超市存物箱模拟装置设计终稿

○ A 基础理论 ● B 应用研究

○ C 调查报告 ○ D 其他 本科生毕业设计（论文）

超市存物箱模拟装置设计

二级学院 ：******* 专 业 ： ******* 年 级 ： ***** 学 号 ：****** 作者姓名 ： *** 指导教师 ： ******

完成日期：2017年5月15日

超市存物箱模拟装置设计

专业名称：*** 作者姓名：**** 指导教师：****

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目录

1绪论 .................................................................................................................................... 1 1.1研究背景及意义......................................................................................................... 1 1.2电子密码锁的发展趋势............................................................................................. 1 1.3设计目标..................................................................................................................... 1 1.4芯片方案选择............................................................................................................. 1 2系统硬件设计 .................................................................................................................... 2 2.1整体方案设计............................................................................................................. 2 2.1.1系统概述及框图................................................................................................. 2 2.2最小系统模块............................................................................................................. 2 2.2.1STC89C52简介..................................................................................................... 2 2.2.2最小系统电路..................................................................................................... 3 2.3液晶显示电路............................................................................................................. 4 2.3.1 1602液晶简介................................................................................................... 4 2.3.2液晶显示模块电路............................................................................................. 4 2.4按键输入模块............................................................................................................. 5 2.5存储芯片模块电路..................................................................................................... 6 2.5.1存储芯片的介绍................................................................................................. 6 2.5.2 AT24C02模块电路图......................................................................................... 6 2.6蜂鸣器模块电路图..................................................................................................... 7 2.7继电器模块电路......................................................................................................... 7 2.8 HX711、压力传感器模块电路图.............................................................................. 8 3软件设计 ............................................................................................................................ 9 3.1程序流程图设计......................................................................................................... 9 3.1.1总体程序流程图设计......................................................................................... 9 3.1.2液晶程序设计................................................................................................... 12 3.1.3矩阵键盘的扫描流程设计............................................................................... 12 4电路、程序调试及硬件组装 .......................................................................................... 15 4.1软件仿真................................................................................................................... 15 4.2电路板设计............................................................................................................... 18 4.3元器件的选择与测量............................................................................................... 19 5总结及研究展望 .............................................................................................................. 20 5.1总结........................................................................................................................... 20 5.2研究展望................................................................................................................... 20

参考文献 ............................................................................................................................. 21 致谢 ................................................................................................................................... 22 附录 ................................................................................................................................... 23 附录A元件清单 ............................................................................................................. 23 附录B原理图 ................................................................................................................. 24 附录C PCB图 ................................................................................................................ 24 附录D实物图 ................................................................................................................. 25 附录E程序 ..................................................................................................................... 25

超市存物箱模拟装置设计

作者 *** 指导老师 *** （*********，*** ***）

摘要:此次设计以STC89C52单片机为核心，配以相应硬件电路，完成密码的设置、存储、识别、驱动继电器执行完成电磁锁的开关、通过压力传感器完成满箱提示等功能，主要硬件包括STC89C52、蜂鸣器、矩阵键盘、1602液晶、电磁锁、A/D转换模块、压力传感器、AT24C02。单片机接收键入的密码，并与保存在EEPROM中的六位密码进行比较，六位密码有100万组不同的组合可以随便改变，保密性极高，如果密码无误，则驱动电磁执行器电磁锁开锁；如果密码输入不正确，则单片机通过通信线路向蜂鸣器发出报警信号。

关键词:密码锁；液晶；矩阵键盘；电磁锁；AT24C02;继电器；压力传感器

Design of Locker Simulator In Supermarket

author **** Advisor ****

（School of Information Engineering,Lingnan Normal University,ZhanJiang,524048 China） Abstract:With STC89C52 microcontroller as the core,the hardware circuits of the design including alarm buzzer,matrix keyboard,LCD1602,electromagnetic lock,ADC module,pressure transducer and AT24C02.This design achieves the functions of password setting,identification and storage, and the operations of rely driver and electromagnetic lock as well as the trumkful prompt of its pressure transducer.The single-chip microcomputer will receive the password and compare it with the six-bit password stored in EEPROM.There are one million different combinations of the six-bit password that can be changed at random,which provides a sound confidentiality.If the password were correct,the single-chip microcomputer would drive the open of electromagnetic lock;otherwise, SCM would send out the signal of alarming through communication line and the buzzer would raise the alarm.

Keywords：Password lock; Liquid crystal display;Matrix keyboard;Electromagnetic lock;AT24C02;Relay driver;pressure transducer

1绪论

1.1研究背景及意义

随着科技的发展,信息化节奏不断加快，以前的老式机械锁已经不能满足需求而以程序控制的电子密码锁，具有记忆、辨识、报警等特别的使用功能。基于单片机的电子密码锁的研究在保护财产和人身安全方面具有深远意义。

1.2电子密码锁的发展趋势

从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，相比于键盘式电子密码锁，由数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素构造的密码锁更加安全可靠，组合使用这些信息能够使防盗锁获得高度的保密性，这样就增加了更高的安全保险性，以后将会朝着这方向深入发展[7]。

1.3设计目标

(1)用户存物、用户取物、管理员取物

(2)管理员修改密码、存物时用户密码通过LCD显示

(3)存物箱状态指示、自动开关箱、有效按键声音提示、密码输入提示 (4)密码正确提示、密码错误提示 (5)满箱提示

1.4芯片方案选择

此次设计采用单片机STC89C52作为系统控制器。单片机具有可靠性强、性价比搞、电压低、功耗低、算术运算功能强、软件编程灵活自由度大，可用软件编程实现各种逻辑功能，本身带有定时器、计数器，可以用来定时和计数，并且其功耗低，体积小，计数成熟和成本低等优点。

1

2系统硬件设计

2.1整体方案设计

2.1.1系统概述及框图

整个系统以STC89C52单片机为核心器件，配合电阻电容晶振等器件，构成单片机的最小系统。其它模块围绕着单片机最小系统展开。其中包括，显示设备使用1602液晶，进行锁状态和输入密码的显示；密码输入设备采用4*4的矩阵键盘，16个按键的数量足够满足此次设计的要求；密码存储使用EEPROM芯片，此次设计使用的EEPROM芯片型号是AT24C02，通过IIC接口和单片机进行数据传输；发音设备采用有源蜂鸣器，可以发出按键音和报警音；电磁锁采用继电器来驱动；满箱提示使用压力传感器外部输入和A/D放大转换芯片转换至单片机来完成。最后是供电采用常用的USB 5V进行供电、电磁锁供电采用 5V供电，系统总框架图如图1所示

矩阵键盘模块 电源 压力传感器模块 AD数模转换模块

1602液晶模块 蜂鸣器模块 继电器模块 单片机 最小系统 密码存储模块 图 1 系统框图

电磁锁模块 2.2最小系统模块

2.2.1STC89C52简介 (1)概述

STC89C52是一个电压低，性能高的单片机，片内含8k bytes的可屡次擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。

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STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线。引脚如图2所示[13]。

图2 STC89C52引脚图

2.2.2最小系统电路

STC89C52的最小系统如图3所示，整个最小系统由三个部分组成，晶振电路部分、复位电路部分、电源电路等三个部分组成。最后一个是电源部分，采用5V的USB直接供电，可采用充电宝、电脑USB口、移动电源等设备进行供电。此外，除了单片机最小系统的3个部分之外，这里还多了一些外部电路。由于STC89C52的P0口是漏极开路输出，因此在P0口接了一个10K的排阻R1，使得P0口可以作为普通的I/O口使用，此次设计用P0口来做液晶的数据口。

U1

VCCVCCVCCP00P01P02P03P04P05P06P07EAALEPSENP27P26P25P24P23P22P21P204039383736353433323130292827262524232221D0D1D2D3D4D5D6D7VCCRSRWENR1123456789103

C110uFR310K

C230pFGND1X12C330pF1234567891011relay12bp1314151617181920P10P11P12P13P14P15P16P1712MP10P11P12P13P14P15P16P17RESETP30/RXDP31/TXDP32/INT0P33/INT1P34/T0P35/T1P36/WRP37/RDXTAL2XTAL1GNDSTC89C52 SDASCLGNDGND图 3 单片机最小系统 3

2.3液晶显示电路

2.3.1 1602液晶简介

液晶显示器是一种显示器件，具有小体积、轻重量、低功耗等特点。本系统显示采用了工业字符型液晶模块1602，可显示2行16个字符，能方便显示英文字母大小写、阿拉伯数字、常用符号等，通过自定义还可显示简单的汉字。可以显示2行标准字符，每行共有16个字符。尺寸、引脚说明如图4、表1所示[8]。

图4 液晶尺寸说明 表1液晶引脚说明

符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1

引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压 数据/命令选择

读/写选择 使能信号 数据 数据

符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK

引脚说明

数据 数据 数据 数据 数据 数据 背光源正极 背光源负极

2.3.2液晶显示模块电路

液晶模块的电路的连接图如图5所示，第1脚和第2脚分别接到电路的GND和VCC，这2个脚是液晶工作的电源输入脚。第3脚通过一个10K的电位器连接到地端，可通过调节该电位器来调节液晶的对比度。第4脚是液晶的寄存器选择管脚，接到单片机的P2.7脚上。第5脚是液晶的读写信号管脚，接到单片机的P2.6脚上。第6脚是液晶的使能管脚，接到单片机的P2.5脚上。第7脚到第14脚是液晶的8位

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双向数据线，接到了单片机的P0口上。第15脚和第16脚是液晶的背光电源脚，接VCC和GND。当使用不带背光的模块时，这两个引脚悬空不接。

GNDLCD1VSSVCCVORSRWEND0D1D2D3D4D5D6D7AK12345678910111213141516VCCRSRWEND0D1D2D3D4D5D6D7R21031602GNDLCD 1602GNDVCC图5 液晶模块连接图

2.4按键输入模块

由于此次设计输入参数较多、功能较复杂，因此采用4*4的矩阵键盘，如图6所示。只需占用8个单片机的IO口，就可以实现对16个按键的检测。在16个按键中，除了0-9这10个数字键之外，还有删除、取消、确定、手动关锁、修改密码、管理员密码等6个功能按键。

按键识别采用两步扫描判别法：首先判别按键所在的行，由P1口向键盘输出列扫描，然后读入行线状态来判断，然后判别按键所在的列，由P1口向键盘输出行扫描，然后读入列线状态来判断，最后将行和列的状态相或得到一个值，再把该值取反得到该位置的键值[10]。

图6 矩阵按键电路

P10P11P12P13P14P15P16P175

2.5存储芯片模块电路

2.5.1存储芯片的介绍

主要特性如图7、表2、表3所示[11]。

图7 AT24C02封装图 表2 AT24C02引脚说明

引脚名称 A0-A2 SDA SCL WP VCC GND

表3 AT24C02主要功能

工作电压：1.8V～5.5

输入/输出引脚兼容5V

输入引脚经施密特触发器滤波抑制噪声 双向数据传输协议

支持硬件写保护

高可靠性 读写次数1000000次，数据保存100年

应用在内部结构：256*8（2k）

引脚功能 器件地址输入 串行数据输入输出 串行时钟输入 写保护 电源 地

二线串行接口

兼容400KHz

（1.8V,2.5V,2.7V,3.6V）

2.5.2 AT24C02模块电路图

存储芯片AT24C02模块的电路的连接图如图8所示，第4脚和第8脚分别接到了电路的GND和VCC，这两个脚是芯片工作的电源、地输入脚；1、2、3引脚都连接到了GND，因此芯片的7位二进制地址是1010000；芯片的第7引脚接到了GND，可以进行正常的读写操作，接到VCC时启动写保护功能。最后由于AT24C02芯片的SCL

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和SDA是漏极开路设计，因此在连接到单片机的同时，还要加上2个10K的上拉电阻 [1]。

1234VCCU2A0VCCA1WPA2SCLGNDSDAAT24C02R410KR510K8765SCLSDA

VCC图8 存储芯片AT24C02模块电路

2.6蜂鸣器模块电路图

此次设计使用的是有源蜂鸣器。由于蜂鸣器工作时，需要的电流比较大，单片机的IO口输出的电流又比较小，所以这里利用三极管的开关管功能来控制蜂鸣器发音，选用的三极管型号是PNP三极管S8550，而且选用的蜂鸣器属于有源蜂鸣器，即在蜂鸣器内部已经内置了震荡电路，单片机无需连续发出高低电平来驱动它，而只要输出高（或低）电平即可，这大大简化了单片机程序的设计。由于选用的是PNP型而单片机上电IO口默认是高电平的，所以上电时蜂鸣器是不会发出鸣叫的。蜂鸣器电路如图9所示。

BEEP1bpVCCQ18550GND 图9 蜂鸣器电路

2.7继电器模块电路

此次设计中采用的继电器属于电磁式继电器。继电器模块的电路如图10所示。继电器使用的是5V电压触发的。由于继电器由导通到关断瞬间，由于工作线圈有电感的性质，所以会在继电器的线圈的低电压端产生一个瞬间电压尖峰，通常能高达

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数十倍的线圈额定工作电压。所以这里接入一个二极管在继电器两端，因为二极管的负端通常接到VCC，因此电压尖峰将被抑制。保护了板上的电子元件。当单片机的IO口给PNP三极管Q2一个低电平后后，三极管导通，继电器供电，因此继电器从断开变为闭合，继而给连接到J2的电磁锁上电，最终达到单片机控制电磁锁的效果。为了更加形象的感受到电磁锁被打开，此外还加了一个发光二极管作为电磁锁打开的指示灯[6]。

relayVCC

D1LEDD21N4148R61KQ2S8550J2Relay1GND

图10 继电器电路

2.8 HX711、压力传感器模块电路图

此次设计满箱提示功能是当存物箱过满且放不进去时，给存物的人以报警声音提示，存物时，如果存物过满必然会对箱壁有挤压力。在程序上设置一个压力值，如果外部压力传感器采集的压力值大于设置的压力值，证明存物箱存物过满，蜂鸣器报警给存物的人提示。所以设计上采用外部压力传感器输入，但是外部压力传感器采集的压力信号输出较小，单片机并不能识别压力传感器输出的信号，所以采用A/D转换芯片HX711将外部压力传感器采集的压力信号传到A/D转换芯片HX711进行增益放大，再经过A/D转换芯片HX711转换成数字信号，再传到单片机上。电路图如图12所示压力传感器是采用四个应变电阻封装构成引出来的四根线分别是电源E+、地E-、信号A+、信号A-,并分别接到A/D转换芯片HX711的E+、E-、A+、A-端，最后A/D转换芯片HX711的信号DT、信号SCK分别接到单片机的IO口，HX711芯片管脚如图11所示。

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图11 HX711芯片管脚

图12 HX711、压力传感器模块电路图

3软件设计

3.1程序流程图设计

3.1.1总体程序流程图设计

系统的软件总流程图如图13所示，最开始先进行液晶的初始化，包括液晶功能初始化和液晶显示内容初始化。接着就进行密码初始化，包括检查密码存储芯片是不是新的，并且把密码从存储芯片读取到单片机，保存在一个数组里面。完成初始化之后，就开始进行矩阵键盘的扫描，并根据不同的按键扫描返回值，进行不同的任务处理，这些任务基本包括开锁密码判断、密码错误报警、修改密码、管理员恢复密码等。

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报警 解锁密码 开始 液晶初始化 密码初始化 输入密码 管理员密码 密码类型？ 正确？ 否 是 报警 恢复初始密码

修改密码？ 正确？ 是 执行满箱提示 执行开锁操作 锁键盘1分钟并报警 否 错误计次加1 错3次？ 是 否 否

是 修改密码程序

保存新密码

结束 图13程序流程图 10

程序设计流程说明：首先进行液晶初始化、密码初始化。判断密码输入类型，如果是解锁密码，且输入密码正确，执行开锁操作，并且启动外部压力传感器输入有效，执行满箱提示。如果输入错误，错误次数达到三次，锁住键盘1分钟并报警。如果输入的密码类型是管理密码，且输入正确，则恢复初始化密码，错误则报警。如果修改密码，必须在输入解锁密码输入正确，输入新密码，修改密码成功，并保存新密码。部分代码如下：

1602液晶初始化代码: void LcdInit() {

LcdWriteCmd(0x38); // 16*2显示，5*7点阵，8位数据口 LcdWriteCmd(0x0C); // 开显示 LcdWriteCmd(0x06); // 地址加1 LcdWriteCmd(0x01); // 清屏 }

密码初始化代码 void CodeInit() {

uchar dat,i; dat=IIcReadDat(10); if(dat!=88) {

IIcWriteDat(0,1); // 给AT24C02第0个内存写入第一个密码“1” IIcWriteDat(1,2); //给AT24C02第1个内存写入第一个密码“2” IIcWriteDat(2,3); //给AT24C02第2个内存写入第一个密码“3” IIcWriteDat(3,4); //给AT24C02第3个内存写入第一个密码“4” IIcWriteDat(4,5); //给AT24C02第4个内存写入第一个密码“5” IIcWriteDat(5,6); //给AT24C02第5个内存写入第一个密码“6” IIcWriteDat(10,88); }

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for(i=0;i<6;i++) {

ArrCodeUnlock[i]=IIcReadDat(i); } }

3.1.2液晶程序设计

程序流程说明：首先进行液晶初始化，液晶初始化程序都是固定的模式，之后确定按键是哪个按下所以要定位行列坐标，之后显示一个字符，如果数据显示完进行下一步，否则回到定位行列坐标。如图14所示，部分代码如下：

液晶初始化

否 数据显 示完？ 是 图14液晶显示流程图

定位行列坐标 显示一个字符

液晶光标定位代码：

void LcdGotoXY(uchar y, uchar x) {

if(y==0) //第一行 LcdWriteCmd(0x80+x); if(y==1) //第二行 LcdWriteCmd(0x80+0x40+x); row=y;

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column=x; }

输出字符代码：

void LcdPrintStr(uchar *str) {

while(*str!='\\0') LcdWriteData(*str++); }

3.1.3矩阵键盘的扫描流程设计

程序流程说明：判断按键是否有按下，有按下，则判断是哪一行，哪一列，并找到行列的交点按键，并返回按键值。没有按键按下，则返回99，代表没有按键按下。如图15所示。部分代码如下：

有按键 按下？ 是 否 返回99，代表 没有按键按下 扫描是哪一行 扫描是哪一列

找到行列的交点按键返回键值 图15矩阵键盘扫描流程图

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键盘扫描代码： uchar KeyScanf()

{

uchar ret,temp1,temp2; P1=0x0f;

if(P1!=0x0f) {

DelayMs(15); if(P1!=0x0f) {

temp1=P1; // 判断是哪一行按键按下 P1=0xf0; DelayMs(5);

temp2=P1; // 判断是哪一列按键按下

ret=temp1|temp2; // 通过行和列的判断是哪一个按键按下 switch(ret)

{

case 0xe7: return 1; case 0x77:return 12; case 0xd7: return 2; case 0xeb:return 4; case 0xb7: return 3; case 0xdb:return 5; case 0xbb:return 6; case 0x7b: return 13; case 0xed: return 7; case 0xdd:return 8; case 0xbd: return 9; case 0x7d:return 14; case 0xee: return 10; case 0xde: return 0; case 0xbe: return 11;case 0x7e:return 15; }return ret;

} }return 99; }

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4电路、程序调试及硬件组装

4.1软件仿真

此次设计采用Keil进行程序仿真，电路采用软件 Proteus仿真,在做成成品前，会有一个模拟仿真，做模拟仿真会带来很多的方便好处，例如，实物可以演示的，在仿真软件上就可以做到，这样就省了物力人力的浪费。模拟仿真如果验证正确可行了就可以做实物成品了。仿真过程就是一个找错的过程，不断的验证改正直到正确。

4.1.1程序调试

写程序不是一次就能成功，而是一个反复找错的过程。在写程序之前，把总设计的流程图列出来。这样在写程序时就比较有总的框架结构。写程序就有了顺序，该写什么就比较清楚。调程序的前提是熟悉Keil软件和C语言，此次程序设计大部分是关于硬件的程序，会根据硬件的资料进行程序设计，这是比较难的点，因为你必须通过硬件资料了解硬件的工作原理，才能更好的写程序。仿真图如图16所示

图16程序调试

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4.1.2电路的调试及仿真

调试是指系统的调整、改进与测试。本设计电路采用Proteus进行电路仿真测试，首先设计出整体电路图然后进行检查有没有错误，然后将Keil软件上调试生成的HEX文件下载到仿真电路图进行仿真，整个模拟仿真如果成功，则表明最后做出的实物是成功可行的，不过也不排除在做硬件时出现错误。如果仿真不成功，可以检查程序、还有电路中的元件参数以及元件的选取是不是符合。Proteus仿真如图17、18、19、20所示。 （1）输入密码

图17输入密码

（2）解锁成功

图18解锁成功

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（3）修改密码

图19修改密码

（4）输入管理员密码初始化密码成功

图20 初始化密码

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4.2电路板设计

此次设计的PCB制版，采用软件DXP 2004画板，要完成电路板设计的整个过程，必须经过原理图设计、PCB设计和制板三个阶段。

（1）绘制原理图:首先设计总的电路图，总的电路图也就是有许多元件和导线构成的，元件都是有外形构造的以及引脚等。所以在设计电路板时，就有元件的封装，例如电阻元件，是有两个引脚，但是外形大小有很多差别，所以要根据选购的元件型号以及外型情况进行具体画封装，例如可以选择直尺量元件引脚间的长度，再在软件上选择封装，如果软件上没有合适的封装，就需要自己重新画封装。绘制的原理图如图21所示。

图21 绘制原理图

（2）绘制PCB板：绘制完电路图以及封装之后，将原理图导入图导入，接下来进行布线，可以选择自动布线，也可以自己布线，尽量选择自己布线。PCB图如图22所示。

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图22 PCB图

4.3元器件的选择与测量

此次设计的元器件主要有：STC89C52单片机、晶振、电阻、电容、按键、开关、电源座、三极管、蜂鸣器、时钟芯片、液晶、继电器、压力传感器、A/D转换芯片HX711等。这些元器件的引脚需要查找资料，了解每个器件的特性再进行焊接。这些元器件直接根据型号到电子元器件市场就很容易买到。其中焊接时要注意元件正负极性，电阻电容大小、芯片引脚顺序等细节。一般电阻的大小可以通过色环读取，或直接用万用表进行测量；电容和晶振等的大小会标准在元件本身；元件的正负可以遵循长正短负的原则，一些特殊元件可以通过查找

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5总结及研究展望

5.1总结

经过三个多月的努力，毕业设计的任务——基于单片机的超市存物箱模拟装置设计已经完成。这个设计题目并不是新的，但从中能体现到一个系统开发设计的过程，足于让我受益。能够从设计、论证、画图、制板、编程到最终的调试成功。完成整个系统的设计，我又得到了很好的一次实践锻炼。

设计论证和完成设计的整个过程，是将单片机原理、C语言程序、模拟电路基础与数字电路基础、protel PCB设计等多门课程的内容有机地结合应用在了一起。如果对于这些课程没有掌握，那做这个设计必然困难重重，所以在大学四年期间的平时上课时间以及课下时间，要多去图书馆充实自己，不要把时间浪费了。此次毕业设计的核心是单片机，我所学专业也是以单片机课程为核心的，现在单片机功能日益强大，有八位、十六位、三十二位等，但其基本原理是相对不变的。本次毕业设计采用八位STC89C52。虽然本次设计任务的功能较为简单，但是能够较全面的涉及单片机各项基本知识，提高了自己的单片机设计能力，是一次将理论能力向实践能力转化的一次锻炼机会。

知识就是从不懂才去探索学习到懂的一个过程。我是一个总是喜欢自己去研究问题，不喜欢和别人探讨交流，总是很被动，不喜欢主动去和别人交流，我将在以后的工作、生活中改变这些缺点。

5.2研究展望

现在整个设计成品及论文已经完成，虽然跟不上目前的社会背景使用要求，但是我完成了最终要达到的目标。我从中做了很多努力我收获很多，除了自己的努力之外，还有指导老师的殷切指导及同学的帮助，由于个人知识水平有限有很多地方难免存在不足之处，但是设计就是一个不断完善的一个过程。现在来看这个功能的实现还存在着不少可以扩展的功能比如加上指纹识别模块或者无线刷卡模块等，都可以提高本设计的适用范围。

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参考文献

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[4] 王千. 实用电子电路大全[M]. 电子工业出版社, 2004, 28-36

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致谢

我的四年大学生活即将结束，而对于我的人生只是一小段，接下来我将面临新开始新的挑战。本设计的研究工作是在我的指导老师及舍友的精心指导和悉心关怀下完成的。从开题报告到论文结束，我所取得的每一个进步、编写的每一段程序都有舍友、导师的关心指导。在这次毕业设计中我遇到了很多困难比如，在编写程序方面，写程序是一个比较枯燥的，所以要有耐心和细心。在编写完程序之后，我受益匪浅。在以后的学习工作中，尽自己最大的努力取得更好的成绩。 在此我要向我的指导老师以及我的所有老师致以最由衷的感谢和深深的敬意，在四年的大学学习期间，有了每位老师的精心教学，使我获得了很多专业知识，取得了很大的进步。在这里，我向所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友表示由衷的谢谢！最后，谢谢在忙碌之中参加评阅论文和答辩的各位老师。

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附录

附录A元件清单

元件名称

STC89C52 单片机底座 12M晶振 30pF电容 电解电容10uF 电阻1K 电阻10K 排阻10K 按键

1602液晶 1602液晶底座 10K电位器 AT24C02

AT24C02底座 有源蜂鸣器

S8550（PNP）三极管 1N4148二极管 led灯 5V继电器 继电器端子 电源开关 DC3.5电源座 电磁锁供电线 导线

电源供电线 电磁锁 压力传感器

A/D转换芯片HX711

元件数量 1片 1个 1个 2个 1个 1个 3个 1片 16个 1个 1个 1个 1个 1个 1个 2个 1个 1个 1个 1个 1个 1个 1根 若干 1根 1个 一个 一片

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附录B原理图

附录C PCB图

3123456789101112131415164321

21212112345678925678E1B4039383736353433323130292827262524232221

1121C221234567891011121314151617181920CBE1122221211

154111111112222222232111111112222222221111111112222222211236111111115422222222224

附录D实物图

附录E程序

#include \#ifndef __MAIN_H__ #define __MAIN_H__

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define GapValue 430 #define yaliValue 100 #endif //声明函数

extern void DelayMs(uint time); extern void MingJiao(uint time); extern void Get_yali1();

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extern void Get_yali2(); //定义管脚

sbit SDA_P = P2^1; // 定义AT24C02的SDA引脚 sbit SCL_P = P2^0; // 定义AT24C02的SCL引脚 sbit LcdEn_P = P2^5; // 1602液晶的EN管脚 sbit LcdRw_P = P2^6; // 1602液晶的RW管脚 sbit LcdRs_P = P2^7; // 1602液晶的RS管脚 sbit Relay_P = P3^2; // 继电器引脚 sbit Beep_P = P3^3; // 蜂鸣器引脚 //定义变量

unsigned long yali1 = 0; //用来存放毛皮数据 long yali2 = 0; //用来存放实物重量 uchar ArrCodeBuff[6]; // 密码输入缓冲区 uchar ArrCodeUnlock[6]; // 解锁密码

uchar ArrCodeTemp[6]; // 临时数组（修改密码时会用到） uchar ArrCodeAdmin[6]={1,2,3,1,2,3}; // 管理员密码 uchar row,column; // 液晶的当前行列坐标 uchar inputNum=0; // 输入的密码位数

uchar inputMode=1; // =1输入解锁密码，=2输入修改密码1，=3输入解锁密码2 uchar errTime=0; // 密码输入错误的次数 // 延时6微秒 void Delay6us() {

_nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();

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}

// 1602液晶写命令函数，cmd就是要写入的命令 void LcdWriteCmd(uchar cmd) {

LcdRs_P = 0; LcdRw_P = 0; LcdEn_P = 0; P0=cmd; DelayMs(2); LcdEn_P = 1; DelayMs(2); LcdEn_P = 0; }

// 1602液晶写数据函数，dat就是要写入的命令 void LcdWriteData(uchar dat) {

LcdRs_P = 1; LcdRw_P = 0; LcdEn_P = 0; P0=dat; DelayMs(2); LcdEn_P = 1; DelayMs(2); LcdEn_P = 0; }

void LcdInit() {

LcdWriteCmd(0x38); // 16*2显示，5*7点阵，8位数据口 LcdWriteCmd(0x0C); // 开显示，不显示光标

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LcdWriteCmd(0x06); // 地址加1，当写入数据后光标右移 LcdWriteCmd(0x01); // 清屏 }

// 液晶光标定位函数

void LcdGotoXY(uchar y, uchar x) {

if(y==0) // 第一行 LcdWriteCmd(0x80+x); if(y==1) // 第二行 LcdWriteCmd(0x80+0x40+x); row=y; column=x; }

// 液晶输出字符串函数

void LcdPrintStr(uchar *str) {

while(*str!='\\0') LcdWriteData(*str++); }

// IIC起始函数 void IIcStart() {

SDA_P=1; Delay6us(); SCL_P=1; Delay6us(); SDA_P=0; Delay6us(); }

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// IIC终止函数 void IIcStop() {

SDA_P=0; Delay6us(); SCL_P=1; Delay6us(); SDA_P=1; Delay6us(); }

// IIC写一个字节

void IIcWriteByte(uchar dat) { uchar i;

for(i=0;i<8;i++) {

dat=dat<<1; SCL_P=0; Delay6us(); SDA_P=CY; Delay6us(); SCL_P=1; Delay6us(); }

SCL_P=0; Delay6us(); SDA_P=1; Delay6us(); }

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// IIC读一个字节 uchar IIcReadByte() {

uchar i,temp,dat=0; SCL_P=0; Delay6us(); SDA_P=1; Delay6us(); for (i=0;i<8;i++) {

SCL_P=1; Delay6us(); temp=SDA_P; Delay6us(); dat=(dat<<1)|temp; SCL_P=0; Delay6us(); }

return(dat); }

// IIC总线响应 void IIcRespons() {

uchar i=0; SCL_P=1; Delay6us();

while((SDA_P==1)&&(i<250)) { i++;

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}

SCL_P=0; Delay6us(); }

// IIC读出数据

uchar IIcReadDat(uchar addr) {

uchar dat;

IIcStart(); // 开始信号 IIcWriteByte(0xa0); // 写芯片地址(写) IIcRespons(); // 等待应答

IIcWriteByte(addr); // 写内存地址(0-255) IIcRespons(); // 等待应答 IIcStart(); // 开始信号 IIcWriteByte(0xa1); // 写芯片地址(读) IIcRespons(); // 等待应答 dat=IIcReadByte(); // 读取一个字节数据 IIcRespons(); // 等待应答 IIcStop(); // 结束信号 DelayMs(2); // 简短延时 return dat; // 返回读取到的数据 }

// IIC写入数据

void IIcWriteDat(uchar addr,uchar dat) {

IIcStart(); // 开始信号 IIcWriteByte(0xa0); // 写芯片地址(写) IIcRespons(); // 等待应答

IIcWriteByte(addr); // 写内存地址(0-255)

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IIcRespons(); // 等待应答 IIcWriteByte(dat); // 写入数据 IIcRespons(); // 等待应答 IIcStop(); // 结束信号 DelayMs(2); // 简短延时 }

// 矩阵键盘扫描程序 uchar KeyScanf() {

uchar ret,temp1,temp2; P1=0x0f; if(P1!=0x0f) {

DelayMs(15); if(P1!=0x0f) {

temp1=P1; // 判断出是哪一行按键按下 P1=0xf0; DelayMs(5);

temp2=P1; // 判断出是哪一列按键被按下

ret=temp1|temp2; // 通过行和列的值，确定是哪个按键被按下 switch(ret) {

case 0xe7: return 1; case 0xd7: return 2; case 0xb7: return 3; case 0x77: return 12; case 0xeb: return 4; case 0xdb: return 5;

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case 0xbb: return 6; case 0x7b: return 13; case 0xed: return 7; case 0xdd: return 8; case 0xbd: return 9; case 0x7d: return 14; case 0xee: return 10; case 0xde: return 0; case 0xbe: return 11; case 0x7e: return 15; }

return ret; } }

return 99; }

// 液晶显示密码

void LcdPrintCode(uchar num) {

LcdGotoXY(row,column); // 液晶显示定位 LcdWriteData(num+0x30); // 显示输入的密码 DelayMs(150); // 等待150毫秒

LcdGotoXY(row,column); // 重新回到刚刚的显示位置 LcdWriteData('*'); // 显示“*”替换刚刚显示的数字 column++; // 液晶显示光标的纵坐标加1 }

// 清除密码输入缓冲区的内容 void ClearCodeBuff() {

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uchar i;

for(i=0;i<6;i++) // 循环执行6次 {

ArrCodeBuff[i]=' '; // 每次清除一位密码缓冲区 }

inputNum=0; // 输入的密码位数为0 }

// 密码输入初始化 void inputInit() {

LcdGotoXY(0,0); // 光标定位

LcdPrintStr(\ // 液晶第0行显示\ LcdGotoXY(1,0); // 光标定位 LcdPrintStr(\

LcdGotoXY(1,9); // 液晶第1行显示\ ClearCodeBuff(); // 清除密码缓冲区 }

// 密码初始化 void CodeInit() {

uchar dat,i; dat=IIcReadDat(10);

if(dat!=88) // 如果是第一次使用AT24C02芯片 {

IIcWriteDat(0,1); // 给AT24C02第0个内存写入第一个密码“1” IIcWriteDat(1,2); // 给AT24C02第1个内存写入第二个密码“2” IIcWriteDat(2,3); // 给AT24C02第2个内存写入第三个密码“3” IIcWriteDat(3,4); // 给AT24C02第3个内存写入第四个密码“4” IIcWriteDat(4,5); // 给AT24C02第4个内存写入第五个密码“5”

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IIcWriteDat(5,6); // 给AT24C02第5个内存写入第六个密码“6” IIcWriteDat(10,88); // 给AT24C02第10个内存写入数字“88”，代表密码初始化好了

}

for(i=0;i<6;i++) // 从AT24C02读取6个密码，赋值给密码数组ArrCode {

ArrCodeUnlock[i]=IIcReadDat(i); } }

//**************************************************** //获取压力1

//**************************************************** void Get_yali2() {

yali2 = HX711_Read();

yali2 = yali2 - yali1; //获取压力2的值 if(yali2 >= 0) {

yali2 = (unsigned long)((float)yali2/GapValue); //计算实际压力值 } else {

yali2 = 0; } }

//获取压力2 void Get_yali1() {

yali1 = HX711_Read();

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6dn7.html