器送來的報警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的六位密碼進行比較，六位密碼可以有298萬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，則驅動電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼輸入不正確，則單片機通過通信線路向智能報警器發(fā)出報警信號。

密碼箱主要由矩陣鍵盤、單片機、外部硬件等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進行各種功能的實現(xiàn)。實際使用時只要將單片機的負載由繼電器換成電磁密碼箱的電磁鐵吸合線圈即可，當然也可以用繼電器的常開觸點去控制電磁鐵吸合線圈，單片機將每次開鎖操作和此時電磁執(zhí)行器的驅動電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給單片機的芯片處理，同時將接收來自無限循環(huán)的密碼識別程序的報警信息也發(fā)送給智能報警器，從而使整個密碼箱正常運行。

二、硬件實現(xiàn)及單元電路設計

1、單片機的時鐘電路與復位電路設計

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

2、鍵盤電路設計

在單片機應用系統(tǒng)中，一般都會設置鍵盤，主要為了控制運行狀態(tài)，輸入一些命令或數(shù)據(jù)，以完成特定的人機交互。鍵盤是與單片機進行人機交互的最基本的途徑，其以按鍵的形式來設置控制功能或輸入數(shù)據(jù)，按鍵的輸入狀態(tài)本質上是一個開關量。對于簡單的開關量的輸入可以采用獨立式按鍵，這種方法接口簡單，但占用單片機I/O端口資源較多。對于輸入?yún)?shù)較多、功能復雜的系統(tǒng)，需要采用矩陣式鍵盤進行輸入控制。本系統(tǒng)采用4×4矩陣式鍵盤。

3、液晶顯示電路設計

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、計算器、數(shù)碼相機、計算機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果，并且為了設計顯的美觀，使用總線和排阻進行簡化連接方式，本設計采用液晶顯示屏LCD進行顯示，

4、存儲芯片電路設計

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）和一條串行時鐘線（SDL），可以很方便地構成外圍器件擴展系統(tǒng)。I2C總線采用兩線制，由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL構成，為了對數(shù)據(jù)進行存儲，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)采用此芯片進行數(shù)據(jù)存儲。

三、系統(tǒng)軟件設計方案

1、主程序流圖

如圖所示為主程序流程圖，用戶才可以自行設定和修改6位密碼，密碼輸錯會有提示聲。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，按各元件的檢測方法分別進行檢測，一定要仔細認真。而且要認真核對原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯誤焊件后不便改正。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，在焊集成芯片時連續(xù)焊接時間不要超過10s，注意芯片的安裝方向。

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