2011年单片机设计决赛题

### 2011年单片机设计决赛题解析 #### 概述 本次解析针对的是2011年蓝桥杯单片机设计与开发决赛题中的“门禁系统”设计任务。该任务旨在考察参赛者对于单片机系统的理解和实际应用能力，特别是对于时间显示、键盘操作、继电器控制、蜂鸣器报警以及EEPROM存储等模块的设计与实现。 #### 设计任务及要求详解 ##### 1. 时间显示单元 - **功能**: 通过DS1302实时时钟芯片获取当前时间，并将其显示在8位数码管上。 - **显示格式**: 显示时间为06:59:00。 - **技术要点**: - DS1302芯片的初始化设置。 - 通过SPI接口读取DS1302的时间数据。 - 将读取的时间数据转换为BCD码并显示在数码管上。 ##### 2. 矩形键盘功能 - **键盘布局**: - 4x4矩阵键盘，包含数字0-9和四个功能键：设置、复位、确认、退出。 - **功能实现**: - **等待密码输入状态**: - 显示“请输入密码”提示。 - 用户输入密码，每输入一位，数码管从左到右依次显示。 - **重设密码状态**: - 输入旧密码后，确认后进入新密码输入界面。 - 输入6位新密码并确认完成设置。 - **复位键功能**: - 恢复默认密码“654321”。 - **退出键功能**: - 退出当前状态，返回等待密码输入状态。 - **技术要点**: - 使用行列扫描法检测按键状态。 - 键盘去抖动处理。 - 数码管动态显示处理。 ##### 3. 门的开和关控制 - **自动门状态** (7:00—22:00): - 超声波传感器检测距离小于30cm时，门自动打开5秒后关闭。 - **密码门状态** (22:00—7:00): - 正确输入密码后，门打开5秒后关闭。 - **技术要点**: - 超声波测距模块的触发与读取。 - 继电器控制门的开关动作。 - 定时器控制开门时间。 ##### 4. 蜂鸣器单元 - **功能**: 在密码连续输入错误3次时，蜂鸣器报警3秒。 - **技术要点**: - 蜂鸣器驱动电路的设计。 - 计数器与定时器结合使用实现报警功能。 ##### 5. EEPROM 单元 - **功能**: 存储当前密码或新密码。 - **技术要点**: - EEPROM芯片的初始化设置。 - 数据的读写操作。 - 密码的加密存储考虑。 ##### 6. 信号分配电路设计 - **功能**: 实现信号输入端D到输出端Y0~Y3的选择控制。 - **技术要点**: - 使用逻辑门电路实现信号选择。 - A0、A1作为地址输入控制信号输出端的选择。 - 电路的布局与连线优化。 #### 电路原理图设计 - 使用Protel 99SE或Altium Designer Summer 09等EDA工具绘制电路原理图。 - **技术要点**: - 元器件的选择与布局。 - 信号线的布线原则。 - 电源和地线的合理安排。 #### 电路板焊接与装配 - **技术要点**: - 焊接技巧与质量控制。 - 元器件安装顺序与固定方法。 - 电路板测试与调试。 通过以上详细的解析，参赛者可以更好地理解题目要求，并在此基础上进行深入的技术研究与实践，最终完成高质量的作品。