2、80C51 的引脚
8051 单片机实际有效的引脚为 40 个，为了尽可能缩小体积，减少引脚数，80C51的不少引脚还具有第二功能。40 个引脚大致分为 4 类：电源、时钟、 控制和 I/O 引脚。
（1）电源
①VCC 芯片电源，接+5V； ② VSS接地端。 （2）时钟
XTAL1、XTAL2 晶振电路反相输入端和输出端。 （3）控制线
控制线共4 根，其中 3 根是复用线。 ① ALE//PROG 地址锁存允许/编程脉冲； ② /PSEN 外 ROM 读选通信号； ③ RST/VPD 复位/备用电源；
④ /EA/VPP 内外 ROM 选择端/编程电源； （4）I/O 线
8051 共有4个8位并行 I/O 端口，共 32 个引 脚。
① P0 口（P0.0～P.07）:8 位双向 I/O 口。在访问外部存储器时，P0 口用于分时传送 低 8 位地址（地址总线）和 8 位数据信号（数据总线）。
在不接外 ROM 和外 RAM 时，P0 口可做双向 I/O 口用。 ② P1口（P1.0～P1.7）： 8 位准双向 I/O 口（准双向是指口内部有固定的上拉电阻）。
③ P2口（P2.0～P2.7）:8位准双向 I/O 口。在访问外部存储器时，P2 口用于
传送高
8 位地址（属地址总线）。 ④ P3 口（P3.0～P3.7）:8 位准双向 I/O 口。可做一般 I/O 口用，同时 P3 口每一引 脚还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）P3 口第二功能如下 ：
P3.0——RXD 串行口输入端； P3.1——TXD：串行口输出端； P3.2——/INT0：外部中断 0 请求输入端； P3.3——/INT1：外部中断 1 请求输入端； P3.4——T0：定时/计数器 0 外部信号输入端； P3.5——T1：定时/计数器 1 外部信号输入端； P3.6——/WR：外部 RAM 写选通信号输出端； P3.7——/RD：外部 RAM 读选通信号输出端。
图2-1 80C51引脚图 二、键盘接口电路方案的确定
键盘是单片机系统中最常用的人机联系的一种设备，它由若干个按键组成，用户通过键盘向 CPU 入数据或命令以实现简单的人机通信。 对键盘的识别可分为两类：
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一类是由专门的硬件电路来识别（如 2376、74C922），它使用起来方便，但需要价格昂贵的芯片，单片机系统中一般不采用；另一类靠软件来识别 ，它结构简单，价格便宜，应用灵活。本设计中查询的方法识别键，优点是电路简洁，节省硬件，抗干扰能力强，应用灵活，缺点是占用较多的 CPU 时间资源。
非编码键盘可以分为两种结构形式：独立式键盘和行列式键盘。本次设计中采用的是行列式键盘，可节省 I/O 口线。
其工作原理是：行线 P1.0～P1.3 是输入线，CPU 通过其电平的高低来判别键盘是否被按下。依次使列线 P1.4～P1.7 中的一根输出为低电平，则只有与之对应的键 按下时，才能使行线为低电平。
图2-2 键盘接口电路
三、数码管数码显示电路方案的确定
显示电路主要由 6 个共阳型七段数码管（SM4105）、6 只PNP型三极管、一片74LS138 3-8线译码器以及一个7447 七段译码器组成。电路结构简单，性能稳定，使用方便。
七段显示数码管（动态）工作原理：逐个地循环点亮各位显示器，也就是说在任一时刻只有 1 位显示器在显示 。
LED动态显示的优点是用较少的端口，可以扩展多位LED显示器。缺点是过多的占用CPU的时间。除了LED动态显示，还有一种是LED静态显示。LED静态显示的优点是不占用CPU的时间，缺点是占用过多的输出端口。
采用动态显示的数码管为了使人看到所有显示器都在显示，就得加快循环点亮各位显示器的速度(提高扫描频率) ，利用人眼的视觉残留效应，给人感觉到与全部显示器持续点亮的效果一样。一般地，每秒循环扫描不低于 50 次。
数码管显示电路的工作原理：数码管显示时，P0.0--P0.3 根据程序输出高电平或低电平，送到 7447 译码器的四个输入端，经过7447译码后由 7 个输出端输出，输出信号经过限流电阻（防止数码管因电流过高而损坏）送至数码管的阴极。同时，单片机的 P0.4--P0.6 根据要求输出高电平或低电平，送到 74LS138 的三个输入端，经译码后由输出端输出，此时，74LS138 的输出端只有一位为“0”，使其中的一只三极管导通，引入电源，驱动与其对应的数码管，数码管工作。数码管的各发光二极管根据对应的高电平或低电平发光或不发光。每只数码管依次循环，就完成了发光电路的设计。
数码管显示电路原理图：
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图2-3 数码管显示电路图
四、密码存储电路方案的确定
密码存储电路主要由 EEPROM93C46 组成。 1、93C46 16 位ORG 引脚接 Vcc或者定义为 8 位 是一种存储器可以定义为
ORG引脚接GND的1K位的串行 EEPROM 每一个的存储器都可以通过 DI 引脚 或 DO引脚进行写入或读出，器件可以经受 1,000,000 次的写入/擦除操作片内数据保存寿命达到100年器件可提供的封装有 DIP-8 SOIC-8或TSSOP-8。
2、93C46是一个有1024位内含工业标准微处理器的非易失的存储器。93C46可以选择为16位或8位结构。当选择16位结构时，93C46有7条9位的指令用来控制对器件进行读、写和擦除操作；当选择8位结构时，93C46有7条10位的指令来控制对器件进行读、写和擦除操作。93C46的所有操作都在单电源上进行，当执行任何的写操作时内部的升压电路将提供高压给芯片。
指令、地址和写入的数据在时钟信号SK的上升沿时由DI引脚输入，DO引脚除了从器件读取数据或进行写操作后查询准备/繁忙（ready/busy）的器件工作状态外，平常是高阻态的。
准备/繁忙(ready/busy)是开始了一个写操作后选择器件CS为高电平后从DO引脚读的用来测定期间工作状态的信号，DO位低电平则表示写操作还没有完成。当DO为高电平时则表示器件可以输入下一条指令，此时如果有需要，可以在DI引脚移入一个高电平，DO会进入高阻态，DO引脚会在时钟SK的下降沿时进入高阻态，将DO引脚恢复高阻态值得推荐在DI和DO合用一个I/O口来读/写的应用中。
所有送往器件的指令格式为一个高电平“1”的开始位，一个2位或4位的操作码，写入数据时的6位（当选择8位结构时为7位）以及16位数据（当选择8位结构时为8位）。
3、93C46的操作指令：
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指令 READ ERASE WRITE EWEN EWDS ERAL WRAL 开始位 1 1 1 1 1 1 1 操作码 地址 X8 X16 A5-A0 A5-A0 A5-A0 11XXXX 00XXXX 10XXXX 01XXXX 数据 X8 X16X 注释 10 11 01 00 00 00 00 A6-A0 A6-A0 A6-A0 11XXXXX 00XXXXX 10XXXXX 01XXXXX 读地址An-A0的数据 擦除An-A0的数据 D7-D0 D15-D0 把数据写到地址An-A0的存储器中 写允许 写禁止 擦除全部存储器的数据 D7-D0 D15-D0 把数据写到全部的存储器中 （1）读操作指令（READ） 在接收到一个指令和地址（从DI引脚在时钟驱动下输入）之前，93C46的DO引脚是高阻态的。接收到读指令和地址后，DO引脚先输出一个虚拟的第电平，然后数据根据时钟信号移位输出（高位在前）。数据在时钟信号（SK）的上升沿时输出并经过一定的时间后稳定（tpDO或tpDI）。 （2）写操作指令（WRITE）
在接收到写指令、地址和数据后，片选引脚（CS）不片选芯片的时间要必须大于Tcs-min。片选引脚（CS）在下降沿的时候，器件开动自动时钟去擦除并把数据存放到指定存储器。在器件进入自动时钟的模式后时钟信号引脚（SK）的信号不是必须的93C46的准备/繁忙状态可以选择器件并测试数据输出引脚DO得到。因为器件有在写入前自动清除的特性，所以没必要在写入之前将存储器该地址的内容擦除。 （3）擦除操作指令（ERASE）
在接收到擦除指令和地址以后，片选引脚（CS）不片选芯片的时间要必须大于Tcs-min。片选引脚（CS）在下降沿的时候，器件开动自动时钟，擦除指定存储器。在器件进入自动时钟的模式后时钟信号引脚(SK)的信号不是必须的。93C46的准备/繁忙状态可以选择器件并测试数据输出引脚（DO）得到。一旦清除了，该位就回到逻辑1的状态。
（4）擦除/写入允许（EWEN）和禁止(EWDS)操作指令
93C46在上电时是默认写禁止的。任何在上电和写禁止(EWDS)指令后的写入操作都必须先发送写允许（EWEN）指令。一旦设置了写允许，它会持续有效直到断电或发送一条写禁止指令。写禁止指令用来禁止对93C46的写入和擦除操作，同时也可以防止意外的对器件进行写入和擦除。数据可以照常从器件中读取，论是写允许还是写禁止状态。
（5）全部擦除(ERAL) 在接收到全部擦除指令后，片选引脚（CS）不片选信号的时间要必须大于Tcs-min。片选引脚（CS）在下降沿的时候，器件开动自动时钟擦除存储器的所有内容。在器件进入自动时钟的模式后时钟信号引脚（SK）的信号不是必须的。93C46的准备/繁忙状态可以选择器件并测试数据输出引脚(DO)得到。一旦清除了，所有位都回到逻辑1的状态。
（6）写全部操作指令(WRAL)
在接收到写全部指令后，片选引脚（CS）不片选芯片的时间要必须大于Tcs-min。片选引脚（CS）在下降沿的时候，器件开动自动时钟把数据内容写满器件的所有存储
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器。在器件进入自动时钟的模式后时钟信号引脚（SK）的信号不是必须的。93C46的准备/繁忙状态可以选择器件并测试数据输出引脚（DO）得到。没有必要去在写全部之前把存储器内容擦除。 93C46引脚定义如下：
Vcc：电源引脚，+5V。 GND：地线。
CS：片选信号。在两条相临指令执行中，CS 必须最少产生 500NS 的低电平，以指明前条指令的结束。
DI：数据输入端 DI 用于在串行时钟 SK 的同步下输入起始位，操作码地址和写入数据 。 DO：数据输出端。数据输出端 DO 用于在读方式中，在串行时钟 SK 的同步下输出读出的数据。
SCK ：时钟信号，所有操作码、址码、数据位均在 SCK 信号的上升沿输入或输出，SK 信号的最高频率为 1MHz。
ORG:存储器结构选择接口，当ORG接Vcc时，存储器为16位结构。当ORG接GND时，存储器为8位结构。当ORG悬空时，内部的上拉电阻把存储器选择为16位结构。
图2-3 93C46引脚图
五、开锁控制电路方案的确定
开锁控制电路主要由整流二极管、继电器、三极管等组成。其优点是结构简单，成本低，操作简便。
开锁控制电路的原理：当 P2 口输出“0”时，连接 VCC 的 10K 电阻将三极管的基极钳位在高电平，三极管导通，继电器流过电流，开始动作，继而开锁。
图2-4 开锁控制电路
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