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电子密码锁的电路设计.pdf
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电子密码锁的电路设计.pdf
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概 述
随着人们对安全的重视和科技的发展,许多电子智能锁(指纹识别、IC 卡辨认)已
在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡,只能适用于 XX
要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏,IC 卡还
存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高,一定程度上限制了这类产品的普及和推
广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度,电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
随着科技的发展,单片机已不是一个陌生的名词,它的出现是近代计算机技术发展
史上的一个重要里程碑,因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和
嵌入式计算机系统两大分支。单片机单芯片的微小体积和低的成本,可广泛地嵌入到如
玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、
金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中,成为现代电子系统中最重要的智能
化工具。
本文所涉及的是市场占有率最高的是 MCS—51 系列,因为世界上很多知名的 IC 生
产厂家都生产 51 兼容的芯片。到目前为止,MCS—51 单片机已有数百个品种,还在不
断推出功能更强的新产品。
本设计是基于单片机的密码锁设计方案,根据要求,给出了该单片XX 码锁的硬件
电路和软件程序,同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储
单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。
单片微型计算机(Single.ChipMicroputer)简称单片机(MCU)。它是在一块片上集成了
中央处理单元(CPU)、振荡器电路、只读存储器(ROM)、随机存取存器(RAM)、并行/
串行 I/O 接口、可编程定时器/计数器等,有的甚至包含了 A/D 转器。总之,这么
一块小小的单片机芯片,就相当于一台微型计算机,它具有体积小、量轻、单一电源、
低功耗、功能强、价格低廉、运算速度快、抗干扰能力强、可靠性等特点。1974 年,美
国仙童(Fairchild)公司生产出世界上第一块单片机,短短几十的时间,单片机如雨后春笋
一般,大量涌现出来。目前,已经出现了 4 位、8 位和 16 单片机,甚至 32 位超大规模
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集成电路单片机也已问世,性能也在不断地提高。
国内从 80 年代起开始了单片机的热潮,二十多年过去了,单片机从研究所走出来,
为与日常生活中的一个不可缺少的部件。早些时候单片机种类稀少,开发工具奇缺。35、
8048、Z80 等在现在主流市场上基本已没有踪影,用汇编语言开发产品的艰苦工作也逐
步被 C 语言取代。硬件方面日趋多样化,4 位、8 位、16 位、32 位等型号共同并存,在
不同的领域存在,如家电、玩具、工业设备、仪器、通讯。价格也从几元到几百元不等。
每一种单片都有它所擅长的领域,如 PIC 系列较多用于机、玩具,51 系列较多用于设
备控制和仪器,DSP 较多用于 DVD、通讯等。软件方面发展主要为汇编语言、C 语言、
嵌入式操作系统。速度、稳定性特别要求的场合较多采用汇编语言和 C 语言,如电机控
制,UPS 控制、信号处理等。功能复杂、内容较多的系统多采用嵌入式操作系统,如
PDA、电子词典、游戏机等。以后的发展中,各类型号的单片机种类会进一步增加,而
开发工具和过程会逐步趋向于统一,软件和硬件差别会更加难以区分。
设计中的单片机采用的是 AT89C52单片机,包含了128字节和256字节RAM、32条I/O
口线、3个16位定时/ 计数器、6输入4优先级嵌套中断结构、1个串行I/O口(可用于多机
通信I/O 扩展或全双工UART)以及片内振荡器和时钟电路。具体引脚参数说明看下:
管脚名
称
Vss
Vcc
P0.0-0.7
I
I
I/O
地
电源:提供掉电.空闲.正常工作电压
P0口:P0口是开漏双向口,可以写为1使其状态为悬浮用作高
阻输入。P0也可以在访问外部程序存储器时作地址的低字节,
在访问外部数据存储器时作数据总线,此时通过内部强上拉输
出1
P1.0-1.7 I/O
P1口:P1口是带内部上拉的双向 I/O口向P1口写入1时,P1
口被内部上拉为高电平可用作输入口。当作为输入脚时被外部
拉低的P1口会因为内部上拉而输出电流。P1口第2 功能:
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方向 引脚说明
T2(P1.0):定时/ 计数器2 的外部计数输入/ 时钟输出
T2EX(P1.1):定时/ 计数器2 重装载/ 捕捉/ 方向控制
P2.0-2.7 I/O
P2口:P2 口是带内部上拉的双向I/O口向P2口写入1时,P2
口被内部上拉为高电平,可用作输入口。当作为输入脚时被外
部拉低的P2口会因为内部上拉而输出电流。在访问外部程序
存储器和外部数据时分别作为地址高位字节和16位地址,此时
通过内部强上拉传送 1。当使用8位寻址方式访问外部数据存
时,P2口发送P2特殊功能寄存器的内容
P3.0-3.7 I/O
P3口:P3口是带内部上拉的双向I/O口,向P3口写入1时,P3
口被内部上拉为高电平,可用作输入口。当作为输入脚时被外
部拉低的P3口会因为内部上拉而输出电流。 P3口还具有以下
特殊功能:
RxD(p3.0):串行输入口
TxD(P3.1):串行输出口
INT0(P3.2):外部中断0
INT1(P3.3):外部中断
T0(P3.4):定时器0 外部输入
T1(P3.5):定时器1 外部输入
WR(P3.6):外部数据存储器写信号
RD(P3.7):外部数据存储器读信号
RST I
复位:当晶振在运行中只要复位管脚出现 2个机器周期高电
平即可复位,内部有扩散电阻连接到Vss,仅需要外接一个电
容到Vcc 即可实现上电复位。
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ALE O
地址锁存使能:在访问外部存储器时,输出脉冲锁存地址的
低字节,在正常情况下,ALE输出信号恒定为1/6 振荡频率。
并可用作外部时钟或定时注意每次访问外部数据时一个 ALE
脉冲将被忽略。ALE可以通过置位SFR的auxlilary.0 禁止。置
位后ALE只能在执行MOVX 指令时被激活。
PSEN O
程序存储使能:当执行外部程序存储器代码时,PSEN 每个
机器周期被激活两次,在访问外部数据存储器时PSEN无效,
访问内部程序存储器时PSEN 无效。
XTAL1
XTAL2
I
I/O
晶体1:反相振荡放大器输入和内部时钟发生电路输入
晶体2:反相振荡放大器输出
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第 2 章 系统总体方案设计
方案一:采用数字电路控制。其原理方框图如图 1-1 所示。
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