指纹解锁密码锁-电子信息工程技术毕业论文.doc

毕业论文
指纹解锁密码锁
学生姓名:

学号:

所在系部:
电气信息工程系
专业班级:
电子信息工程技术二班
指导教师:
讲师
日期:
二○○五年月
本章主要讨论了系统的总体方案以及各模块的设计方案,包括了控制核心、开关、显示模块、时钟电路以及键盘电路方案。
系统结构与功能
系统总体设计主要实现以下功能:
(1)人机交互界面:通过1602液晶显示屏,与独立按键建立起一套完善的人机交互界面。可以用于设置定时的参数。查看定时参数,现实时间。
(2)设置定时时间:用户通过人机交互界面,查找到设定时间界面,设置对应的每一组的设置时间。
(3)设置现实时间:由于各种外界因素会导致系统现实时间与实际现实时间相异,系统支持修改系统现实时间。用户通过人机交互界面,查找到设定时间界面,设置系统现实时间。
(4)报警:当用户设定时间结束时会出现报警提示。
方案框图
方案1
采用数字电路控制。用以74LS161计数器构成的定时器电路做为智能插座的核心控制,用拨码开关做为用户设置按键,其中包括了定时时间设定,系统时间初始化设定,开始停止控制时间的设定。通过555定时电路为计数器提供时钟,通过级联74LS161做为倒计时电路,通过与输出时间比较控制触发器从而控制电路的开关。采用数字电路设计的方案需要大量的74LS161芯片以提供较长的定时时间(若定时时钟为1Hz,定时10小时需要36000S,需要四片74LS161),系统结构复杂,成本较高,系统稳定性差,定时时间调整不灵活。故不采用此方案。
方案2
采用一种以STC89C51为核心的单片机控制方案。选用单片机AT89S51 作为本设计的核心元件,利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口,及其控制的准确性,实现基本的定时控制功能。在单片机的外围电路外接输入键盘及1602液晶用于构造人机交互界面以设置各个参数。:
单片机控制密码锁原理图
由此可以看出方案二控制灵活、节约成本和稳定性强的特点,此外还具有扩展功能,根据现实生活的需要此次设计采用此方案。
开关的选择
现代自动控制设备中,都存在一个电子电路——电气电路的互相连接的问题,一方面要是电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件(电动机、电灯、热水器等),另一方面又要为电子线路的电器电路提供良好的电隔离,以保护电子电路和人身的安全。电子继电器和光耦合器便能起到这一桥梁的作用。下面简要介绍各个方案的特点。
方案一:采用继电器作为控制220V通、断的开关。固态继电器(SSR)与机电继电器相比,是一种没有机械运动,不含运动零件的继电器,但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件,他利用电子元器件的点,磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离,利用大功率三极管,功率场效应管,单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性,来达到无触点,无火花地接通和断开被控电路。选用SRD-05VCD-SL-C继电器最大电路可达到10A,即继电器的正常工作范围为0到2200瓦,可以给大部分家用电器供电。
方案二:采用光耦合器实现单片机控制开关。耦合器(optical coupler,英文缩写为OC)亦称光电隔离器,简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
本次设计开关部分可以用继电器也可以用光耦合器。考虑到本设计继电器足以满足设计要求,而且继电器比光耦合器便宜,故选用继电器。
显示方式选择
在模拟电子和数字电子中,常用显示数据的有数码管和液晶显示器。
方案一:采用LED数码管显示。虽然功耗低,控制简单,但却只能显示数字和一些简单的字符,而且显示信息少,需要较多位的数码管,占用了较多的单片机I/O口,没有较好的人机界面。
方案二:采用LCD液晶显示,可以显示所有字符及自定义字符,并能同时显示多组数据、汉字,字符清晰。由于自身具有控制器,不但可以减轻主单片机的负担,而且可以实现菜单驱动方式的显示效果,达到友好的人机介面。LCD显示能解决LED只能显示数字等几个简单字符的缺点,性能好,效果多,控制方便,显示方式多,且能耗也较少。
这次设计中不仅要显示相应的时钟、定时组别、目前运行的模式,而且还要显示出相应的定时开始时间和结束时间,需要显示的信息较多,所以采用方案二,用LCD显示结果。
时钟的实现及单片机的选择
时钟的实现可已通过使用时钟芯片或者单片机的定时器实现。下面简要介绍几种方案的特点。单片机仅用于控制继电器、键盘,实现时钟和定时,用51结构的有