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1、12864显示子程序 49附录2.4：AT2402存储子程序 53第1章 系统总体设计1.1 系统结构 图11 系统结构图1.2 系统组成如图21所示系统主要由AT89C51、1602液晶显示器、LED、4*4矩阵键盘、蜂鸣器电路等组成。1.3 系统可行性分析 系统工作原理分析：使用AT89C51单片机、4*4矩阵键盘、LED、1602液晶显示器等。矩阵键盘分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、确认键组成。系统开始显示“WELCOMINPUT”提示输入密码；输入密码时，LCD显示电路显示为“*”，当密码输入完毕按下确认键时，对输入密码与设定的密码进行比较，若密码正确则LCD显示电路显示

2、为“welcom ight open”提示绿灯亮；若密码不正确，LCD显示电路显示提示“worry”。蜂鸣器发声，三次红灯亮，锁定键盘，可以提高系统的安全系数。第2章 硬件电路设计2.1 单片机AT89C51简介AT89C51为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。1 AT89S52主要功能列举如下：（1）拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash（2）晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）（3）内部程序存储器（ROM）为 8KB（4） 内部数据存储器（RAM）为 256字节（5） 32 个可编程I/O 口线（6

3、） 8 个中断向量源（7） 三个 16 位定时器/计数器（8） 三级加密程序存储器（9） 全双工UART串行通道2.MCS-51的引脚说明：MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明：MCS-51的引脚说明：如图2.1.2图2.1.2 89C51的引脚结构2.2 4*4矩阵键盘矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合，由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上。节省I/O口。矩阵键盘工作

4、原理：行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键，行线处于高电平状态，有键按下，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平为低，则行线电平为低；列线电平为高，则行线电平为高。如图所示，本系统采用4*4矩阵键盘，前11个按键按顺序分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、确认键，后面的键未定义。用户只能通过键盘输入密码。图32 4*4 矩阵键盘原理图3.5 1602LCD液晶显示屏图35 液晶屏电路原理图3.5.1 概述 LCD是一种利用液晶的扭曲、向列效应制成的新型显示器。它具有体积小，质量轻，功耗低，抵制干扰能力强等优点，因而在单片机系统中被广泛应用。LCD本身不发光，是通过借助外界

5、光线照射液晶材料而实现显示的被动显示器件3.5.2 基本特性:（1）、低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V）（2）、显示分辨率:12864点 （3）、内置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字（简繁体可选） （4）、内置 128个168点阵字符 （5）、2MHZ时钟频率 （6）、显示方式：STN、半透、正显 （7）、驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）、视角方向：6点 （9）、背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/51/10 （10）、通讯方式：串行、并口可选 （11）、内置DC-DC转换电路，无需外加负压 （12）、无需片选信号，简化软件设计（13）、工作

6、温度: 0 - +55 ,存储温度: -20 - +60模块接口说明：*注释1：如在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将PSB接固定低电平，也可以将模块上的J8和“GND”用焊锡短接。*注释2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。3.5.3 并行接口管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3.0+5V电源正3V0-对比度（亮度）调整4RS（CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0为显示数据RS=“L”,表示DB7DB0为显示指令数据5R/W（SID）R/W=“H”,E=“H”,

7、数据被读到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的数据被写到IR或DR6E（SCLK）使能信号7DB0三态数据线8DB19DB210DB311DB412DB513DB614DB715PSBH：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）16NC空脚17/RESET复位端，低电平有效（见注释2）18VOUTLCD驱动电压输出端19AVDD背光源正端（+5V）（见注释3）20K背光源负端（见注释3）如在实际应用中仅使用并口通讯模式，可将PSB接固定高电平，也可以将模块上的J8和“VCC”用焊锡短接。四.模块主要硬件构成说明3.5.4 控制器接口信号说明 1、RS，R/W的配合选择

8、决定控制界面的4种模式RSR/W功能说明MPU写指令到指令暂存器（IR）读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）的状态MPU写入数据到数据暂存器（DR）MPU从数据暂存器（DR）中读出 2、E信号E状态执行动作结果高低I/O缓冲DR配合/W进行写数据或指令高DRI/O缓冲配合R进行读数据或指令低/低无动作 3 、忙标志:BF BF标志提供内部工作情况.BF=1表示模块在进行内部操作,此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据.利用STATUS RD 指令,可以将BF读到DB7总线,从而检验模块之工作状态. 4、字型产生ROM（CGROM）： 字型产生ROM

9、（CGROM）提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY ON）,DDRAM 的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF）。DFF 的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。 5、显示数据RAM（DDRAM）模块内部显示数据RAM提供642个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型（16*8）、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在00

10、00H0006H的编码中（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）将选择CGRAM的自定义字型，02H7FH的编码中将选择半角英数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码BIG5（A140D75F），GB（A1A0-F7FFH）。 6、字型产生RAM（CGRAM） 字型产生RAM提供图象定义（造字）功能, 可以提供四组1616点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。 7、地址计数器AC 地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRA

11、M之一的地址,它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6DB0中。 8、光标/闪烁控制电路此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或闪烁位置。3.6 发光二极管LED图36 二极管LED LED是单片机应用系统中常用的输出设备，LED由发光二极管构成，具有结构简单、价格便宜等特点。在本次设计中用到了两个LED。它们由引脚控制，当密码正确时相应的引脚变为低电平从而发光，绿灯亮。错误时红灯亮。 3.8 蜂鸣器图38 蜂鸣器由于蜂鸣器使用

12、P1口驱动要加上上拉电阻如图38。当密码输入错误，P1口变为高电平从而使蜂鸣器发声。3.9电路原理图电路仿真图 第4章 软件程序设计本系统软件设计由主程序，初始化程序，LCD显示程序，键盘扫描程序组成。主要程序设计流程图如下所示：4.1 软件设计流程图图41 软件设计流程图4.2 具体功能软件实施4.2.1 开始等待流程 系统开始一直显示提示“请输入密码”,并判断有否按键，当有键按下跳出等待。图42 开始等待流程4.2.2 密码检查功能本系统使用数组PASSWORD6存储密码,系统初始化对数组负值PASSWORD61,6,7,9,10,11相当于键盘上的1，2，3，4，5，6。输入密码的时候，

13、先将输入的每一位密码分别放置在数组key6中，然后再将key6与PASSWORD6的每一位分别对照。若每一位都相等，密码检查通过。图43 密码检查4.2.3 键盘扫描如图3-2，本系统使用44矩阵键盘当没有键按下时，行线和列线之间是不相连的，若第N行与第M列的键被按下，那么第N行与第M列的线就被接通。根据上述原理，本系统的键盘扫描方法是利用P1口的低四位作为行扫描线，P1口的高四位作为列回扫线。具体实施方法为：先使P1.0口输出低电平，P1口其他口输出高电平，然后对P1.4、P1.5、P1.6、P1.7四个口分别作判断。若此四口都为高电平，则没有键按下；若有键按下，P1.4、P1.5、P1.6

14、、P1.7四个口必定有一个口输入为低电平，再判断P1.4、P1.5、P1.6、P1.7哪个口为低电平则可判断按键在哪列上。如P1.4、P1.5、P1.6、P1.7没有低电平，再使P1.1为低电平，其他口为高电平，依次扫描下去，找到按键所在的行，再判断P2口的高四位哪一位为低，便可知道键在哪一列上。键盘扫描子程序key（）如下:/* 34矩阵键盘输入函数*/ #ifndef _keypad_h_#define _keypad_h_#includeabsacc.hintrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar i

15、data com1,com2;uchar key_scan（） uchar temp; uchar com; P1=0xf8; delay（5）; if（P1!=0xf8） com1=P1; P1=0x0f; com2=P1; while（P1!=0xf8）; temp=com1|com2; while（P1&0xf0）!=0xf0） ; if（temp=0xee）com=0x01; if（temp=0xed）com=0x02; if（temp=0xeb）com=0x03; if（temp=0xde）com=0x04; if（temp=0xdd）com=0x05; if（temp=0xdb）c

16、om=0x06; if（temp=0xbe）com=0x07; if（temp=0xbd）com=0x08; if（temp=0xbb）com=0x09; if（temp=0x7e）com=0x0a; /10为键值，其代码功能为清除 if（temp=0x7d）com=0x00; if（temp=0x7b）com=0x0b; /其代码功能为输入密码结束并确认 ，即开锁 return（com）;#endif4.2.5 修改密码本系统设定的修改密码过程为，在输入正确的密码后，按“确认”键，此时提示输入旧密码“请输入密码”，输入正确的旧密码后，可以输入新密码。此时键入的六位新密码将保存到数组 key6

17、中。然后显示器提示再次输入，输入完毕后，第二次输入的密码将保存在iic6中，然后将key6中六位分别与iic6中的六位比对，若两次密码输入一直，即将新的密码，也就是iic6和iic6中的六位赋值到PASSWORD6中。此时修改密码工作完成，屏幕显示“密码修改成功”。系统将跳翻到开始，即提示输入密码“INPUT”。参考文献1 当方微型计算机控制技术M中国水利水电出版社，2001年2 胡汉才单片机原理及其借口技术M清华大学出版社，1996年3 赵新民智能仪器设计基础M哈尔滨工业大学出版社，1999年4 潘新，民王，燕芳微型计算机控制技术M电子工业出版社，2003年5 李钟实实用电子报警器精选百例M

18、北京：科技技术文献出版社，2002年6 陈爱弟Protel99se实用培训教程M人民邮电出版社，2000年。7 阎石数字电子技术基础M高等教育出版社，1998年8 童诗白模拟电子技术基础M高等教育出版涉，1998年9 候振鹏嵌入式C语言程序设计M北京：人民邮电出版社，2006年10 徐士良C语言程序设计教程M北京：人民邮电出版社，2001年11 Brian W. Kernighan.The C Programming Language. Prentice Hall PTR,198812 Janice Mazidi.8051 Microcontroller and Embedded System

19、s. Prentice Hall,199913 14 15 16 致谢通过这次毕业设计，让我复习了很多学过的旧知识，同时锻炼了自己的动手能力和查阅资料。尤其是解决在实际中解决排查问题的能力。1、 通过这次的设计，我熟悉了使用Protel的技巧，学会了制作电路板的一些技巧，并且熟悉了如何选购使用电子元器件。2、 在设计中，我学到了如何使用C语言对单片机进行编写程序，熟悉了使用KEIL C软件，并且加深了对单片机的编程技巧。3、 在做这个设计的过程中，我遇到了不少的问题。这锻炼了我筛选、查阅资料，并将理论结合到自己的设计中的能力。一步一步的排除故障原因，找到故障的原因并解决故障。4、 这次的设计使

20、我对模拟电子、数字电子知识加深了了解，尤其是在对电路进行调试的时候，出现了很多这些方面的问题，通过对以往知识的复习巩固，将问题解决。 通过次毕业设计，将我从所学到的专业知识，基本都应用上去，感谢大学三年来，老师对我的教育，让我对掌握了基本的专业技能。同时也感谢戴老师对我毕业设计的指导，在此表示衷心的感谢！ 这次的设计有很多的不足，和市场上的产品有一定的差距，还请老师同学们提出宝贵意见！谢谢！PCB封装电路图密码锁设计主程序/*函数库函数：设 计 者：电信0902黄柏成时 间：2012年5月13日*/12864.hkeypad.h24C01.huchar idata key6=0,0,0,0,0

21、,0;uchar idata iic6=1,1,1,0,0,0;void press（uchar *s） uchar dat;/* write_com（0x98+2）; /保存第一位密码 while（P1=0xf8）; dat=key_scan（）; if（dat!=0x0a）&（dat!=0x0b） *s=dat; write_date（0x2a）; s+; /保存第二位密码 /保存第三位密码 /保存第四位密码 /保存第五位密码 /保存第六位密码 doP1=0xf8; /键入Enter键盘继续执行下面语句，否则等待 while（dat!=0x0b）;void Delay10ms（void） /延时10ms uint i,j,k; for（i=10;i0;i-） for（j=4;jj-） for（k=248;kk-）;/*