第三章 主要元器件介绍
模板大小 1404 Bytes 存储湿度 10 % ~ 80 % 3.3 RS-232C 连接器介绍
RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（若 Recommended Standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口,就是RS-232C接口。
RS-232C标准规定使用符合ISO 2110标准的25芯D型连接器，该标准还规定了：在具有一定的数据处理能力和数据收发能力的数据终端设
DTE(Data Terminal Equipment)上使用插座，在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码功能，并负责建立、保持和释放链路的连接器称为数据通讯设备DCE（Data Communication Equipment)上使用插头，如Modem。DCE设备通常是与DTE对接的，因此针脚的分配相反。RS-232C总线标准设有25条信号线，其中： 4条数据线11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9条。因此串行口连接器分为9芯D型连接器针和25芯D型连接器两种，尽管RS-232C使用20条信号线，大多数情况下，微型计算机、计算机终端和一些外部设备都配有RS-232C串行接口。在近距离通信时可以通过RS-232C直接将通信双方连接，这种方式称为“零调制解调”，只需三条连接线，即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”，发送方和接收方的“发送数据”、“接收数据”端交叉连接，传输线采用屏蔽双绞线即可实现，如图3-4所示；当使用RS-232C进行远距离传送数据时，就必须配合调制解调器（modem）和电话线进行通信。 项目Pin No内容 +5V GND TXD0 RXD0 1 2 3 4 提供+5VGND RS232C 串行端口的方式传输数据RS232C 串行端口的方式接收数据- 9 -
由于RS-232C是在TTL集成电路之前制定的，所以它的电平不是+5V和地，
图3－4 MAX232电平转换器电路
RS-232C标准规定了数据和控制信号的电压范围它使用负逻辑约束，其低电平“0”在+3～+15V之间，高电平“1”在-3～-15V之间，而单片机的逻辑“1”是以+5V来表示的，因此RS-232C不能和TTL电平直接相连。为了保证数据正确地传送，设备控制能准确地完成，必须使所用的信号电平保持一致，把单片机的信号电平（TTL电平）转换成计算机的RS-232C电平，或者把计算机的RS-232C电平转换成单片机的TTL电平因此，使用时必须加上适当的电平转换电路。常用的电平转换器：如 MC1488、MC1489、MAX232等。MAX232是单电源双RS-232发送/接收芯片，如图5-7所示 ，采用单一+5V电源供电，外接只需4个电容，便可以构成标准的RS-232通信接口，硬件接口简单，所以被广泛采用。因此在此将选用型号为MAX232的电平转换器。[10,11]
3.4 显示设备的介绍
八段LED数码管显示器由8个发光二极管组成。基中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。LED数码管显示器有两种不一样的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED数码管显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED数码管显示器。如下图所示。`
在本次设计中我们采用发光二极管显示器作为显示设备。其并借着其低廉的价格，优良的性能。是现今的电子设备的重要组成部分。发光二极管显示器，简称LED（Light Emitting Diode），LED有7段和8段之分，其中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。同样也有共阴和共阳之分，如图4-5所示。一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED数码管显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED数码管显示器。共阴极LED显示块的发光二极管的阴极连在一起，通常此公共阴极接地，当
第三章 主要元器件介绍
某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应段给被现实如图4-5所示。同样共阳极LED显示块的发光二极管的阳极连在一起，通常此公共阳极接正电压。某个发光二极管的阴极接低电平的，发光二极管被点亮，相应的段被现实，如图4-5所示。两个显示块都有dp显示段。
图3－4 LED原理及外形引脚图
七段字型码见下表，由于只有8个段，多以字型码为一个字节 显示字符 共阴极码 共阳极码 显示字符 共阴极码 共阳极码 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H Y 6EH 91H 7 07H F8H H 76H 89H 8 7FH 80H L 38H C7H 9 6FH 90H 亮 FFH 00H A 77H 88H 灭 00H FFH B 7CH 83H 考虑到本此设计的成品是指纹防盗锁，而LED显示屏仅仅起到提示的作用，并不直接参与解锁的行动，所以在设计中对LED显示屏并不做过多的设计和要求。只是采用单片的8段LED显示屏，只用单位的数字或字母提示操作已能满足操作的要求。这样一来减少的屏的数量，降低了成本，可以免去了与8为锁存器和译码器的线路连接，同样可以降低成本更重要的是减少了线路的连接，降低了线路的复杂程度，为加工制造和程序的编写提供了极大的便利。
经过选择我们采用由深圳市盈辉光电套件有限公司生产的型号为YFS-5121的数码管。该产品有如下特点：1.字节高度为0.52英寸（13.20mm）。2.本产品使用芯片发光颜色多种。3.封装方式黑面白胶。4.满足低能耗。已广泛应用于家用电器领域如空调，热水器，冰箱，液晶屏与荧光屏等。[12]
3.5 输入设备的介绍
因为我们有密码开锁的设计要求，我们将采用键盘输入的方式。键盘是计算机不可或缺的输入设备，是实现人机对话的纽带。其结构形式，键盘可分为非编
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码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法产生键码。在单片机中使用的大部分都是非编码键盘，因为非编码键盘结构成本低廉。按键形式有独立式和矩阵式两种。
独立式按键就是各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，每根输入线上的按键工作状态不会影响其他输入线上的工作状态。因此通过检测输入线的电平状态可以很容易的判断哪个按键按下。
矩阵式按键就是键盘上的键按行列构成矩阵，在行列的交叉点上都对应有一个键。所谓的实际上是一个机械弹性开关，被按下时其交点的行线和列线接通。键盘接口技术的主要内容就是如何确定被按键的行列位置，并据此产生键码。这就是所谓的识别问题。
由上我们可已考虑到经济成本的因素，要满足设计要求的条件下，尽可能的降低成本，因此用硬件方法产生键码的编码键盘，要采用增加硬件的使用方式，对成本的要求较高，不予考虑。我们选择非编码键盘。
矩阵式非编码键盘适用于按键数量较多的场合。其工作原理是按键设置在行列焦点上，行列现分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键动作时，行线处于高电平，当有键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列电平决定。 流线电平为低，在行线电平为低；列线电平为高，则行线电平为高。这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键。而此种方法的接线见下图3-5。
图3－5矩阵式非编码键盘接线图
独立式非编码键盘（又称小键盘），是指直接用一条I/O接口线对应连接（一键一连）的键盘电路。由于每个按键单独占用一条I/O接口线，所以该接口线的状态只能反映该按键是否按下，不会影响其他I/O接口线的状态。因此，独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但在按键数量较多时，需要的I/O接口线也较多。独立式按键电路如图3-6所示。当某一按键闭合时，相应的I/O接口线变为低电平。
第三章 主要元器件介绍
图3－5独立式非编码键盘接线图
因为密码的输入8位已经基本可以满足设计要求，而且我们可以在线路上一个接口做多个按键的迷惑处理。更加重要的是独立式非编码键盘接线较为简单，对于程序的设计又简化的作用。因此我们考虑采用独立式非编码键盘的键盘录入方式进行密码开锁。[5,6]
3.6 报警设备的介绍
我们所设计的是指纹防盗锁，我们对锁具的安全性能要有所保证，对于拥有开锁信息的人要使锁具正常开启，对于没有开锁信息的人，要坚决的不予开启。但是如果我们单纯的知在锁的性能上下功夫，而忘记了人的作用，这将是我们的大错误。所以我们加入报警设备，对非法的开锁操作进行报警是十分必要的。不但可以提醒安保人员注意安全情况没有可以对不法人员进行警示与恐吓，维护我们的财产及人身安全。
但是我们也必须考虑到，对于指纹开锁，由于人的指纹的清晰程度，气候，湿度，人的用力程度，手指的清洁程度的不同，在指纹采集的时候出现比对的错误是十分正常及常见的，我们不应当对每次的指纹识别失败都进行报警。但是如果我们进行密码开锁的时候，我们不应当多次输入错误，因此我们应当对密码输入错误三次时进行报警，并且警报长鸣不止进行提示，直到我们进行了正确的指纹开锁。所以我们的报警设备应当更加针对密码开锁时。
现在市面上的报警设备很多，价钱从高到低不一而足，而我们的设计当中的报警设备我们选择的是蜂鸣器，首先蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。其次是我们的设计需要较高的性价比，而蜂鸣器的价格十分便宜，一般在几块钱左右，价格十分便宜。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
压电式蜂鸣器，用的是压电材料，即当受到外力导致压电材料发生形变时压电材料会产生电荷。同样，当通电时压电材料会发生形变。电磁式蜂鸣器，主要是利用通电导体会产生磁场的特性，用一个固定的永久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。由于上面2种蜂鸣器发音原理不同，压电式结构简单耐用但音调单一音色差，适用于报警器等设备。而电磁式由于音色好，所以多用于语音、音乐等设备。
经过比较我们将选选择压电式蜂鸣器，经过我们在市场上的调查，将选用型号为JN-3015的压电式蜂鸣器，该器材现形尺寸：35mm*15mm，内置驱动电路，音质脆声音大；稳定性好，属于压电式直流蜂鸣器。广泛应用于汽车、摩托车、
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