eda簡(jiǎn)易密碼鎖的設(shè)計(jì)方案（一）

EDA在通信行業(yè)（電信）里的另一個(gè)解釋是企業(yè)數(shù)據(jù)架構(gòu)，EDA給出了一個(gè)企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)架構(gòu)的總體視圖，并按照電信企業(yè)的特征，進(jìn)行了框架和層級(jí)的劃分。 EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automaon）的縮寫(xiě)，在20世紀(jì)60年代中期從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來(lái)的。利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過(guò)程的計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成?，F(xiàn)在對(duì)EDA的概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，都有EDA的應(yīng)用。目前EDA技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門(mén)廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過(guò)程中，從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試及特性分析直到飛行模擬，都可能涉及到EDA技術(shù)。

（1）數(shù)碼輸入：按下一個(gè)數(shù)字鍵，其對(duì)應(yīng)的數(shù)字就顯示在最右邊的數(shù)碼管上，同時(shí)將先前輸入的所有數(shù)字向左移動(dòng)一位。設(shè)計(jì)密碼為4位，系統(tǒng)只能顯示前4位輸人的數(shù)碼。

（2）數(shù)碼清除：當(dāng)按下清除鍵時(shí)，清除前面輸入的所有值，并顯示為“----”。

（3）密碼解除：按下55#鍵，可以將電子密碼鎖的舊密碼解除。

（4）密碼更改：將舊密碼解除之后，可以進(jìn)行密碼更改。輸入任意四位密碼數(shù)字，再按#號(hào)就可以將輸入的數(shù)碼當(dāng)作新的密碼。

（5）密碼上鎖：輸入新的密碼之后，按下11#鍵，可以進(jìn)行密碼上鎖操作。

（6）密碼解鎖：按下99#鍵，再輸入數(shù)碼；如果輸入與系統(tǒng)儲(chǔ)存密碼一致，密碼鎖就能開(kāi)啟；否則不能解鎖。

電子密碼鎖的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括密碼鎖輸入模塊、控制模塊和顯示模塊等。

設(shè)計(jì)一個(gè)電子密碼鎖，在鎖開(kāi)的狀態(tài)下輸入密碼，密碼共4位，用數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)K1?K10分別代表數(shù)字1、2、…、9、0，輸入的密碼用數(shù)碼管顯示，最后輸入的密碼顯示在最右邊的數(shù)碼管上，即每輸入一位數(shù)，密碼在數(shù)碼管上的顯示左移一位?？蓜h除輸入的數(shù)字，刪除的是最后輸入的數(shù)字，每刪除一位，密碼在數(shù)碼管的顯示右移一位，并在左邊空出的位上補(bǔ)充“0”。用一位輸出電平的狀態(tài)代表鎖的開(kāi)閉狀態(tài)。為保證密碼鎖主人能打開(kāi)密碼鎖，設(shè)置一個(gè)萬(wàn)能密碼，在主人忘記密碼時(shí)使用。

設(shè)計(jì)提示：

密碼輸入刪除控制模塊

寄存模塊

比較模塊

掃描顯示模塊

系統(tǒng)主要由紅外發(fā)射模塊和本機(jī)處理接收模塊兩部分構(gòu)成，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。發(fā)射模塊和本機(jī)處理接收模塊的核心分別采用AT89C2051（＄0.5940）和AT89S52（＄0.8482）單片機(jī)。紅外信號(hào)的收發(fā)通過(guò)串口進(jìn)行通信，兩部分的串口工作方式及通信波特率的設(shè)置相同。

AT89C2051單片機(jī)是AT89C51（＄3.7500）的一種精簡(jiǎn)版本，只有20個(gè)引腳，體積??；具有2．7～6 V的寬電壓工作范圍；具備低功耗空閑和掉電模式。該單片機(jī)滿(mǎn)足本系統(tǒng)低電壓供電、低功耗、方便隨身攜帶的要求。在本機(jī)處理接收模塊中，采用了AT89S52單片機(jī)，該單片機(jī)有3個(gè)定時(shí)器。設(shè)置密碼和按鍵*時(shí)，均設(shè)計(jì)了按鍵間隔超過(guò)3s自動(dòng)復(fù)位的功能，分別采用定時(shí)器T0和T1定時(shí)實(shí)現(xiàn)；定時(shí)器T2設(shè)置串口通信波特率。

紅外發(fā)射模塊僅僅是一手持遙控器，由AT89C2051單片機(jī)及鍵盤(pán)電路、按鍵K及紅外發(fā)光二極管組成。發(fā)射電路原理圖如圖2所示。

發(fā)射模塊設(shè)置的密碼必須與本機(jī)接收模塊相同（設(shè)置密碼方法見(jiàn)2．2．1節(jié)），所設(shè)密碼保存在RAM存儲(chǔ)器的31H～38H單元。在待機(jī)狀態(tài)下，系統(tǒng)工作在空閑方式，當(dāng)按鍵K按下時(shí)，系統(tǒng)上電工作，依次發(fā)送密碼信號(hào)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，密碼不但能跟隨主機(jī)任意改動(dòng)，而且遙控*時(shí)，僅按一鍵就可完成*，方便了用戶(hù)。

本機(jī)處理接收電路的控制核心是AT89S52單片機(jī)。外接鍵盤(pán)電路、紅外接收電路、*電路、報(bào)警電路和按鍵指示電路等，電路原理圖如圖3所示。

紅外接收電路中使用一體化紅外接收頭TLl838接收紅外信號(hào)。TLl838集紅外接收和放大于一體，不需任何外接元件，就能完成從紅外接收到輸出與TTL電平兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣。TL1838的輸出波形如圖4所示。當(dāng)接收到頻帶內(nèi)的紅外信號(hào)時(shí)，TLl838 會(huì)輸出低電平，否則數(shù)據(jù)高電平，從而將“時(shí)斷時(shí)續(xù)”的紅外信號(hào)解調(diào)成原來(lái)的連續(xù)方波信號(hào)。

報(bào)警電路采用了蜂鳴器發(fā)聲模擬報(bào)警，蜂鳴器接在CPU的引腳P2．1上，通過(guò)NPN型三極管做電流放大，通過(guò)單片機(jī)控制蜂鳴器的頻率及蜂鳴時(shí)間。當(dāng)輸入錯(cuò)誤的密碼進(jìn)行*時(shí)，由P2．1口輸出高電平使得NPN型三極管9014導(dǎo)通，蜂鳴器兩端加電，由蜂鳴器發(fā)出3 s的報(bào)警聲，當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)將長(zhǎng)時(shí)間報(bào)警，有效起到了防盜作用。

電源部分使用LM7805（＄0.2053）芯片進(jìn)行穩(wěn)壓后提供單片機(jī)5 V的電壓，其電路如圖5所示。主要采用家用交流電，同時(shí)采用9 V電池作為備用電源。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，即使斷電也不至于無(wú)法*。

由于AT89S52單片機(jī)有4個(gè)并行輸入輸出口，硬件資源比較充足，鍵盤(pán)電路采用了相對(duì)簡(jiǎn)單的獨(dú)立式按鍵；電路中用一繼電器控制一綠色發(fā)光二極管代替具體的鎖，當(dāng)密碼正確時(shí)，*5 s，然后自動(dòng)上鎖；P2．O口接一紅色發(fā)光二極管，用其亮與滅來(lái)提醒用戶(hù)按鍵是否按下。這樣既巧妙地提醒了用戶(hù)又有效地保護(hù)了密碼。