畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于單片機(jī)的門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　針對(duì)日常生活中小區(qū)住宅的安全防范，一般的門(mén)鎖使用極不方便，為滿(mǎn)足人們對(duì)門(mén)鎖的使用需求，增加其安全性，基于單片機(jī)的門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89S51作為主控中心，以鍵盤(pán)密碼的輸入方式實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)的出入控制，或者通過(guò)鍵盤(pán)輸入門(mén)號(hào)的方式，進(jìn)行對(duì)講方式住

2、戶(hù)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)。適用于普通小區(qū)單元樓的進(jìn)入控制，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)密碼輸入開(kāi)門(mén)、語(yǔ)音對(duì)講開(kāi)門(mén)、密碼修改、報(bào)警和鎖定鍵盤(pán)等功能 ，同時(shí)該門(mén)禁系統(tǒng)還具有設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，安全實(shí)用等特點(diǎn)，符合一般小區(qū)的使用需求，具有推廣價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 門(mén)禁系統(tǒng)；密碼鎖；AT89S51；4×4矩陣鍵盤(pán) </p><p><b>　　ABSTRACT</b&

3、gt;</p><p>　　Contrary to the security for the daily life of the residential district, generally locks is not that convenient to use. In order to meet the users' needs about the security of the locks.So a

4、 microcontroller-based Access Control System control system came into being. This design based on a microcontroller AT89S51 which works as the control center, keyboard password input achieved the door access control, or

5、by way of keyboard inputing numbers,and intercom way households the door. Applicable to or</p><p>　　Key words: entrance guard system; Combination lock; AT89S51; 4 x 4 matrix keyboard </p><p><

6、;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　第1章 前 言1</b></p><p>　　1.1 門(mén)禁系統(tǒng)的定義1</p><p>　　1.2 門(mén)禁系

7、統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)2</p><p>　　1.3 門(mén)禁系統(tǒng)的背景以及研究目的和意義3</p><p>　　1.4 門(mén)禁系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容4</p><p>　　1.4.1 總體設(shè)計(jì)方案選定4</p><p>　　1.4.2 門(mén)禁系統(tǒng)單片機(jī)硬件資源的分配6</p><p>　　第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)7<

8、/p><p>　　2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1.1 AT89S51簡(jiǎn)介7</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)晶振電路9</p><p>　　2.1.3 單片機(jī)復(fù)位電路9</p><p>　　2.2 鍵盤(pán)電路10</p><p>　　2.3 顯示電路11&l

9、t;/p><p>　　2.3.1 數(shù)碼管簡(jiǎn)介11</p><p>　　2.3.2 驅(qū)動(dòng)芯片簡(jiǎn)介12</p><p>　　2.3.3 顯示電路設(shè)計(jì)13</p><p>　　2.4 語(yǔ)音電路14</p><p>　　2.4.1 MC34118的簡(jiǎn)介14</p><p>　　2.4.2 語(yǔ)音電路

10、設(shè)計(jì)17</p><p>　　2.5 開(kāi)鎖電路18</p><p>　　2.6 報(bào)警電路19</p><p>　　2.7 掉電密碼保護(hù)20</p><p>　　2.7.1 AT24C02存儲(chǔ)芯片簡(jiǎn)介20</p><p>　　2.7.2 掉電密碼保護(hù)設(shè)電路計(jì)21</p><p>　　第

11、3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.1 系統(tǒng)的總體軟件流程22</p><p>　　3.2 各部分的功能實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.2.1 初始化程序24</p><p>　　3.2.2 鍵盤(pán)掃描子程序24</p><p>　　3.2.3 密碼比較和報(bào)警程序26</p>

12、;<p>　　3.2.4 密碼更改程序27</p><p>　　3.2.5 數(shù)碼管顯示部分驅(qū)動(dòng)程序28</p><p>　　3.2.6 單片機(jī)通訊程序28</p><p>　　3.2.7 語(yǔ)音撥號(hào)程序29</p><p>　　第4章 結(jié)束語(yǔ)32</p><p><b>　　致 謝33

13、</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p>　　附錄Ⅰ系統(tǒng)程序35</p><p>　　附錄Ⅱ系統(tǒng)硬件電路圖35</p><p><b>　　第1章 前 言</b></p><p>　　1.1 門(mén)禁系統(tǒng)的定義</p>

14、;<p>　　隨著電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的廣泛應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越感受到電子產(chǎn)品為生活所帶來(lái)的各種便利，特別是在20世紀(jì)80年代，門(mén)禁系統(tǒng)的出現(xiàn)更為人們出入口門(mén)禁安全提供了方便。</p><p>　　門(mén)禁系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，如圖1-1所示，它涉及電子，機(jī)械，光學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)[1]。它是解決重要部門(mén)出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理

15、的有效措施。適用各種機(jī)要部門(mén)，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫(kù)、機(jī)要室、辦公間，智能小區(qū)，工廠(chǎng)等。</p><p>　　圖1-1 現(xiàn)代化門(mén)禁系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1.2 門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)</p><p>　　樓宇對(duì)講系統(tǒng)在歐美國(guó)家、香港、臺(tái)灣等地區(qū)已采用近20多年，自1992年起，國(guó)外樓宇對(duì)講系統(tǒng)生產(chǎn)制造商陸續(xù)到中國(guó)開(kāi)拓市場(chǎng)。時(shí)至今日，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)廠(chǎng)商已猛

16、增至260家左右，以深圳白蘭公司為代表的國(guó)內(nèi)樓宇對(duì)講系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率達(dá)80%左右[2]。自2000年以來(lái)，有實(shí)力的廠(chǎng)家集中開(kāi)發(fā)聯(lián)網(wǎng)型樓宇智能小區(qū)，樓宇智能系統(tǒng)集成度越來(lái)越高，首先實(shí)現(xiàn)了多門(mén)口機(jī)多管理機(jī)系統(tǒng)，接著集成了安防報(bào)警、小區(qū)服務(wù)及信息發(fā)布等功能，另外一些廠(chǎng)家還集成了三表遠(yuǎn)抄、監(jiān)控及巡更等系統(tǒng)、產(chǎn)品的穩(wěn)定性在進(jìn)一步提高。室內(nèi)分機(jī)主要有對(duì)講及可視對(duì)講兩大類(lèi)產(chǎn)品，基本功能為對(duì)講（可視對(duì)講）、開(kāi)鎖。隨著產(chǎn)品的不斷豐富，許多產(chǎn)品還具備了監(jiān)控

17、、安防報(bào)警、戶(hù)戶(hù)通、信息接收、遠(yuǎn)程電話(huà)報(bào)警、留影留言提取、家電控制等功能?，F(xiàn)在，許多技術(shù)應(yīng)用到室內(nèi)分機(jī)上，如無(wú)線(xiàn)接收技術(shù)、視頻字符疊加技術(shù)等。無(wú)線(xiàn)電技術(shù)用于室內(nèi)機(jī)接收?qǐng)?bào)警探頭的信號(hào)，適用于難以布線(xiàn)的場(chǎng)合。室內(nèi)機(jī)在原理設(shè)計(jì)上有兩大類(lèi)型：一類(lèi)是帶編碼的室內(nèi)分機(jī)，其分支器可以做得簡(jiǎn)單一些，但室內(nèi)分機(jī)成本要高一些；另一類(lèi)編碼由門(mén)口主機(jī)或分支器完成，室內(nèi)分機(jī)做得很簡(jiǎn)單。彩色室內(nèi)分機(jī)的液晶屏目前還沒(méi)國(guó)產(chǎn)化，成本較高，這是</p>&l

18、t;p>　　對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)正形成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)部門(mén)，與電視監(jiān)控、防盜報(bào)警、門(mén)禁管理、智能停車(chē)場(chǎng)等共同組成了安防產(chǎn)業(yè)。銷(xiāo)售量增加，競(jìng)價(jià)行業(yè)嚴(yán)重，利潤(rùn)率降低，部分廠(chǎng)商意識(shí)到競(jìng)價(jià)行業(yè)將帶來(lái)毫無(wú)生存空間的嚴(yán)重后果，故致力于提升產(chǎn)品品質(zhì)，增加對(duì)售后服務(wù)的投入，加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的進(jìn)度，樓宇對(duì)講市場(chǎng)區(qū)逐漸成形。對(duì)講門(mén)禁成為市場(chǎng)主流，普通對(duì)講仍具有一定的市場(chǎng)，可視對(duì)講市場(chǎng)增長(zhǎng)緩慢。樓宇對(duì)講的目前市場(chǎng)主流的普通對(duì)講，在處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段的欠發(fā)達(dá)地區(qū)市

19、場(chǎng)潛力巨大，而可視對(duì)講由于其價(jià)位高，功能有過(guò)剩之嫌，市場(chǎng)增長(zhǎng)緩慢。但是，可視對(duì)講在高級(jí)住宅或別墅的配套上將呈上升趨勢(shì)?？梢曢T(mén)禁的功能趨向多樣化和綜合化[5]。近三年，由于受金融危機(jī)及經(jīng)濟(jì)不景氣等影響，國(guó)外品牌銷(xiāo)售不暢。雖然國(guó)外品牌廠(chǎng)家紛紛改變行銷(xiāo)策略，試圖拓展市場(chǎng)，卻無(wú)力改變頹勢(shì)。國(guó)內(nèi)樓宇對(duì)講生產(chǎn)廠(chǎng)商數(shù)量多，但規(guī)模相對(duì)較小。</p><p>　　1.3 門(mén)禁系統(tǒng)的背景以及研究目的和意義</p>&l

20、t;p>　　近年來(lái)，在城區(qū)住宅小區(qū)普遍提出小區(qū)智能化，國(guó)家建設(shè)部對(duì)此也提出了具體的要求。但是由于商業(yè)運(yùn)籌、價(jià)格、技術(shù)等諸多原因，使實(shí)際應(yīng)用中，起主導(dǎo)作用的還是普通樓宇對(duì)講系統(tǒng)，并且在普通樓宇對(duì)講系統(tǒng)中帶報(bào)警功能的系統(tǒng)也不被人們看好。另外，由于普通樓宇對(duì)講系統(tǒng)用于千家萬(wàn)戶(hù)，屬于公用設(shè)施，因此要求普通樓宇對(duì)講系統(tǒng)面耐用性強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高，同時(shí)價(jià)格要低，系統(tǒng)維護(hù)方便。這些要求相互矛盾，給普及樓宇對(duì)講系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了較高的要求[6]。

21、</p><p>　　門(mén)禁系統(tǒng)研究的是對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)，對(duì)講系統(tǒng)提供舒適、安全、方便的家庭生活空間。在室內(nèi)通過(guò)對(duì)講機(jī)對(duì)來(lái)訪(fǎng)者進(jìn)行識(shí)別，既可免除煩擾，又可簡(jiǎn)化開(kāi)門(mén)程序，是房屋的理想設(shè)施。對(duì)講系統(tǒng)也可以在遇到緊急情況或特發(fā)事件時(shí)，在室內(nèi)通過(guò)副機(jī)來(lái)向保安管理中心進(jìn)行緊急報(bào)警，達(dá)到防盜的目的并為處理突發(fā)事件提供保障。</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)的進(jìn)步，人們對(duì)生活、居住質(zhì)量的要求也越來(lái)越高

22、，安全、舒適的居住環(huán)境已成為現(xiàn)代化住宅小區(qū)（或智能化住宅小區(qū)）的基礎(chǔ)。對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)越來(lái)越受到用戶(hù)的歡迎和喜愛(ài)，同時(shí)又大大促進(jìn)了樓宇對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展。樓宇對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)適應(yīng)了社會(huì)的信息化，實(shí)現(xiàn)了住戶(hù)和訪(fǎng)客雙向通話(huà)功能，增加了安全可靠性，有效地保護(hù)了住戶(hù)的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，成為二十一世紀(jì)房地產(chǎn)投資開(kāi)發(fā)的主導(dǎo)方向，正在成為小康住宅不可缺少的配套設(shè)施[7]?？梢哉f(shuō)，微型計(jì)算機(jī)和單片機(jī)的迅速發(fā)展和它在各個(gè)領(lǐng)域智能化應(yīng)用為智能對(duì)講門(mén)禁提供了條件和

23、技術(shù)，樓宇對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)所涉及的各項(xiàng)技術(shù)的背景均是成熟的，其技術(shù)發(fā)展符合現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)的潮流，它是信息化社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。</p><p>　　1.4 門(mén)禁系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容</p><p>　　對(duì)講門(mén)禁系統(tǒng)主要分為大門(mén)口主機(jī)和室內(nèi)用戶(hù)機(jī)兩大部分，本課題研究的主要內(nèi)容是在了解對(duì)講門(mén)禁整個(gè)系統(tǒng)的工作原理及功能前提下，設(shè)計(jì)室內(nèi)用戶(hù)機(jī)的單片機(jī)程序。它以單片機(jī)AT89S51作為系統(tǒng)控制核心部件，配

24、以語(yǔ)音呼叫開(kāi)鎖模塊、密碼開(kāi)鎖模塊以及按鍵和顯示器等組成。采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)之間能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通話(huà)，利用鍵盤(pán)來(lái)作為控制信號(hào)輸入，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)部分電路的控制——撥號(hào)、密碼修改，開(kāi)門(mén)信號(hào)發(fā)送等。要求各系統(tǒng)能正確、有效地執(zhí)行命。 </p><p>　　1.4.1 總體設(shè)計(jì)方案選定</p><p>　　方案一：采用數(shù)字電路控制。其原理方框圖如圖1－2所示。</p>

25、<p>　　圖1-2 數(shù)字密碼鎖電路方案</p><p>　　采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)了9個(gè)用戶(hù)輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤(pán)輸入電路自動(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新輸入；如果用戶(hù)輸入密碼的時(shí)間超過(guò)40秒（一般情況下，用戶(hù)不會(huì)超過(guò)40秒，若用戶(hù)覺(jué)得不便，還可以修改

26、）電路將報(bào)警80秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤(pán)5分鐘，防止他人的非法操作。</p><p>　　方案二：采用以AT89S51為核心的單片機(jī)控制方案，其原理如圖1－3所示。</p><p>　　圖1-3 單片機(jī)控制方案 </p><p>　　單片機(jī)：本部分的功能包括寫(xiě)入和讀取各種控制命令及數(shù)據(jù)處理，同時(shí)還要對(duì)各執(zhí)行單元進(jìn)行控制。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心及數(shù)

27、據(jù)處理核心。</p><p>　　鍵盤(pán)部分：本部分由用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)輸入各種信息送入到單片機(jī)進(jìn)行處理。</p><p>　　顯示部分：本部分完成的是單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)和信息的顯示以及系統(tǒng)提示信息的顯示。</p><p>　　語(yǔ)音對(duì)講部分：本部分通過(guò)與單片機(jī)的協(xié)作完成來(lái)訪(fǎng)者與房主的語(yǔ)音對(duì)講。</p><p>　　密碼存儲(chǔ)部分：本部分完成存儲(chǔ)原始密碼

28、和用戶(hù)更改密碼數(shù)據(jù)的功能。</p><p>　　其它部分：本部分的目的是為了提高系統(tǒng)的可用性和實(shí)用性。主要包括電源部分、復(fù)位部分、晶振部分、開(kāi)鎖部分和報(bào)警部分。電源部分主要的功能是為單片機(jī)提供適當(dāng)?shù)墓ぷ麟娫?，同時(shí)也為其它的部分提供電源。復(fù)位部分功能是使單片機(jī)在出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行成功的復(fù)位。晶振部分功能是給單片機(jī)提供時(shí)鐘。開(kāi)鎖部分主要是根據(jù)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果驅(qū)動(dòng)繼電器控制開(kāi)鎖的操作[10]。報(bào)警部分主要的功能就是在錯(cuò)

29、誤操作下實(shí)現(xiàn)蜂鳴器叫和發(fā)光二級(jí)管亮的報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　本方案利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的IO端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的門(mén)禁系統(tǒng)功能，還能添加掉電存儲(chǔ)、聲光提示等功能。</p><p>　　通過(guò)比較以上兩種方案，單片機(jī)方案有較大的活動(dòng)空間，不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，所以我們采用后一種方案。</p&

30、gt;<p>　　1.4.2 門(mén)禁系統(tǒng)單片機(jī)硬件資源的分配</p><p>　　P0.0～P0.6用于數(shù)碼管顯示。</p><p>　　P1.0～P1.7用于鍵盤(pán)電路的控制。</p><p>　　P2.0用于開(kāi)鎖電路的控制。</p><p>　　P2.1、P2.2用于蜂鳴器和報(bào)警燈的控制。</p><p>

31、;　　P3.0～P3.5用于語(yǔ)音模塊控制。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，選用Ateml公司的51系列單片機(jī)AT89S51芯片作為門(mén)禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及操作控制芯片。只有單片機(jī)芯片是無(wú)法完成數(shù)據(jù)處理及控制功能的，必須有附加的電路，使單片機(jī)芯片組成一個(gè)可運(yùn)行的系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)其功能

32、，由AT89S51單片機(jī)連同附加電路構(gòu)成的單片機(jī)最小系統(tǒng)作為主控[11]。單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱(chēng)為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。單片機(jī)AT89S51引腳如圖2-1所示。</p><p>　　2.1.1 AT89S51簡(jiǎn)介 </p><p>　　◇ 與MCS-51 兼容 </p><

33、;p>　　◇ 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 </p><p>　　◇ 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán) </p><p>　　◇ 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 </p><p>　　◇ 全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz </p><p>　　◇ 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 </p><p>　　◇ 128*8位內(nèi)部RAM </p>

34、<p>　　◇ 32可編程I/O線(xiàn) </p><p>　　◇ 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 </p><p><b>　　◇ 5個(gè)中斷源 </b></p><p>　　◇ 可編程串行通道 </p><p>　　◇ 低功耗的閑置和掉電模式 圖

35、2-1 單片機(jī)AT89S51引腳圖</p><p>　　◇ 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 </p><p><b>　　引腳功能說(shuō)明:</b></p><p>　　P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I／0口，也即地址／數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器

36、時(shí)，這組口線(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪(fǎng)問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在F1ash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 </p><p>　　P1口：Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，Pl的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“l(fā)”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電

37、阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL），F(xiàn)lash編程和程序校驗(yàn)期間，Pl接收低8位地址。</p><p>　　P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I／O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL），在訪(fǎng)問(wèn)

38、外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪(fǎng)問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@Ri 指令）時(shí)，P2 口線(xiàn)上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 </p><p>　　P3 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I／0 口。P3

39、 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。P3口除了作為一般的I／0口線(xiàn)外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)[12]。 </p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打開(kāi)或關(guān)

40、閉該功能。DISRT0位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。 </p><p>　　XTAL 1：接外部晶體的微調(diào)電容的另一端。在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。若需采用外部時(shí)鐘電路時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 外部時(shí)鐘電路的引腳連接圖</p><p>　　XTAL2：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在內(nèi)它是振蕩電路反相放

41、大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體的固有頻率。要檢查單片機(jī)的振蕩電路是否正確工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號(hào)輸出[13]。</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)晶振電路</p><p>　　AT89S51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖2-3所

42、示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2～12MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。</p><p>　　2.1.3 單片機(jī)復(fù)位電路</p><p>　　RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)

43、機(jī)器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò)4us才能完成復(fù)位操作。復(fù)位電路如圖2-4所示。 </p><p>　　圖2-3 晶振電路 圖2-4 復(fù)位電路</p><p><b>　　2.2 鍵盤(pán)電路</b></p><p>　　使用矩陣鍵盤(pán)，所以本設(shè)計(jì)就采用行列式鍵盤(pán)，同時(shí)也

44、能減少鍵盤(pán)與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線(xiàn)的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法。其原理如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5 系統(tǒng)鍵盤(pán)電路</p><p>　　每一條水平（行線(xiàn)）與垂直線(xiàn)（列線(xiàn)）的交叉處不相通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線(xiàn)和M條列線(xiàn)，即可組成具有N×M個(gè)按鍵的鍵盤(pán)。</p><p>　　在這種行

45、列式矩陣鍵盤(pán)非鍵盤(pán)編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤(pán)處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無(wú)按鍵按下的程序段。</p><p>　　當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識(shí)別哪一個(gè)按鍵按下。對(duì)鍵的識(shí)別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢(xún)法；另一種是速度較快的線(xiàn)反轉(zhuǎn)法。</p><p>　　對(duì)照?qǐng)D2-5所示的4×4鍵盤(pán)，說(shuō)明線(xiàn)反轉(zhuǎn)個(gè)工作原理[14]。</p><p>　　首先辨

46、別鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下，有單片機(jī)I/O口向鍵盤(pán)送全掃描字，然后讀入行線(xiàn)狀態(tài)來(lái)判斷。方法是：向行線(xiàn)輸出全掃描字00H，把全部列線(xiàn)置為低電平，然后將列線(xiàn)的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線(xiàn)電平被拉至低電平從而使行線(xiàn)不全為1。</p><p>　　判斷鍵盤(pán)中哪一個(gè)鍵被按下使通過(guò)將列線(xiàn)逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線(xiàn)送低電平，然后查所有行線(xiàn)狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；

47、如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線(xiàn)相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵[15]。</p><p><b>　　2.3 顯示電路</b></p><p>　　2.3.1 數(shù)碼管簡(jiǎn)介</p><p>　　數(shù)碼管顯示也稱(chēng)為L(zhǎng)ED顯示，是一種主動(dòng)發(fā)光的信息顯示方式，它的每一個(gè)字段由一個(gè)發(fā)光的二極管組成，其外形和引腳如圖2-6所示。</p&g

48、t;<p>　　圖2-6 數(shù)碼管外形及引腳</p><p>　　2.3.2 驅(qū)動(dòng)芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　門(mén)禁系統(tǒng)顯示部門(mén)的驅(qū)動(dòng)模塊由74LS247和74LS138構(gòu)成，其引腳如圖2-7所示。</p><p>　　圖2-7 74LS247、74LS138的引腳圖</p><p>　　74LS247和74LS138的真值表如表

49、2-1和2-2所示。</p><p>　　表2-1 74LS247的真值表</p><p>　　表2-2 74LS138的真值表</p><p>　　2.3.3 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)的顯示電路是為了給使用者以提示而設(shè)置的，門(mén)禁系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機(jī)的一個(gè)串行口，利用74LS247驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光顯示

50、數(shù)碼和74LS138控制位選信號(hào)，就可以完成單片機(jī)的顯示功能，用P0.0—P0.3接74LS247的A，B，C，D四端口，74LS247的輸出口接LED的七段顯示；而P0.4—P0.6接74LS138的A，B，C三個(gè)輸入口，74LS138的輸出口接LED的位顯示。通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字和位控制[16]。用74LS247可以控制輸出什么字型。74LS247的邏輯功能表如表2-1，用74LS138控制位循環(huán)顯示，其邏輯功能表如表2-2，顯示電路的

51、電路原理圖如圖2-8所示。</p><p>　　圖2-8 系統(tǒng)顯示電路</p><p><b>　　2.4 語(yǔ)音電路</b></p><p>　　2.4.1 MC34118的簡(jiǎn)介</p><p>　　本系統(tǒng)的語(yǔ)音電路選取MC34118，MC34118是MOTOROLA免提式電話(huà)機(jī)專(zhuān)用集成電路，工作在半雙工狀態(tài)的轉(zhuǎn)換芯片。

52、由放大器、電平檢測(cè)器、衰減器、監(jiān)聽(tīng)器、濾波器及控制單元組成。用在普通模擬電話(huà)機(jī)內(nèi)消除側(cè)音的一塊芯片，能夠比較滿(mǎn)意的禁止麥克風(fēng)錄到本機(jī)喇叭播放的聲音。它比較放音和錄音的電平，誰(shuí)小就禁止誰(shuí)，全雙工通信變成了半雙工通訊，不過(guò)通話(huà)時(shí)一般感覺(jué)不到。</p><p>　　MC34118的內(nèi)部比較復(fù)雜，有4個(gè)電平比較器，兩個(gè)背景噪音監(jiān)視器，一個(gè)AGC，一個(gè)撥號(hào)音檢測(cè)器，兩個(gè)衰減器，一個(gè)控制衰減器的控制模塊，還有一些放大電路[1

53、8]。MC34118有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　衰減器增益范圍較寬，發(fā)送和接收之間為520dB；</p><p>　　采用電話(huà)線(xiàn)路供電時(shí)工作電壓為3.0～6.5V；</p><p>　　具有四點(diǎn)信號(hào)檢測(cè)控制系統(tǒng)提高了控制靈敏度；</p><p>　　發(fā)送和接收通道設(shè)有背景噪聲監(jiān)測(cè)器；</p><p>　　采用外接

54、電阻控制發(fā)送放大器的增益，并提供靜音功能；</p><p>　　芯片有工作/等待兩種操作方式；</p><p>　　根據(jù)用戶(hù)的需要可外接濾波器；</p><p>　　芯片有撥號(hào)音輸入時(shí)，撥號(hào)音檢測(cè)器禁止接收放大器為空閑方式；</p><p>　　圖2-9為MC34118的引腳圖 </p><p>　　圖2-9 MC34

55、118的引腳圖</p><p><b>　　引腳的功能：</b></p><p>　?。?）腳（FO）是濾波器輸出腳；</p><p>　?。?）腳（FI）是濾波器輸入腳；</p><p>　?。?）腳（CD）是芯片關(guān)閉腳，該腳為低電平（小于0.8V）時(shí)芯片才能正常工作.該腳為高電平（大于2V）時(shí).芯片關(guān)閉不工作；<

56、;/p><p>　　（4）腳（VCC）是正電源輸入腳.工作電壓范圍為2.8~6.5V（5mA時(shí)）；</p><p>　?。?）腳（HTO+）是第二級(jí)混合放大器的輸出腳，該放大器的增益為-1、0，這樣在HTO+和HTO-之間可以實(shí)現(xiàn)差動(dòng)輸出；</p><p>　?。?）腳（HTO-）是第一級(jí)混合放大器的輸出腳，該放大器的增益由外接負(fù)反饋電阻的阻值決定；</p>

57、<p>　?。?）腳（HTI）是第一級(jí)混合放大器的輸入腳；</p><p>　?。?）腳（TXO）是發(fā)送衰耗器的輸出腳；</p><p>　?。?）腳（TXI）是發(fā)送衰耗器的輸入腳；</p><p>　　（10）腳（MICO）是微高放大器的輸出腳.改變?cè)撃_與（11）腳之間的電阻阻值.可以改變放大器的增益；</p><p>　　（

58、11）腳（MICI）是為高放大器的輸入腳；</p><p>　?。?2）腳（AUTE）是靜音輸入腳，該腳為低電平（小于0.8V）時(shí).芯片處于正常工作狀態(tài)，該腳為高電平（大于2.0V）時(shí)，關(guān)閉微音放大器，而對(duì)其它電路無(wú)影響；</p><p>　　（13）腳（VLC）是受話(huà)音量控制輸入腳.調(diào)節(jié)該腳與（15）腳（VB）之間的電位器.就可以調(diào)節(jié)受話(huà)音量；</p><p>　

59、　（14）腳（CT）是衰耗控制器的輸出腳.改變?cè)撃_的電阻和電容的值.就可改變從發(fā)送轉(zhuǎn)到接收方式或從接收轉(zhuǎn)到發(fā)送方式的轉(zhuǎn)換時(shí)間，當(dāng)該腳點(diǎn)位高于（15）腳（VB）240mV時(shí).芯片處于接收狀態(tài).當(dāng)該腳電位低于（15）腳（VB）-240mV時(shí).芯片處于發(fā)送狀態(tài).當(dāng)該腳點(diǎn)位等于（15）腳（VB）電位時(shí).芯片處于等待狀態(tài)；</p><p>　?。?5）腳（VB）是電壓輸出腳.輸出電壓等于Vcc/2，該腳不但是芯片的交流地，

60、而且也是為音量控制提供偏置；</p><p>　?。?6）腳（CPT）是發(fā)送背景噪音監(jiān)視器的外接元件腳，改變?cè)撃_上電阻和電容的值，就可改變發(fā)送背景噪音監(jiān)視器的建立時(shí)間；</p><p>　?。?7）腳（TLI2）是第二發(fā)送電平檢測(cè)器的輸入腳；</p><p>　?。?8）腳（TLO2）是第二發(fā)送電平檢測(cè)器的輸出腳，也是發(fā)送背景噪音監(jiān)視器的輸入腳；</p>

61、<p>　?。?9）腳（RLO2）是第二接收電平檢測(cè)器的輸出腳；</p><p>　　（20）腳（RLI2）是第二接收電平檢測(cè)器的輸入腳；</p><p>　　（21）腳（RXI）是接收衰耗器和撥號(hào)音檢測(cè)器的輸入腳；</p><p>　　（22）腳（RXO）是接收衰耗器的輸出腳；</p><p>　?。?3）腳（TLI1）是第一

62、發(fā)送電平檢測(cè)器的輸入腳；</p><p>　?。?4）腳（TLO1）是第一發(fā)送電平檢測(cè)器的輸出腳；</p><p>　　（25）腳（RLO1）是第一接收電平檢測(cè)器的輸出腳，也是接收背景噪音監(jiān)視器的輸入腳；</p><p>　?。?6）腳（RLI1）是第一接收電平檢測(cè)器的輸入腳；</p><p>　?。?7）腳（CPR）是接收背景噪音監(jiān)視器的外

63、接元件腳，改變?cè)撃_上電阻和電容的值.就可改變接收背景噪音監(jiān)視器的建立時(shí)間；</p><p>　?。?8）腳（GND）是接地腳；</p><p>　　2.4.2 語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)的語(yǔ)音電路選取MC34118模塊，MC34118是MOTOROLA免提式電話(huà)機(jī)專(zhuān)用集成電路，工作在半雙工狀態(tài)的轉(zhuǎn)換芯片。由放大器、電平檢測(cè)器、衰減器、監(jiān)聽(tīng)器、濾波器及控

64、制單元組成。用在普通模擬電話(huà)機(jī)內(nèi)消除側(cè)音的一塊芯片，能夠比較滿(mǎn)意的禁止麥克風(fēng)錄到本機(jī)喇叭播放的聲音。它比較放音和錄音的電平，誰(shuí)小就禁止誰(shuí)，全雙工通信變成了半雙工通訊，不過(guò)通話(huà)時(shí)一般感覺(jué)不到。語(yǔ)音電路如圖2-10所示。</p><p>　　圖2-10 系統(tǒng)語(yǔ)音通信電路</p><p><b>　　2.5 開(kāi)鎖電路</b></p><p>　　門(mén)禁

65、系統(tǒng)的開(kāi)鎖、上鎖控制電路如上圖所示，系統(tǒng)的開(kāi)鎖、上鎖通過(guò)繼電器完成，繼電器通過(guò)單片機(jī)的I/O 端口控制，當(dāng)P2.0口輸出高電平時(shí)，在上拉電阻的上拉作用下，繼電器的線(xiàn)圈帶電吸合，接點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生變化，常開(kāi)接點(diǎn)1、3 閉合；常閉接點(diǎn)1、2打開(kāi)。通過(guò)繼電器輸出接點(diǎn)的通斷狀態(tài)變化就可以控制密碼鎖的上鎖和開(kāi)鎖。完成對(duì)其上鎖和開(kāi)鎖的控制，開(kāi)鎖電路如圖2-11所示。</p><p>　　圖2-11 系統(tǒng)開(kāi)鎖電路</

66、p><p><b>　　2.6 報(bào)警電路</b></p><p>　　蜂鳴器報(bào)警電路如圖2-12所示。報(bào)警電路會(huì)在連續(xù)三次輸入錯(cuò)誤密碼時(shí)發(fā)出報(bào)警提示，這部分通過(guò)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲實(shí)現(xiàn)，當(dāng)其接通5V的電壓會(huì)發(fā)出蜂鳴叫聲。用NPN型三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，三極管的基極接單片機(jī)的P2.2口，當(dāng)其輸出高電平時(shí)蜂鳴器發(fā)聲。這里，單片機(jī)P2.2口需要上拉。LED指示電路和蜂鳴器報(bào)警類(lèi)似，同樣是

67、在系統(tǒng)工作過(guò)程中，起到提示和警示的作用。這里直接用單片機(jī)的P2.1口驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。當(dāng)P0.1口輸出高電平時(shí)，二極管點(diǎn)亮，發(fā)光，當(dāng)P2.1口輸出低電平時(shí)，發(fā)光二極管熄滅，同樣P0.1口需要上拉電阻上拉。</p><p>　　圖2-12 系統(tǒng)報(bào)警電路</p><p>　　2.7 掉電密碼保護(hù)</p><p>　　2.7.1 AT24C02存儲(chǔ)芯片簡(jiǎn)介</p>

68、;<p>　　AT24C02是美國(guó)Atmel公司的低功耗CMOS型EEPROM，內(nèi)含256×8位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬(2.5～5.5 V)、擦寫(xiě)次數(shù)多(大于10000次)、寫(xiě)入速度快(小于10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小、掉電情況下可以繼續(xù)保存數(shù)據(jù)等特點(diǎn)。AT24C02芯片作為系統(tǒng)的從器件，它與主器件之間的通信遵循I²C總線(xiàn)協(xié)議，I²C總線(xiàn)協(xié)議規(guī)定，任何將數(shù)據(jù)傳送到總線(xiàn)的器

69、件作為發(fā)送器。任何從總線(xiàn)接受數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器件控制的[20]。AT24C02的引腳如圖2-13所示。</p><p>　　圖2-13 AT24C02的引腳圖</p><p><b>　　引腳的功能：</b></p><p>　　串行時(shí)鐘（SCL）：用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘。<

70、/p><p>　　串行數(shù)據(jù)/地址（SDA）：用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，SDA是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳，可與其它開(kāi)漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線(xiàn)。</p><p>　　器件地址輸入端（A0、A1和A2）：用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)有多個(gè)從器件連接在I²C總線(xiàn)上時(shí)，此端口用于選擇不同的從器件。本次設(shè)計(jì)中三個(gè)引腳全部接地。</p><p>　　寫(xiě)保護(hù)（WP）：如

71、果WP管腳連接到VCC，所有的內(nèi)容都被寫(xiě)保護(hù)(只能讀)。當(dāng)WP管腳連接地線(xiàn)或懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作。</p><p>　　2.7.2 掉電密碼保護(hù)設(shè)電路計(jì)</p><p>　　在門(mén)禁系統(tǒng)中，存入的密碼是需要永久的保存的。在設(shè)計(jì)中采用了在掉電的情況下依然能夠保存數(shù)據(jù)的EEPROM存儲(chǔ)芯片24C02存儲(chǔ)密碼。設(shè)計(jì)的密碼鎖因?yàn)橹恍枰鎯?chǔ)6位密碼，數(shù)據(jù)量很小，所以24C02的地址選擇端

72、口直接接地，時(shí)鐘輸入端口（SCK）和數(shù)據(jù)輸入端口（SDA）和單片機(jī)的相連即可，掉電密碼保護(hù)設(shè)電路如圖2-14所示。</p><p>　　圖2-14 系統(tǒng)掉電保護(hù)電路</p><p>　　第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 系統(tǒng)的總體軟件流程</p><p>　　系統(tǒng)在上電復(fù)位后，程序開(kāi)始運(yùn)行，經(jīng)過(guò)初始化，程序等待鍵盤(pán)的開(kāi)鎖密碼

73、輸入或者門(mén)號(hào)輸入，此時(shí)程序循環(huán)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描。通過(guò)鍵盤(pán)電路的功能鍵選擇密碼輸入、密碼更改或者門(mén)號(hào)輸入，然后分別實(shí)現(xiàn)密碼開(kāi)門(mén)，密碼更改，撥號(hào)對(duì)講開(kāi)門(mén)等功能。</p><p>　　當(dāng)實(shí)行密碼開(kāi)門(mén)時(shí)，程序等待鍵盤(pán)的開(kāi)鎖密碼輸入，此時(shí)程序循環(huán)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描。通過(guò)鍵盤(pán)電路的0到9這十個(gè)數(shù)字鍵輸入密碼鎖的密碼，密碼輸入滿(mǎn)六位后，系統(tǒng)將自動(dòng)判斷輸入的密碼是否與原存儲(chǔ)密碼一致，若一致說(shuō)明密碼正確，系統(tǒng)將通過(guò)開(kāi)鎖控制電路執(zhí)行開(kāi)鎖動(dòng)

74、作。若有任何不一致說(shuō)明密碼不正確，系統(tǒng)將等待重新輸入密碼并再判斷密碼的正確與否，若三次輸入密碼錯(cuò)誤，系統(tǒng)將同通過(guò)數(shù)碼管顯示錯(cuò)誤信息，發(fā)出聲光報(bào)警，并鎖定鍵盤(pán)輸入。此時(shí)，系統(tǒng)只有通過(guò)硬件復(fù)位或者重新上電，才能重新開(kāi)始工作。</p><p>　　系統(tǒng)正確輸入密碼開(kāi)鎖的狀態(tài)下，軟件將關(guān)注上鎖和修改密碼兩個(gè)按鍵的狀態(tài)。此時(shí)，可以通過(guò)上鎖鍵使系統(tǒng)重新上鎖，軟件將自動(dòng)回到等待密碼輸入開(kāi)鎖的狀態(tài)，也可以通過(guò)密碼修改鍵執(zhí)行修改密

75、碼的操作，修改密碼鍵按下后，首先等待輸入原密碼并判斷正確與否，原密碼正確才輸入新密碼，并且修改密碼需要再次輸入新密碼，軟件將兩次輸入的新密碼是否一致輸入一致，若一致修改密碼成功，程序?qū)⑿薷暮蟮男旅艽a保存在原密碼的存儲(chǔ)地址上。完成密碼的修改。在密碼修改過(guò)程中，出現(xiàn)什么輸入錯(cuò)誤，系統(tǒng)將自動(dòng)回到等待密碼輸入開(kāi)鎖的狀態(tài)。系統(tǒng)的軟件流程圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)的總體軟件流程圖</p>

76、;<p>　　3.2 各部分的功能實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 初始化程序</p><p>　　電子密碼鎖系統(tǒng)在接通電源后，首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。初始化過(guò)程包括密碼鎖上鎖，密碼的讀入，LED數(shù)碼管的顯示內(nèi)容初始化，設(shè)定系統(tǒng)狀態(tài)指示等，流程圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3-2 系統(tǒng)初始化軟件流程圖</p>&l

77、t;p>　　系統(tǒng)通電后開(kāi)始初始化，首先要載入預(yù)設(shè)密碼至系統(tǒng)內(nèi)存，然后系統(tǒng)上鎖并設(shè)定指示燈狀態(tài)，接著設(shè)定顯示器為等待輸入狀態(tài)，用戶(hù)密碼區(qū)清零，最后初始化定時(shí)器。</p><p>　　3.2.2 鍵盤(pán)掃描子程序</p><p>　　本系統(tǒng)使用4×4矩陣鍵盤(pán)當(dāng)沒(méi)有鍵按下時(shí)，行線(xiàn)和列線(xiàn)之間是不相連的，若第N行與第M列的鍵被按下，那么第N行與第M列的線(xiàn)就被接通。</p>

78、<p>　　根據(jù)上述原理，本系統(tǒng)的鍵盤(pán)掃描方法是利用P1口的低四位作為行掃描線(xiàn)，P2口的高四位作為列回掃線(xiàn)。具體實(shí)施方法為：先使P1.0口輸出低電平，P2口其他口輸出高電平，然后對(duì)P1.4、P1.5、P1.6、P1.7四個(gè)口分別作判斷。若此四口都為高電平，則沒(méi)有鍵按下；若有鍵按下，P1.4、P1.5、P1.6、P1.7四個(gè)口必定有一個(gè)口輸入為低電平，再判斷P1.4、P1.5、P1.6、P1.7哪個(gè)口為低電平則可判斷按鍵在哪列

79、上。如P1.4、P1.5、P1.6、P1.7沒(méi)有低電平，再使P1.1為低電平，其他口為高電平，依次掃描下去，找到按鍵所在的行，再判斷P1口的高四位哪一位為低，便可知道鍵在哪一列上。4×4鍵盤(pán)掃描子程序的流程圖如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 系統(tǒng)鍵盤(pán)掃描子程序流程圖</p><p>　　首先看鍵盤(pán)是否有鍵閉合，若無(wú)鍵閉合，則繼續(xù)等待看是否有鍵閉合，若有鍵閉合則延遲1

80、0ms消抖，若消抖后按鍵還是閉合，則判斷鍵號(hào)，看閉合鍵是否釋放，若釋放，則繼續(xù)剛才是否有按鍵閉合判斷的循環(huán)，若沒(méi)有鍵號(hào)輸入，就返回。</p><p>　　3.2.3 密碼比較和報(bào)警程序 </p><p>　　在輸入密碼開(kāi)鎖和修改密碼輸入原密碼和兩次輸入新密碼的過(guò)程中都用到了密碼比較子程序，這段程序主要完成比較 R0,R1所分別指向的連續(xù)六個(gè)地址單元 是否相等,若全部相同,標(biāo)志位置1，否則清

81、0，密碼比較和報(bào)警流程圖如3-4所示。</p><p>　　圖3-4 系統(tǒng)密碼比較和報(bào)警流程圖</p><p>　　當(dāng)輸入6位密碼后，首先比較第一位密碼，若不正確，則清除顯示，若正確則繼續(xù)比較，若6位密碼全部正確，則開(kāi)鎖，若密碼錯(cuò)誤，則記錄錯(cuò)誤輸入的次數(shù)，若超過(guò)3次，則鎖定鍵盤(pán)并報(bào)警。</p><p>　　3.2.4 密碼更改程序</p><p&

82、gt;　　密碼鎖的密碼就相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫降蔫€匙，而電子密碼鎖可以根據(jù)用戶(hù)的需要，隨時(shí)更改原有的密碼，來(lái)提高密碼鎖的安全性，密碼修改功能是保證密碼鎖有效的重要保障。在密碼修改子程序中，用戶(hù)只有在開(kāi)鎖狀態(tài)下才能進(jìn)行修改，即要求用戶(hù)知道原有的密碼，否則無(wú)法打開(kāi)密碼鎖，更無(wú)法修改其密碼。密碼更改流程圖如3-5所示。</p><p>　　圖3-5 系統(tǒng)密碼更改程序流程圖</p><p>　　

83、當(dāng)密碼輸入正確后，若還有按鍵按下，就計(jì)算其鍵值，存儲(chǔ)，新輸入的6位密碼輸入完后，需再次輸入確認(rèn)，若兩次相同，就將新的6位密碼存儲(chǔ)，密碼修改成功。</p><p>　　3.2.5 數(shù)碼管顯示部分驅(qū)動(dòng)程序</p><p>　　門(mén)禁系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機(jī)的一個(gè)串行口，利用74LS247驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼和74LS138控制位選信號(hào)，就可以完成單片機(jī)的顯示功能，LED顯示流

84、程圖如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 系統(tǒng)數(shù)碼管顯示部分驅(qū)動(dòng)程序流程圖</p><p>　　當(dāng)有按鍵按下時(shí)，載入按鍵值，將其用74LS138編譯，送P0口輸出到數(shù)碼管顯示</p><p>　　3.2.6 單片機(jī)通訊程序</p><p>　　本電路的單片機(jī)通信不是采用串行通信，而是加上了一個(gè)輔助通信電路，比串行通信多用了兩個(gè)I/O

85、口，但少用了一條通信線(xiàn)，適合樓宇可視門(mén)禁的布線(xiàn)，減少布線(xiàn)成本。時(shí)鐘信號(hào)和通信編碼信號(hào)在同一條線(xiàn)上傳輸，這就要求在程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用單片機(jī)的外部中斷和定時(shí)中斷來(lái)作為時(shí)鐘同步，正確地解碼，完成單片機(jī)的通信，單片機(jī)的通信程序流程圖如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 系統(tǒng)通訊程序</p><p>　　首先發(fā)送通信同步信號(hào)到開(kāi)定時(shí)中斷，判定是否開(kāi)定時(shí)中斷，若否則返回繼續(xù)判斷，若是則發(fā)送1位數(shù)

86、據(jù)，若還沒(méi)有發(fā)送完則繼續(xù)發(fā)送，發(fā)送完后，關(guān)掉定時(shí)中斷，通信線(xiàn)電平恢復(fù)，最后返回。</p><p>　　3.2.7 語(yǔ)音撥號(hào)程序</p><p>　　門(mén)禁系統(tǒng)語(yǔ)音部分分室內(nèi)機(jī)和門(mén)口機(jī)兩部分，由系統(tǒng)不同狀態(tài)的處理和切換組成，主要實(shí)現(xiàn)待機(jī)、信號(hào)采集、開(kāi)鎖控制、報(bào)警等功能。門(mén)口機(jī)和室內(nèi)機(jī)的程序流程圖如圖3-8，3-9所示。</p><p>　　圖3-8 語(yǔ)音撥號(hào)室內(nèi)機(jī)程序流

87、程圖</p><p>　　首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，若無(wú)數(shù)據(jù)輸入，則等待數(shù)據(jù)輸入，若有數(shù)據(jù)輸入，就接受數(shù)據(jù)，驗(yàn)證其ID，這室內(nèi)機(jī)會(huì)響起，若屋里無(wú)人，撥通30s后自動(dòng)掛機(jī)，若屋里有人則摘機(jī)進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)，最后根據(jù)房主的需要，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖、報(bào)警、掛機(jī)等功能。</p><p>　　圖3-9 語(yǔ)音撥號(hào)室外機(jī)程序流程圖</p><p>　　首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，接著進(jìn)行按鍵掃描。。若無(wú)按

88、鍵按下，則繼續(xù)等待按鍵按下，若有按鍵按下，則發(fā)送ID號(hào)碼，若屋里收到信號(hào)后門(mén)鈴響后，超過(guò)30s無(wú)人摘機(jī)就自動(dòng)返回，若在30s內(nèi)有人摘機(jī)就開(kāi)啟語(yǔ)音對(duì)講，最后根據(jù)房主的需要，可實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖、報(bào)警、掛機(jī)等功能。</p><p><b>　　第4章 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)半學(xué)期的時(shí)間終于完成，回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿

89、，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，畢竟平時(shí)練得不多，難免會(huì)遇到過(guò)

90、各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言掌握得不好， 后來(lái)通過(guò)網(wǎng)上和書(shū)本上的學(xué)習(xí)很成功的運(yùn)用這些軟件對(duì)設(shè)計(jì)的硬件電路和軟件程序測(cè)試成功實(shí)現(xiàn)。雖然運(yùn)用的還不是很熟練，一些功能還不是很了解，但是通過(guò)同學(xué)和老師的幫助，還是得到了很好的解決。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)均得到了實(shí)現(xiàn)，具體如下：</p><p>

91、;　　密碼輸入開(kāi)門(mén)：當(dāng)密碼輸入正確時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén)。</p><p>　　語(yǔ)音對(duì)講開(kāi)門(mén)：經(jīng)過(guò)撥號(hào)與房主進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)講，房主選擇是否開(kāi)門(mén)。</p><p>　　密碼修改：當(dāng)密碼輸入正確后可修改密碼，對(duì)兩次輸入新密碼是否一致進(jìn)行確認(rèn)，若一致則修改成功。</p><p>　　報(bào)警和鎖定鍵盤(pán)：密碼輸入錯(cuò)誤超過(guò)3次或則發(fā)生誤操作，鎖定鍵盤(pán)并報(bào)警。</p><p&g

92、t;　　由于水平和時(shí)間的關(guān)系，有些地方的設(shè)計(jì)還不,盡人意。而這些地方還有待今后一一的去解決。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文從開(kāi)題到定稿，歷時(shí)半個(gè)學(xué)期，在本論文完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師方寧老師致以誠(chéng)摯的謝意。在論文的寫(xiě)作過(guò)程中，他給了我許許多多的幫助和關(guān)懷。同時(shí)他對(duì)工作的積極熱情、認(rèn)真負(fù)責(zé)、有條不紊、實(shí)事求是的態(tài)度，給我留下

93、了深刻的印象，使我受益非淺。在此我向方老師致以真誠(chéng)的謝意。同時(shí)還要感謝各科的老師，你們的辛勤栽培使我獲得了今天的成績(jī)，謝謝老師們。</p><p>　　當(dāng)然，我還要感謝我周?chē)耐瑢W(xué)，他們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中給予了我很多的幫助，沒(méi)有他們的幫助，在這短短的三個(gè)多月時(shí)間內(nèi)，我是不可能這么好的完成我的設(shè)計(jì)的。尤其是對(duì)一些應(yīng)用軟件的運(yùn)用，開(kāi)始基本上是不會(huì)用，但是經(jīng)過(guò)了大家的幫助，我學(xué)會(huì)了基本的操作。同時(shí)感謝寢室的兄弟給予我的鼓勵(lì)和

94、支持，感謝他們的陪伴。</p><p>　　現(xiàn)在即將離開(kāi)學(xué)校、老師、同學(xué)，還有我四年的大學(xué)生活，雖然依依不舍，但是對(duì)未來(lái)的路，我充滿(mǎn)了信心。最后，感謝在大學(xué)期間認(rèn)識(shí)我和我認(rèn)識(shí)的所有人，有你們伴隨，才有了我豐富多彩的大學(xué)生活。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王汝淋.智能門(mén)禁控制系統(tǒng)[M].北京.北京電子

95、工業(yè)出版社,2004.9.</p><p>　　[2] 張振文. 建筑弱電電工技術(shù)[M].北京.國(guó)防工業(yè)出版社,2009.1.</p><p>　　[3] 陳龍. 居住小區(qū)智能化系統(tǒng)與技術(shù)[M].北京.中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.10.</p><p>　　[4] 盛嘯濤等. 樓宇自動(dòng)化[M].西安.西安電子科技大學(xué)出版社,2004.2.</p>&

96、lt;p>　　[5] 呂景泉. 樓宇智能化技術(shù)[M]. 北京. 北京電子工業(yè)出版社,2002，4.</p><p>　　[6] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）[M].武漢.華中科技大學(xué)出版社,2005.7.</p><p>　　[7] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京.清華大學(xué)出版社,2007.2.</p><p>　　[8] 王迎旭.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M

97、].北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.7.</p><p>　　[10] 張大明.鍵盤(pán)輸入接口[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006，4.</p><p>　　[11] 張毅剛.MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2004 ,3 .</p><p>　　[12] 李強(qiáng)華等.基于單片機(jī)控制的樓宇對(duì)講系統(tǒng).電氣應(yīng)用,2006.4.</p&g

98、t;<p>　　[13] 宋曉燕.智能住宅小區(qū)保安監(jiān)控系統(tǒng)概述.自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2001.1.</p><p>　　[14] 王蘭君等.電工實(shí)用電子線(xiàn)路與電氣線(xiàn)路360例.河南科技出版社,2005.6.</p><p>　　[15] Shihang S. Fuzzy self-organizing controller and its application for dyn

99、amic processes[J]. Fuzzy Sets and Systems, 2003,6(1):35-39.</p><p>　　[16] Olivier Nicole. Access control system[J]. Internet data，2008,2(3):315-217.</p><p>　　[17] Wang Junbo. The Design of RF Ca

100、rd Entrance Management System Based on AT89C2051[M].East China Institute of Technology,2005.1.</p><p>　　[18]OMEGA Engineering Technical Reference.Thermocouple Home Page http://www.omega.com/prodinfo/Thermoc

101、oupleSensor.html.</p><p>　　[19] AMD Corp. AM29LV16OD Data Sheet .http://www.amd.eoln/. 2005/. </p><p>　　[20] Hynix Corp. HY57V641620HG Data Sheet .http://www.hynix.com/. 2005.</p><p&g

102、t;<b>　　附錄Ⅰ 系統(tǒng)程序</b></p><p><b>　　初始化程序如下：</b></p><p><b>　　ORG0000H</b></p><p>　　LJMPFIRST</p><p><b>　　ORG000BH</b><

103、/p><p>　　LJMPINT_T0</p><p><b>　　ORG0100H</b></p><p>　　FIRST:MOVSET_TIMES,#0；新密碼輸入次數(shù)清零</p><p>　　從24C01C中讀數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)送AT89S51中38H開(kāi)始的16個(gè)字節(jié)中</p><p>　　

104、MOVSLA,#0A0H；寫(xiě)入控制字</p><p>　　MOVSUBA,#00H；目標(biāo)地址</p><p>　　MOVNUMBYTE,#6；寫(xiě)入的字節(jié)數(shù)</p><p>　　LCALLIRDNBYTE；開(kāi)始寫(xiě)數(shù)據(jù)</p><p>　　BEGIN:MOVCNT_ERROR,#00H；密碼錯(cuò)誤

105、次數(shù)清零</p><p>　　START:CLR LED_YELLOW；上鎖指示燈</p><p>　　SETBLED_GREEN；開(kāi)鎖指示燈滅</p><p>　　SETBLED_RED；密碼錯(cuò)誤指示燈滅</p><p>　　MOVKEY_CNT_SET,#00H</p><p>　　

106、MOVCNT_A,#00H</p><p>　　MOVCNT_B,#00H</p><p>　　MOVKEY_CNT,#00H</p><p>　　MOVLINE,#00H</p><p>　　MOVROW,#00H</p><p>　　MOVVAL,#00H</p><

107、p>　　MOVWORD_ADRESS,#4CH</p><p>　　MOVLED_BIT_1,#0AH ；數(shù)碼管全"-"</p><p>　　MOVLED_BIT_2,#0AH</p><p>　　MOVLED_BIT_3,#0AH</p><p>　　MOVLED_BIT_4,#0A

108、H</p><p>　　MOVLED_BIT_5,#0AH</p><p>　　MOVLED_BIT_6,#0AH</p><p>　　MOVKEY_1,#00H ；輸入密碼存儲(chǔ)區(qū)清0</p><p>　　MOVKEY_2,#00H</p><p>　　MOVKEY_3,#00H

109、</p><p>　　MOVKEY_4,#00H</p><p>　　MOVKEY_5,#00H</p><p>　　MOVKEY_6,#00H</p><p>　　MOVTMOD,#01H ；初始化定時(shí)器T0</p><p>　　MOVTH0,#(65536-700)/256

110、</p><p>　　MOVTL0,#(65536-700)MOD256</p><p>　　MOVIE,#82H</p><p>　　4×4鍵盤(pán)掃描程序如下：</p><p>　　KEY: JNB P3.0 ,TOTHEENDNOT</p><p>　　LCALL

111、 KS1 ；是否有鍵按下</p><p>　　JZ KEY ；無(wú)鍵按下，返回 （等于零轉(zhuǎn)）</p><p>　　LCALL D_10MS ；10mS 延時(shí)</p><p>　　LCALL KS1 ；是否有鍵按下</p><p>　　JZ KEY

112、 ；無(wú)鍵按下，返回 （等于零轉(zhuǎn)）</p><p>　　SETB ET2 ；開(kāi)定時(shí)中斷T2，產(chǎn)生按鍵音信號(hào)</p><p>　　SETB TR2</p><p>　　MOV 34H,#00H ；按鍵音標(biāo)志位清0</p><p>　　MOV 33H,#250<