自动化课程设计总结.docx

设计任务与要求
1、能够实现密码开关锁功能。
2、能更改原密码。
3、系统有报警功能。
4、24C02能存储密码。
5、采用12864液晶显示。
硬件框图于说明
AT89C51单片机
12864液晶显示模块
报警模块
储存器模块
矩阵键盘控制
设计的目的是开发一种功能多,电路简单,性能稳定可靠的电子密码锁,该密码锁系统通过AT89C51系列单片机对各个模块电路进行控制,并对输入信号进行分析、运算、处理,从而控制继电器开锁与12864准确的显示。
该系统主要分5大模块:密码存储模块、矩阵键盘控制模块、报警模块、12864液晶显示模块,如图所示。
信号输入模块:利用矩阵键盘按键电平的变化实现密码输入和密码更改。
电路原理图与说明
AT89C51模块
如图所示,使用的是AT89C51
密码存储模块
S型,I2C总线接口的E2PROM存储器,其内含256x8为存储空间,具有工作电压宽(~)、擦写次数多(大于1000次)、写入速度快(小于10mS)、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。采用了I2C总线进行数据读写的串行器件,占用很少的资源和I/O线,而且支持在线编程,实时存取数据十分方便,如图所示。


键盘可以分为独立连接式和行列式(矩阵式)两类。根据设计要求,本电路设计采用4×4行列式键盘,同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目。
矩阵式键盘又叫行列式键盘。用I/O口线组成行列结构,按键设置在行列的交叉点上。本电路采用4条行线和4条列线,即可组成具有4×4个按键的键盘。。
对键的识别通常用逐行扫描查询法。首先判别键盘中有无按键按下,由单片机I/O口向键盘送(输出)全扫描字,然后读入(输入)列线状态来判断。方法是:向行线输出全扫描字00H,把全部行线置为低电平,然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有键按下,总会有一根列线电平拉至低电平,从而使列输入不全为1。键盘中哪一个键按下,是由行线逐行置低电平后,检查列输入状态实现的,其方法是:依次给行线送低电平,然后查所有列线状态,如果全为1,则所按下的键不在此行,如果不全为1,则所按下的键必在此行,而且是在与零电平列线相交的交点上的那个键。矩阵键盘实物如图。

报警部分由蜂鸣器发声装置及外围电路组成,高电平发声,当输入6次密码错误时,,蜂鸣器发声报警,如图所示。当锁处于上锁状态时,,LED导通发光,表示锁是闭合的。220上拉电阻是起到限流作用,主要是能让LED达到导通电压。


本系统采用LCD12864液晶显示,用于直观地提示用户输入开锁密码、密码信息的正误提示、开锁信息的显示等,显示整个电子密码锁的工作状态,如下图所示。
表一12864液晶显示引脚功能表
管脚号
管脚名称
电平
管教功能描述
1
GND
0
地
2
VDD
+5V±%10
电源电压+5V
3
VO
0~-10
液晶显示驱动电压
4
RS
HL
RS=“H”表示DB7~DB0为显示数据
RS=“L”表示DB7~DB0为指令数据
5
R/W
HL
RW=“H”数据被读到DB77~DB0
RW=“L” DB7~DB0的数据写到IR或DR
6
E
HL
数据线
7
DB0
HL
数据线
8
DB1
HL
数据线
9
DB2
HL
数据线
10
DB3
HL
数据线
11
DB4
HL
数据线
12
DB5
HL
数据线
13
DB6
HL
数据线
14
DB7
HL
数据线
15
FSB
HL
并串/行接口选择 H并行 L串行
16

HL
空脚
17
RST
HL
复位信号
18
VEE
-10
LCD驱动负电压输入
19
LEDK
+5
背光电源
20
LEDA
0
背光
软件设计
主要模块流程图
存储键值
是否数字键
有键摁下
键盘扫描
调用显示
初始化
开始

N
Y
N
N
Y
是否修改键
Y
回删一位数
调用显示功能开锁
开锁
记录次数
警告声
密码错误显示
密码正确
是否确定
N
Y
N
Y
>6次
N
Y
报警
键盘扫描
显示上锁
是否返回
上锁
是否上锁键
N
是否修改密码键
Y
Y
提示显示输入旧密码
Y
N
N
N
Y
Y
Y
N
提示显示输入新密码
密码正确
是否确定键
回删一位数
是否修改键