智能密码锁系统总体设计和主要芯片介绍.docx

. 第三章 系统总体设计和主要芯片介绍 3.1 系统总体设计 本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警，实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可。系统整体框图如图 3-1所示。 键盘输入模块 显示模块 复位电路 报警电路 AT89S52 密码存储模块 开锁电路 图 3-1 系统结构框图 各模块功能如下： 1．键盘输入模块： 分为密码输入按键与几个功能按键， 用于完成密码锁输入功能。 2．显示模块：用于完成对系统状态显示及操作提示功能。 3．复位电路：完成系统的复位。 4．报警电路：用于完成输错密码时候的警报功能。 5．密码存储模块：用于完成掉电存储功能，使修改的密码断电后仍能保存。 6．开锁电路：应用继电器及发光二极管模拟开锁，完成开锁及开锁提示。 . . 3.2 主要芯片介绍 3.2.1 AT89S52 AT89S52 单片机是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件 采用 ATMEL 公司的高密度、 非易失性存储技术制造， 兼容标准 MCS-51 指令系统 及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash存储单元，功 能强大的微型计算机的 AT89S52 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案 [10] 。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，256 字节 RAM ，32 位 I/O 口 线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM 、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡 器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 AT89S52 的管脚分布如图 3-2 所示。 3-2 AT89S52 芯片管脚 P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。 P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部 . . 下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写 “ 1时”，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并 因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘 故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口 输出地址的高八位。在给出地址 “1时”，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址 数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P3 口作为 AT89S52 的一些特殊功能管脚备选功能， P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） AT89S52 主要特性如表 3-1 所示。 表 3-1 AT89S52 主要特性 兼容 MCS-51 指令系统 8k 可反复擦写 (>1000 次） ISP Flash ROM 32 个双向 I/O 口 4.5-5.5V 工作电压 3 个 16 位可编程定时 /计数器 时钟频率 0-33MHz 全双工 UART 串行中断口线 256x8bit 内部 RAM 2 个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3 级加密位 看门狗（ WDT ）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的 ISP 字节和分页编程 双数据寄存器指针 . . 3.2.2 存储芯片 AT24C02 AT24C