基于单片机数字密码锁的设计要点
基于单片机的电子密码锁设计

基于单片机的电子密码锁设计电子密码锁是一种智能化的安全设备,它可以通过输入特定的密码来进行开锁操作。
随着科技的不断发展,电子密码锁已经逐渐取代了传统的机械锁,成为了现代家庭和商业场所的常见安全防盗设施。
本文将详细介绍基于单片机的电子密码锁设计,并探讨其优点和使用方法。
一、电子密码锁的设计原理电子密码锁的设计原理是基于单片机技术的,它通过对单片机芯片进行编程,并利用数字电路和所需器件来实现开关门的功能。
一般来说,电子密码锁需要以下几个部分来实现:1. 输入设备:用来输入密码的设备,比如键盘或者触摸屏等。
2. 单片机控制器:通过控制器来对输入的密码进行处理,以实现开关门的功能。
3. 信号放大器:用来提高输入的信号强度,以确保单片机能够正确读取输入的密码。
4. 储存器:用来存储密码,以便后续进行比较和验证。
5. 驱动器:用来控制锁的开合状态。
二、电子密码锁的优点相比传统的机械锁,电子密码锁具有以下优点:1. 安全性高:电子密码锁采用数字密码输入方式,可以避免机械密码锁遭受钥匙钥匙相对的安全问题,同时还能设置多种安全保护措施,比如报警和密码连续输入错误次数限制等。
2. 方便性高:电子密码锁无需使用钥匙,只需要记住正确的密码即可,方便快捷。
3. 可扩展性高:电子密码锁还可以与其他智能设备联合控制,比如与报警器、摄像头等联动,增强安全性。
三、电子密码锁的使用方法电子密码锁使用方法较为简单:1. 输入正确密码:输入正确密码后,开门锁将自动解锁。
2. 输入错误密码:输入错误密码可连续出错5次会发出报警声音。
输入密码时,需要注意以下几点:1. 密码设置:密码应为6位数及以上,并且应该包含数字和字母等复杂字符,以增强安全性。
2. 密码保护:密码应妥善保管,不要泄露给他人或者在公共场合轻易使用。
3. 常用密码:为了防止密码忘记和丢失,应该将密码记录在安全的位置,并及时更新。
可以使用密码管理软件,进行在线管理。
四、结语电子密码锁是当今社会安全条件不断提升的必要设备之一。
基于单片机的智能密码锁的设计

基于单片机的智能密码锁的设计基于单片机的智能密码锁设计随着科技的发展和人们安全意识的提高,密码锁在保护个人和家庭安全方面扮演着越来越重要的角色。
传统的机械密码锁由于易受破解和安全性较低的限制,已经无法满足现代安全需求。
基于单片机的智能密码锁作为一种新型的安全产品,具有更高的可靠性和安全性,逐渐得到了广泛关注。
本文将介绍基于单片机的智能密码锁的设计,包括其工作原理、设计思路、实验验证和总结。
一、密码锁概念与原理密码锁是一种通过输入正确的密码来控制锁的开启和关闭的装置。
它主要由密码输入装置、控制装置和执行机构三部分组成。
其工作原理是:用户输入正确的密码后,控制装置将与预设的密码进行比较,如果一致,则发送信号给执行机构,打开锁;如果不一致,则发出警报或拒绝操作。
二、基于单片机的智能密码锁设计1、选择合适的单片机基于单片机的智能密码锁设计第一步是选择合适的单片机。
考虑到性能、价格和易用性等因素,我们选择了常用的8051单片机。
该单片机功能强大、价格适中,且易于编程和调试。
2、设计密码锁的功能模块根据需求分析,我们需要设计以下功能模块:键盘输入、密码比较、LED显示、电机驱动和报警模块。
键盘输入用于用户输入密码;密码比较用于将输入的密码与预设的密码进行比较;LED显示用于显示当前状态和输入的密码;电机驱动用于控制电机的运转;报警模块用于在密码错误时发出警报。
3、编写程序代码根据设计的功能模块,我们需要编写程序代码来实现各个模块的功能。
程序主要包括初始化、键盘输入处理、密码比较、LED显示、电机驱动和报警模块等部分。
其中,密码比较是关键部分,需要编写相应的算法来实现。
4、实现密码锁的具体功能在完成程序编写后,我们需要将程序下载到单片机中,并通过调试来确保各个模块能够正常工作。
在实现密码锁的具体功能时,需要注意以下几点:1、确保输入的密码与预设的密码一致才能打开锁;2、当连续输入错误密码超过设定次数时,应自动锁定密码锁,防止恶意破解;3、应设置一个复位按钮,以便在忘记密码或出现其他异常情况时进行重置;4、可以根据需求增加其他功能,如语音提示、网络控制等。
单片机课程设计密码锁设计

单片机课程设计密码锁设计在当今社会,安全问题越来越受到人们的重视,密码锁作为一种常见的安全防护设备,在保护个人财产和隐私方面发挥着重要作用。
本次单片机课程设计的任务就是设计一款基于单片机的密码锁。
一、设计要求本次设计的密码锁需要具备以下功能:1、能够设置和修改 4 位数字密码。
2、输入密码正确时,锁打开,并有相应的指示灯提示。
3、输入密码错误时,有错误提示,且错误次数超过 3 次则报警。
4、具备密码重置功能。
二、系统方案设计1、硬件设计单片机选型:选择 STC89C52 单片机作为核心控制器,其具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点。
输入模块:采用 4×4 矩阵键盘作为密码输入设备,可方便地输入数字和功能按键。
显示模块:选用 1602 液晶显示屏,用于显示密码输入状态、提示信息等。
存储模块:使用 EEPROM 芯片 AT24C02 来存储密码,以保证断电后密码不丢失。
报警模块:当密码输入错误次数超过 3 次时,通过蜂鸣器发出报警声音。
2、软件设计主程序:负责系统的初始化、键盘扫描、密码输入处理、密码验证、显示控制等。
键盘扫描程序:检测矩阵键盘上的按键动作,并将按键值返回给主程序。
密码处理程序:包括密码设置、修改、存储和验证等功能。
显示程序:控制 1602 液晶显示屏的显示内容。
三、硬件电路设计1、单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振为单片机提供时钟信号,复位电路用于系统的初始化。
2、矩阵键盘电路由16 个按键组成 4×4 矩阵,通过行线和列线的扫描来确定按键值。
3、显示电路1602 液晶显示屏通过数据总线和控制总线与单片机相连,实现数据的传输和显示控制。
4、存储电路AT24C02 通过 I2C 总线与单片机进行通信,用于存储密码数据。
5、报警电路蜂鸣器通过三极管驱动,当单片机输出高电平时,蜂鸣器发声报警。
四、软件程序设计1、主程序流程系统初始化,包括单片机端口初始化、液晶显示屏初始化、EEPROM 初始化等。
基于单片机的电子密码锁

基于单片机的电子密码锁第一章序言电子密码锁作为一种现代化的安全防护设备,被广泛应用于家庭、商业和公共场所。
它与传统机械锁相比具有更高的安全性、更方便的使用方式以及更多的功能。
而基于单片机的电子密码锁则利用现代电子技术,结合单片机的强大功能,实现了更高级别的安全保护和智能化操作。
本文将深入探讨基于单片机的电子密码锁的原理、设计和应用。
第二章基本原理基于单片机的电子密码锁的基本原理是利用数字密码的输入和比对来控制锁的开关。
系统通过单片机将输入的密码与预设密码进行比对,如果输入正确,则单片机控制锁的电机将锁打开。
同时,还可以通过单片机对其他功能的控制,例如报警装置、指纹识别、密钥卡等。
基本原理可以总结为三个步骤:密码输入、比对判断和锁的控制。
第三章设计方案基于单片机的电子密码锁的设计方案包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计的主要组成部分有密码输入模块、单片机模块、电机控制模块和电源模块。
密码输入模块一般使用键盘或者触摸屏来实现密码的输入,单片机模块负责接收输入的密码,并与预设密码进行比对,电机控制模块用于控制锁的开启和关闭,电源模块提供系统的电能。
软件设计则是基于单片机的程序设计,包括密码输入、比对判断和控制电机的相关代码。
第四章功能拓展基于单片机的电子密码锁除了基本的密码输入和开锁功能外,还可以拓展其他功能。
例如,可以增加报警功能,当密码输入错误次数达到一定次数时,系统将触发报警器或者发送警报信息;还可以新增指纹识别功能,通过将指纹信息存储在单片机中,实现指纹的输入和认证,提高门锁的安全性;另外,还可以添加密钥卡功能,通过感应技术读取密钥卡上的信息,实现无需输入密码的开锁方式,提升用户体验。
第五章应用前景基于单片机的电子密码锁在家庭、商业和公共场所都有广泛的应用前景。
在家庭使用方面,电子密码锁可以取代传统的机械锁,提供更高的安全性,可以对家庭成员的出入进行控制;在商业使用方面,电子密码锁可以应用于办公室、酒店、银行、医院等场所,实现门禁和权限控制,保护重要信息的安全;在公共场所使用方面,电子密码锁可以应用于公共厕所、储物柜、车库等场所,提供更方便快捷的开锁方式。
基于单片机的电子密码锁

基于单片机的电子密码锁第一章:引言随着科技的不断进步,电子密码锁作为一种现代化的安全设备,越来越得到人们的关注和应用。
传统的机械锁存在一些弊端,例如易被撬开、锁码易被窃取等问题。
而电子密码锁则通过集成电路和密码输入系统,提供了更高的安全性和便利性。
本文将详细介绍基于单片机的电子密码锁的原理和设计,包括电路设计、程序代码编写、功能调试等方面。
通过这些内容,读者将对电子密码锁的工作原理和制作过程有更深入的了解。
第二章:原理介绍2.1 单片机选型在设计电子密码锁时,选择合适的单片机至关重要。
本文选择XX单片机作为控制器,原因主要在于其低功耗、高性能和丰富的外设接口等特点。
2.2 电路设计电子密码锁的电路设计包括密码输入系统、电源管理和电机驱动等部分。
密码输入系统主要由按键矩阵和LCD显示器组成,用于用户输入密码和显示相关信息。
电源管理模块负责供电和电池电量检测。
电机驱动模块则用于控制锁体的开关。
第三章:程序编写3.1 系统初始化在单片机启动时,需要对系统进行初始化配置。
包括外设接口的设置、时钟的配置和IO口的初始化等。
这些步骤为后续的程序运行提供了必要的准备工作。
3.2 密码验证当用户输入密码后,系统需要对密码进行验证。
在编写程序时,需要结合密码输入系统和密码存储器,根据用户输入的密码和存储的密码进行比对。
如果密码匹配成功,则进入下一阶段,否则给出错误提示。
3.3 功能实现除了密码验证外,电子密码锁还可以实现其他功能。
例如,设置密码、修改密码、开关驱动电机等。
在程序编写时,需要对这些功能进行详细设计,并考虑到各种异常情况的处理。
第四章:系统调试为了保证电子密码锁的功能可靠,需要进行系统调试。
调试过程主要包括测试电路的正常工作状态、验证密码验证功能的准确性和检查电机驱动模块的可靠性等。
第五章:应用与展望电子密码锁具有广泛的应用前景。
不仅可以用于家庭安全防护,还可以应用于商业场所、酒店、学校等多个领域。
未来,电子密码锁还可以与其他智能设备进行联动,实现更多便利和安全功能。
基于单片机电路设计密码锁

题目基于单片机的电子密码锁设计一、设计的目的1.了解单片机开发系统的组成及结构;2.掌握I/O口的操作方法;3.能够熟练使用protues和keil软件进行连线和编程,并熟练掌握仿真方法;4.掌握数码管的显示原理;5.掌握C语言编程方法;6.培养查找错误和改正错误的能力。
二、设计的内容及要求本设计采用单片机为主控芯片,结合外围电路组成电子密码控制系统。
设计主要功能有:1.设置6位密码,密码通过键盘输入,若密码正确,则锁打开,代表锁的二极管亮。
2.初始密码由单片机内部决定,在开锁后20S内用户可对密码进行修改。
3.重设密码时显示数字。
4.密码只能输入6位数字,超过6位的输入无效。
5.具有自动报警功能:当密码输入错误三次,报警,蜂鸣器响10S。
6.LED数码管显示输入密码,为确保安全性所有密码均用“—”表示。
基于单片机的电子密码锁设计摘要电子锁可以在日常生活和现代办公中,住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。
大大提高了主人物资的安全性,安全可以代替老式机械锁。
目前使用的密码锁种类繁多,各具特色。
本文从经济实用的角度出发,采用AT89C2051单机,研制了一款具有防盗自动报警功能的电子密码锁。
结合外围的矩阵键盘输入、数码管显示、开锁、报警等,用C语言编写程序,并用keil软件进行编译设计了一款可以更改密码,具有报警功能的电子密码控制系统。
本设计采用矩阵键盘对密码进行输入,具有较高的优势,减少了I/O口的占用数目。
密码的显示采用6位数码管实现,为确保安全性统一使用“—”显示密码。
当重新设置密码时数码管显示数字。
采用采用蜂鸣器模拟报警系统,增加了密码锁的安全能力。
软件使用C语言编程,运用自上而下的模块化设计思想,使系统朝着分布式、小型化方向发展,增强系统的可扩展性和运行的稳定性。
测试结果表明,设计达到电子密码锁的功能。
关键字:密码锁、AT89C51、矩阵键盘、报警一背景随着社会科技的进步,锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。
基于单片机的电子密码锁设计

基于单片机的电子密码锁设计
电子密码锁是一种常用的智能锁具,它使用数字密码代替传统的钥匙,能够提供更高的安全性和方便性。
基于单片机的电子密码锁能够实现简单的密码输入、校验和控制逻辑,下面是一种基于单片机的电子密码锁设计方案。
硬件部分:
1、MCU:选择一款高性价比的8位单片机,如AT89C51,具备足够的存储空间、操作速度和通用IO口。
2、键盘:选用16键或12键矩阵键盘,提供数字、字母和功能键,可灵活设置密码。
3、数码管:用于显示输入密码和状态信息,一般采用4位共阳数码管。
4、电路保护:此处需添加过流保护、短路保护、反向保护以及过压保护等电路。
5、电源:选择电池供电模式,例如4节AA碱性电池并联,以保证足够的电量和使用寿命。
软件部分:
1、键盘输入检测:通过IO口扫描矩阵键盘输入状态,检测按下的键位并读取对应键值,避免误触。
2、密码存储:将设定好的开锁密码存储在MCU内部的Flash或EEPROM中,以保证密码安全并避免意外丢失。
3、密码校验:将输入的数字密码与存储的密码进行比较,如一致则允许开锁,否则拒绝开锁并显示“密码错误”。
4、状态显示:通过4位共阳数码管显示输入密码、开锁状态、警报状态等信息,方便用户操作。
5、警报功能:若输入错误密码超过规定次数,则触发警报,并向指定手机号或邮箱发送警报信息。
总之,基于单片机的电子密码锁设计需要合理安排硬件和软件功能,充分保证安全性和可靠性,并考虑升级和扩展的可能性。
基于单片机的电子安全密码锁的设计

基于单片机的电子安全密码锁的设计一、本文概述Overview of this article随着科技的不断发展,电子安全设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
其中,电子密码锁作为一种重要的安全设备,已经广泛应用于家庭、办公室、银行、仓库等场所。
为了满足日益增长的安全需求,设计一种高效、稳定、可靠的电子密码锁成为了当前的重要任务。
本文旨在探讨基于单片机的电子安全密码锁的设计方案,旨在提供一种便捷、安全、可靠的密码锁解决方案。
With the continuous development of technology, electronic security devices are playing an increasingly important role in our daily lives. Among them, electronic password locks, as an important security device, have been widely used in homes, offices, banks, warehouses and other places. In order to meet the growing security needs, designing an efficient, stable, and reliable electronic password lock has become an important task at present. This article aims to explore the design scheme of electronic security password locks based on microcontrollers,aiming to provide a convenient, secure, and reliable password lock solution.本文首先介绍了电子密码锁的研究背景和意义,阐述了传统机械锁与电子密码锁相比的优势。
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摘要随着科技和人们的生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出,传统机械锁由于构造简单,被撬事件屡见不鲜;电子锁由于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,受到了广大用户的青睐。
单片机也被称微控器,是因为它最早被用在工业控制领域。
单片机是靠程序运行的,并且可以修改。
本设计系统主机采用8052单片机,MCS-51单片机的程序存储器和数据存储器的地址空间是相互独立的,而且程序存储器一般为ROM或EPROM,只能读出不能写入。
扩展用的程序存储器芯片大多采用EPROM芯片,最大可扩展到64K字节。
该设计使用矩阵键盘输入。
LED数码管显示输入密码,用74HC245驱动数码管发光显示数码,LCD1602控制显示。
密码正确,二极管发光。
输入密码错误次数超过三次系统报警,蜂鸣器发出报警音。
关键词:单片机软件电路硬件电路目录第一章设计要求 (1)第二章系统组成及工作原理 (2)第三章硬件电路设计 (3)3.1 STC89C52单片机的介绍 (3)3.2单片机最小系统 (5)3.3键盘电路设计 (6)3.4 LCD1602显示电路 (8)3.5开锁电路 (11)3.6报警电路 (11)3.7仿真效果图 (12)第四章软件设计 (13)4.1 PROTEUS仿真软件 (13)4.2 KEIL编译设计 (15)4.3 普中ISP自动下载软件 (16)4.4程序流程图 (18)第五章设计、调试和测试结果与分析 (19)第六章设计小结 (23)参考文献 (24)附录 (25)第一章设计要求采用单片机、LCD等芯片,设计电子密码锁,能随时修改密码,具有防多次试探功能,连续输入密码达到一定次数,发出光声报警密码输入错误时有报警功能,连续输入3次错误,键盘自锁,等待管理解锁;开锁后或修改密码后可以选择退出,返回开锁前状态。
掌握Proteus软件的基本应用,用于设计与仿真,需要用PROTEUS软件绘制电路原理图及局部原理图;掌握单片机编程语言,可选用汇编语言或C语言;本次课程设计是要设计一个数字密码锁,设计要求如下:1、设计一个数字式密码锁。
2、密码由4 – 6位数字组成。
3、密码相符开锁,三次不符报警。
4、密码可以更新。
第二章 系统组成及工作原理STC89 C52图2.1 系统总设计图该电子密码锁采用4*4键盘作为输入信号,输入到作为主机STC89C52单片机,通过软件编程的程序,做出判断,结果再经1602LCD 液晶显示器作为输出显示。
晶振电路提供单片机运行脉冲。
● STC89C52单片机:STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。
具有以下标准功能: 8k 字节Flash ,512字节RAM , 32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM ,复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。
● 复位电路:复位电路,就是利用它把电路恢复到起始状态。
就像计算器的清零按钮的作用一样,以便回到原始状态,重新进行计算。
使CPU 及系统各部件处于确定的初始状态。
● 键盘控制电路:在此次的设计中,输入密码,修改密码等都需要通过键盘来实现,键盘采用矩阵键盘,这样可以减少I/O 口的使用。
● LCD 显示电路:本次实验采用的是LCD1602液晶显示,好处是相比于LED 数码管显示方便许多,也比较符合消费者的要求。
● 超次报警电路:密码箱最重要的是保护消费者的财产及隐私,若非本人操作很难一下子输对密码,本次设计是三次输入密码不正确蜂鸣器会响,模拟报警的装置。
● 开门电路:输对密码之后,继电器吸合,小灯点亮,模拟开保险箱的动作。
第三章硬件电路设计3.1 STC89C52单片机的介绍STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
STC89C52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,STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
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。
图3.1 STC89C52功能引脚图●VCC:电源●GND:地●P0口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。
程序校验时,需要外部上拉电阻。
●P1口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL逻辑电平。
对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX),在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。
●P2口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2 口送出高八位地址。
在这种应用中,P2 口使用很强的内部上发送1。
在使用8位地址(如MOVX @RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
●P3口:P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P3端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
P3口亦作为STC89C52特殊功能(第二功能)使用,如表3-1所示。
在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。
表3-1 P3口的第二功能表●RST: 复位输入。
晶振工作时,RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。
看门狗计时完成后,RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。
●ALE/PROG:地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8 位地址的输出脉冲。
在flash编程时,此引脚(PROG)也用作编程输入脉冲。
在一般情况下,ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。
●PSEN:外部程序存储器选通信号(PSEN)是外部程序存储器选通信号。
当STC89C52从外部程序存储器执行外部代码时,PSEN在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据存储器时,PSEN将不被激活。
●EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令,EA必须接GND。
为了执行内部程序指令,EA应接VCC。
在flash编程期间,EA也接12伏VPP电压。
●XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
●XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
3.2单片机最小系统的设计单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的,除了单片机之外,还需要包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。
1、时钟电路单片机工作时,从取指令到译码再进行微操作,必须在时钟信号控制下才能有序地进行,时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟的。
单片机的时钟信号通常有两种产生方式:内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式的原理电路如图2-8所示。
在单片机XTAL1和XTAL2引脚上跨接上一个晶振和两个稳频电容,可以与单片机片内的电路构成一个稳定的自激振荡器。
晶振的取值范围一般为0~24MHz,常用的晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz等。
一些新型的单片机还可以选择更高的频率。
外接电容的作用是对振荡器进行频率微调,使振荡信号频率与晶振频率一致,同时起到稳定频率的作用,一般选用20~30pF的瓷片电容。
2、复位电路无论是在单片机刚开始接上电源时,还是运行过程中发生故障都需要复位。
复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值,并从这个状态开始工作。
单片机的复位条件:必须使其RST引脚上持续出现两个(或以上)机器周期的高电平。
单片机的复位形式:上电复位、按键复位。
图3.2 单片机最小系统3.3键盘电路设计按键工作处于两种状态:按下与释放。
一般按下为接通,释放为断开,这两种状态要被CPU识别,通常将两种状态转换为与之对应的低电平或高电平。
CPU通过按键信号电平的高低来判断按键的状态。
使用矩阵键盘,所以本设计采用行列式键盘,可减少键盘与单片机接口是所占用的I/O线的数目,按键比较多时,通常采用这种方法。
矩阵式键盘又叫行列式键盘。
用I/O接口线组成行、列结构,键位设置在行、列的交点上。
例如本设计(图4-4)4*4的行、列结构可组成16个键盘,比一个键位用一根I/O口线的独立式键盘少了一半的I/O接口线。
而且键位越多,情况越明显。
因此,在按键比较多时,往往采用矩阵式键盘。
矩阵式键盘的按键识别方法有“行扫描法”。
行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法,是一种最常用的按键识别方法,介绍过程如下。
(1)判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3置低电平,然后检测列线的状态。
只要有一列的电平为低,则表示键盘中有键被按下,而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。
若所有列线均为高电平,则键盘中无键按下。
(2)判断闭合键所在的位置在确认有键按下后,即可进入确定具体闭合键的过程。
其方法是:依次将行线置为低电平,即在置某根行线为低电平时,其它线为高电平。
在确定某根行线位置为低电平后,再逐行检测各列线的电平状态。