《基于STC89C51单片机的安全智能电子密码锁设计》11000字（论文）

基于STC89C51单片机的通用安全智能电子密码锁设计摘要随着经济社会和科学技术的不断发展，当今时代早已进入信息爆炸的大数据信息时代，电子产品智能化趋势已然不可逆转，诸如智能手机、智能手环、智能手表等电子产品早已成为人们生活中的常见的电子产品。几乎每个人的手中都有一个手机，是在中国的一种常态。中国有超过14亿的人口，一家人必定有一个属于他们自己的房子，一个房子就一定会有守护他们的各种安全的门，门就一定要上锁，要不然不怀好意的人就会随意进出破坏他们的房子甚至拿走他们的东西。本设计是由STC89C51作为核心的一个关于锁的研究。采用排列式的按钮对它进行输入密码，密码会在LCD602显示器的显示屏上隐藏或者显示出来。密码是由AT24C02存储起来的，当下次需要解锁的时候输入它所存储的密码就能将锁打开。如果输入错误的密码是会发出报警的声音的，并且连续输入三次都是错的密码的话就不能再输入密码了的，需要等待一定的时间才能再次输入密码。输入的时候由整齐排列的矩阵按钮输入，上面有退格按钮和重新输入的按钮方便人们正确的输入密码。如果密码被别人发现或者是想换新的密码的时候，那么就可以按修改密码的按钮修改密码。电子密码锁就是这么的方便厉害，比起古代那种古董锁强上不知道多少倍。经过测试结果可以看出，本设计基本上完成了设计要求。关键词：密码锁；STC89C51单片机；AT24C02存储芯片；矩阵键盘目录摘要 引言1.1前言中国经济社会的蓬勃发展带动人们的生活质量，在古代或者早些年间也有很多种类的锁但是喜欢撬锁的小偷都将其轻而易举的撬开。然而，近些年出现的电子锁保密性和安全系数要高得多，并且拥有良好的使用灵活性，很多人都非常爱用这个电子锁。锁是放置在可以开启和关闭的器物上面，使其不能以原先的方式打开，一定要用某种形式的钥匙方可将其解除的扣件。在中国，锁具至今已经被人们使用了数千年，一件物品使用的时间越久人们就会不断的将其改善，它也就越来越精致有型。东西越用越灵活脑子也是，镰刀放久了不用就会生锈了就得多磨磨多用用，它就又锋利灵活了。因为所处的环境以及背景的差异，人们的法律观念、道德观念及文化修养也不同，所以并不是所有人都能克己修身，自觉地去控制自己的贪念，约束自已的行为，不去做违法乱纪的事情，不会私入民宅，偷盗货品。但是，也存在少数心术不正，贪利忘义的小人费尽心机利用各种破坏性的方法去撬锁开门，贪图不义之财，也就有了网上的很多小偷盗窃的新闻。古董锁和老式一点的锁很容易被别人撬开存在的一些缺点：第一、锁芯是用多见的铜、铝和锌等材料制作而成，抵抗不住人的暴力敲击；第二、因为制作锁具的工艺和技术比不上现在的锁，所以用妙技打开锁的事情没有办法被阻止。当前，虽然市场上充斥着各种各样的锁具，但是并不意味着它们都具有完善的防盗设计。对于会破锁而入的扒手来说，这些锁很容易就被扒手用几根铁丝或者是几件常见的工具打开。他们耀武扬威觉得自己什么都能做到，什么锁都可以打开，但是他们高估了自己的能力。他们会那么容易的把别人的锁打开，只不过是因为这些用落后于现在的技术原理制作而成的锁具的太过于劣质。不过，在一个时期，每一件相同的东西，它们的质量并不一定就一样。东西有好的也有坏的，人也一样，思想观念不同、向往的生活不同、性格不同、能力有高低。说实话，一般的人不会有像小偷那样的本事。小偷可以将很多锁撬开然后偷走里面的东西，是因为他们做的多了也就熟能生巧了。法律意识比较强，思想道德修养好的普通的老百姓不会有去撬别人的锁的想法，所以他们根本不懂得如何去撬锁。面对着撬锁事件越来越多这一严酷的事实情况，锁具的改革创新成为了新时代社会发展的必然的要求。1.2电子密码锁的背景随着近些年锁具产业和相关技术的发展，人们开发出磁性锁、密码锁、激光锁、声控锁等许多不同种类智能锁。在以往的使用机械钥匙转动锁芯开锁的基础上，增设一组或多组各种新形式的钥匙，使用磁场、声波、图像等信息来对锁具的开启和关闭进行控制。这样，锁具的风险性得以降低和隐私性也极大地得到提高,使那些不法分子很难可以得到手,从而使人们放在家中的物品可以完好无损的保存在它原来的空间范围内。尤其是在保护隐私和防止财产意外损失等方面具有极大的应用价值。但是，它仍然有不足之处，还是会有人用粉状物吹撒在密码锁上让指纹在密码上显示出来，这样，得出正确密码的概率就会提高，密码又会被小偷破解。市场上也有粉状物吹撒在密码锁上显示不出指纹的密码锁，不过价格肯定相比于会显示指纹的密码锁昂贵。可能稍没那么富裕的人根本不会去看一眼这种锁，因为可能他们连一件新衣服都舍不得买，买把那么好锁对他们来说只是一种奢侈。罕见的东西固然会昂贵，常见的东西就会变得便宜。电子密码锁现在流行的地方可能只是相对比较富裕的家庭和商业化的高楼里，在普通家庭可能也想不到去买这种对他们来说比较高科技的电子密码锁。很多有钱人会将公司的机密文件和钱财放进一个保险箱里，保险箱用的就是密码锁。密码锁上的密码可能由0~9这十个数字组成，密码的可能由若干位数组成，那么密码的可能性就有若干种，想破解锁的人可能在那输密码输上几个月甚至几年都未必会正确的输入它的密码。密码锁上的密码还有可能由0~9这十个数字、A~Z这26个字母的大写或者小写和各种特殊符号组成，这样的密码就更难破解了，别说几年，怕是用尽他的一生都不会得出它的正确的密码。人手一部手机的时代，人们为了保护自己手机里的隐私通常都会为自己的手机设置密码。不过有的手机的密码会显示是几位数的密码，这样猜出它的密码就比较简单了，但还是要花上一段时间。而且手机钢化膜及其容易显示指纹，一不小心就会被发现了密码。密码锁还有待提高它的安全性，仍然具有很大的研究价值。1.3电子锁设计的意义和特点单片机电脑是一种指把中央处理器(cpu)、只读数据存储器(rom)、随机存取数据存储器(ram)、输入/出和输出控制端口(i/0)等主要的电子计算机各种基本功能上的零部件全面地进行集成组合到一起并同时安装在各种集成电路设计芯片上的微型电子计算机，所以通常也被人们称为单或双片式单机微电脑或者者说是单或双片式电脑微型计算机。虽然电脑的出现已经使得人类的世界发生了巨大的变化,拓展了人类改变世界的能力，但是仍然存在着体积较大的不足，计算机微小化的需求不断上升，微型计算机正是顺应了这种需求而产生的。它的出现和在各个领域的全面推广使社会发生了巨大的改变。在军事领域中，单片机被广泛地应用于导弹引空飞行器上的仪表和飞行设备上的仪表测量部件等方面,它发挥着至关重要的作用；在电子信息技术领域中,单片机被广；泛地应用于电子计算机的信息传输和互联网通讯在现代工业生产中,单片机在整个工业的自动化的生产的过程中起到了处理大量的数据和进行实时的监测控制的重要的作用，以及日常生活中,常见的扬声器、电子IC卡以及众多显示屏等都要使用到单片机。在单片机出现之前,这些物品也不是不能生产，只不过必须要使用非常繁琐的模拟电路，通过这种方式生产出来的产品，它的体积会非常的大,并且成本也比较高。此外，随着产品的经常被人们使用，元器件就会慢慢地一直退化，控制的准确度则会无法避免地降低到标准以下。自从一台单片机被创造并且被深入的研究和使用后，人们便把这些产品改进得更加智能了，在单片机的外围上连接一些简单的接口和集成电路之后，后续的各个核心组件都交由事先编制和写入的应用程序来实现即可。这样可以实现缩小生产体积、降低成本的目标。经常利用产品也不需要因为准确度达不到标准要求而感到不安,并且产品的升级和改善也变得更加容易了。在人们的学习和生活中很多地方都会用到锁，比如，家庭住宅、图书馆、学生宿舍、食堂、各种商业机密、以及一些个人隐私的保护等。一个空间范围用锁锁上也并不一定会有小偷或者是不怀好意的人来破解锁，很多时候只是为了一份安心，把门锁上就是把心锁上，人们就可以安心出门了。也许是不厚道的人多了，人们不愿意去轻易相信别人不会对自己的物品下手，所以都会用锁把它们锁住在一个空间范围内。主子的物品的安全性被大大地提高了，旧式机械锁可以被电子锁替换了。当下服役的密码锁类别庞杂，各有它们的优点：有的密码很长，有的密码很复杂，还有的密码既长又复杂。所以人们都在向使用密码锁的生活前进过上高科技的生活。本设计就是用STC89C51单片机设计了一个简单基础的电子密码锁。这个密码锁设计相对来说比较简单而且容易执行，它所需要的钱少，符合人们想把人民宅第和个人房间锁住不让不让别人随意进出的要求。电子密码锁系统设计功能如下[1]：(1)设置4至8位的由0~9位数字组成的密码，如果用户在按键盘上输入的密码正确，则可将继电器切换为断开，并提示成功开锁。如果用户在两个系统中同时输入的账号密码设置有误，蜂鸣器立刻发出声音并且屏上亮起了一个红色的led闪光灯，密码设置有误输入次数就会增加1，超过三次锁定输入键盘，第一次锁定30s，30s后自动重新启用键盘，可以通过密码输入进行对电子密码锁的解锁；第二次锁定键盘60s，第三次锁定键盘90s，以此类推,锁定次数每增加一次，锁定时间增加30s。(2)可通过功能按键“修改密码”键重新设置密码。在设置新密码前，首先要将之前的密码输入确认，方可输入新的密码按确认后还需要再次输入同样的新密码按确认，这时，修改密码成功。若旧密码输入错误，系统便会直接退出“修改密码”页面，且错误密码次数加1。(3)具有掉电保护功能，如果键盘锁定期间出现掉电，电子密码锁将保持锁定，从而防止以断开电源后重新通电的方式跳过键盘锁定又可以继续输入密码，这样，破解锁的几率就变小了。(4)电子密码锁的在输入密码的时候可以退格、重新输入、确认密码、退出输入密码和修改密码。2系统硬件方案选择在设计方面，选择正确且好用的硬件会降低设计的难度和成本。所以，本章节介绍根据系统硬件的优势去选择本设计所需要用到的硬件。2.1硬件方案的选择硬件的设计方案肯定是在确定电路之前设计好，以便更好地完成本设计的内容，让硬件发挥出它应有的最大的优势。2.1.1主控芯片的选择方案一[2]：设计时需要采用名为STC89C51的一个单片式微机控制模块组并作用其为主要的控制核心芯片。此外,该系列单片发电机由于设计经过了多次升级，芯片上还新增加了许多其他传统51单片发电机可能缺少的其他功能。例如，该外接单片机的硬件芯片内部需要拥有4k的EEEPROM值来进行数据存储，在我们只是需要直接进行使用或者主要是安装到外接掉电设备来进行存储这些数据的这种情况下，我们就当然可以直接进行选择需要使用在该单片机的主机内部的外接硬件芯片来进行存储,不会在该单片机的主机内部的外接软件芯片来进行存储。并且，STC89C51单片机同时还具有了可以进行网络编程和下载、开发简单、成本低等许多特性，可以在电子密码锁领域拥有很高的应用价值。方案二：方案三：该机在设计时首先选择了PIC16F877A两个单片式主机接口作为其中的主控制元器件。PIC16F877A微机是由公司microchip公司所主导研制和自主开发的一种全新型系列单片式微机系列产品，属于具有picmicro序列系统8位的系列单片式微机和系列嵌入式数位微机，具有更多flash的编辑应用程序和反复内存的擦写功能，可以同时进行多次反复的内存擦写。给用户带来了很大的便利性。但是到现在还存在着开发费用高、商家很难将它做出来的缺点。根据上面三个方案的介绍，本人肯定就是选择最具有优势的STC89C51单片机来作为主控芯片。2.1.2显示器件的选择方案一：采用led等数码管理器进行各种动态图像扫描和视频显示。价格适中的还有led两种数码管，适用于在一个屏幕上直接显示英文数字或者你只是在上显示简单英文字母不显示数字。如果只显示英文字母，那么需要的按键也会更多，焊接起来超级麻烦，相对数字来说也比较复杂。之所以我们如此需要一个好的驱动控制电路，是因为我们在焊接的时候需要用到很多的I/O口，放大电流就会减小，而且要焊接的地方多了会容易出现短路的现象。方案二：电子锁选择LCD1602液晶显示屏来作为显示屏幕的话，它可以显示多种数字字符以及各种七七八八的符号。5*7的数字点阵信号构成了lcd1602液晶电视显示器信号中的各种特殊字符。LCD1602既然我们只有可以直接并行采用数字并行方式进行文字数据信号传输也就只有可以直接并行采用数字串行方式进行文字数据信号传输，而且其操作控制简便,其优点所在的数字控制器和工作系统会与市面上的很多的显示器的控制技术完全相同。方案三：如果采用LCD12864液晶显示，它的里面会有128个16*8点ASCII字符集和8192个16*16点汉字,它的频率表现器上所显示出的频率格式为128×64。利用英文，该软件的图形接口结合使用操作方式灵活和用户操作执行指令方便简单的两大优势，可以使它构建一个完全适合英文的中国各地语言的用户的一个全中文、中国各地语言的自动人机交互式英文图形界面，既可以使它甚至可以直接执行完成一个图形的自动显示，又可以使它甚至可以直接完成显示和输出一个8×4行16×16点阵的矩形英文简体汉字。此外，它还分别具有有线低电压、无线低功耗等显著的优点。由于它要显示的文字信息内容偏大，一定大的程度上会给我们电脑造成液晶显示存储空间的严重资源浪费，从而间接地提高了产品的成本。经过上面的解析，本设计会选择用最有优势的LCD1602来作为显示屏。2.1.3数据存储芯片的选择2.1.4人机交互输入器件的选择方案一：如果用单独一个一个的按钮作为本设计的按钮，每一个按钮都有它自己独特的功能，这样就会需要很多的I/O端口。因此，单片机每次检测需要检测的次数与独立按键数相等。由于一个单片机的I/O口数量是有限的,独立式按键所设置的数量相对较多时，就可能会大大地增加其他单片机I/O口的占有量,从而造成导致其他元器件缺少连接所需要使用的I/O口,增加了单片机在连接过程中需要检测到的次数，并且按钮的功效也会降低。方案二：当用矩阵式的按钮当作输入装置的时候，矩阵式的智能按钮是把每一个不同按键的左右两端分别进行串联在一起来后并连接摆放到每个单片机的两端行线和每个列线上，然后将每个有一条不同按键的两端行线和每个列线都分别串联在一起来，用软件设计来对其按钮按下的先后顺序进行分辨，也就是输入密码的时候，先按下的按钮对应的数字就是密码前面的数字。这种按钮增加了密码的软件设计的难度，但是节约了I/O端口的占用，留有更多的I/O端口给其他的器件利用。结合上面的介绍与分析，本设计决定用矩阵式按钮作为本设计的输入设备。2.2系统总体方案综合上述对各个模块的介绍以及各模块在功耗和性能上所做的对比,最终把STC89C51确定成为本次工程中应用的一种主控器件芯片；使用LCD1602来显示它的密码与输入的结果；把密码存储到AT24C02的存储芯片当中，输入密码、确认密码、退格、重新输入、修改密码、退出输入密码以及正式输入的密码都用矩阵按钮来完成。本设计的具体的系统方案如下图2.1所示。图2.1系统方案3系统硬件电路设计本章节通过硬件的要求对它们进行设计，下面分别介绍了各个硬件的电路设计。3.1STC89C51单片机系统设计3.1.1STC89C51的概述STC89C51是一款由美国stc公司自行研发并自主设计的一种主要工作性能更好但是系统功耗低的cmos8位在线微控制器,配备8k的32位在线虚拟操作系统和一个可编程的flash的存储器。虽然它的内核已经很成熟了，但其对该内核芯片已经进行了一系列的设计创新和技术改进,使得这个内核芯片在完全继承了所有传统51单片机的基础上，拥有更加丰富实用的功能特点。由于它们在单个处理芯片上都能够拥有灵巧便捷的8位元cpu和从而可以同时实现用于网络通信3.1.2STC89C51单片机的最小系统总的来说，单片机的最小控制系统就是以最低的元器件为基础来构建一个可以帮助单片机同时具备完全控制和处理各种数据的能力。说到它，首先想到的就是电源，电源是每一个电器必然拥有的一个元器件，它的功能就在于为整个系统提供一个运行需要的电力资料。在本设计中，工作电压控制在4.5~5.5V之间，单片机就可以正常的运行。所以，本设计的只要给单片机提供5V的电压就能够正常的通电运行。其次就是晶振电路，晶振电路是这个设计一定要有的。如果没有它，整个设计就完成不了。电磁谐振电容器件时，电容量也需要适当地对其进行选择扩展至30~50pf之间，但是通常的实际情况下我们只需要先选取30pf的石英陶瓷电磁谐振作为电容器件即可[3]。图3.1晶振电路接着是复位电路，复位电路有手动复位和自动复位。正如图3.2中所示的复位电路中就包含了这两种复位的方法。在刚开始通电的一瞬间，它会自动提供复位信号给STC89C51单片机，单片机的程序就会从头开始执行。开关复位按下后提供复位信号给单片机，然后单片机的程序会从头开始执行。图中所示的复位电容和电感复位间隔电阻皆为一个经典的数值，实际的使用单片机在设计制作操作过程中可以选择直接使用相同频率数量级的复位电容和电感复位间隔电阻电路，读者也同样可以自行选择计算电容rc的实际充电持续时间或在实际的软件应用设计场合和工作环境中对其性能进行长期测量，从而充分保证了使用单片机的电容复位隔阻电路能够具备长期足够的工作稳定性。图3.2复位电路图3.3STC89C51单片机最小系统3.2LCD1602液晶显示电路设计3.2.1LCD1602的概述[3]LCD1602液晶显示屏用的是一种既具有可以直接用来显示一个汉字拼音符号，又可以能直接用来显示一个英文声母汉字的新型点阵式显示液晶模块，也被当时人们简统称为液晶lcd1602字符型，点阵液晶，它用的是一种符合标准的16脚数字接口，具有了液晶体积小重量轻的强大特点，同时它还具有可以直接用来显示32个位的英文声母字符，与单片机的连接简单可靠并且操作方便。它由若干个5X11或者5X7点阵字符位组成，一个点阵字符位可以显示一个字符，每位之间都有一个为点距的间隙，每行之间也都有着适当的间隙，从而共同形成了字符的间距和行间隙，一定程度上美化了对字符的显示效果，但也正因为这种显示效果导致它不能很好的显示图线。其中IR用于寄存指令码，进支持写入而无法读出，DR用于寄存数据。此外，HD44780控制器还包含忙标志(BF)，当输入密码时，显示器会对输入的密码进行处理，这个时候的忙标志会被置位，就限制对显示屏继续进行操作。HD44780控制器工作时,数据由内部操作自动写DDRAM和CGRAM。当BF为1时，液晶模块处于内部模式，既不会响应外部操作指令，也不会接受数据。LCD1602液晶实物图如图3.4所示。图3.4LCD1602液晶实物图3.2.2LCD1602的工作原理LCD1602一共至少包含了11条显示指令，单片机上的用户通常可以通过将这些单条指令直接发送给芯片lcd1602上来直接执行完成一些其他诸如显示清幕、开关以及显示等特殊的操作功能。当然，如果我们想要将一个需要被设置为显示的数字中没有的一个字符，也就是我们可以根据使用者自身的情况和需求将这个拟定的字符写入cgrom中,但最多只能自己拟定8个。根据本文设计的要求把字符分辨率确定为5*8，将自己拟定的字符型模写入lcd的中文字库里面，这样就更加方便地实施移用,而且移用的方法不能相差于通常情况下显示的字符。当然也需要对其进行适当的利用、符合要求的安排,因为它对于数量而言是有上限的。对lcd1602液晶显示器的引脚操作的设计和要求比较简单，只要我们能够对其中的数据进行阅读状态操作、阅读数据运算操作、写命令运算操作以及命名运算操作便可，具体的阅读状态操作方式相对应的引脚输出电平如图3-1所示。图3.5LCD1602读操作时序图图3.6LCD1602写操作时序图将D0-D7连接到51单片机的P0上以便于在需要使用的时候对数据进行传输。将一个可调电位器接到VL上，其位置发生改变时，接入VL的电也相应地发生改变，从而改变显示的清晰度。第1引脚和第2引脚是对其进行供电，第3引脚接一个定位器，这个定位器的作用是调节输入的电压，第3引脚是用来调节液晶显示的对比度。RS是命令选择引脚，当输入高电平时，表示现在执行的是数据；当输入低电平时，表示正在执行的是命令。第5引脚表示的是读写的选择，输入高电平表示从液晶显示屏读出数据，输入低电平表示向液晶显示屏写入数据。E为使能端，高电平时可以读取数据。15和16引脚是液晶显示屏夜光灯的电源。具体的LCD1602电路图如图3.7所示。图3.7LCD1602电路图3.3AT24C02的介绍3.3.1AT24C02的概述3.3.2AT24C02的引脚说明3.3.3AT24C02的工作原理AT24C02的通用数据库地址存储器的容量大约大概是2kbit，内容以一页8b的寻址操作方式进行划分大约为32页，总共容量是256byte。IIC总线地址包含器件地址、可编程地址和操作模式：（1）器件地址：1010；（2）可编程地址：000；（3）操作模式：0写，1读。图3.10中的A2、A1、A0接的是低电平，所以可编程地址是000；如果A2接的是VCC其他的A1和A0接的还是低电平，所以可编程地址是100；当三个都接高电平的话，可编程地址就是111。假设该地址是1010000，操作模式写的操作地址是0xa0,操作模式读的操作地址是0xa1。AT24C02读/写的操作过程时序图如图3.9所示。图3.9AT24C02读/写时序图图3.10AT24C02电路图3.4矩阵键盘的设计[4]如果必须大量使用很多的数量的主机按键时，为了有效地使用节约和尽量减少一个单片式主机i/o口的大量使用，因此采用矩阵式的键盘。在一个矩阵式的键盘中，相邻的按键并不能直接进行连接，而是由一个相同的按键组合起来进行连接。而且随着按键线数的增多，两者之间的差异将更为明显。例如，矩阵式的键盘每多增加一条线就能在原来的基础上多增加4个关键的端口线，但是直接使用端口的线只能在原来的基础上再次增加1键,即仅仅只构成了9键。综上所述，当我们需要做一个实用很多或者几种数量的按键时，选择矩阵法来制作按键，这样就是相比而言更为合理和实用的一个不错选项。矩阵式键盘的工作原理电路框图设计如下表3.11所示。图3.11矩阵键盘电路图3.5蜂鸣器电路的设计图3.12蜂鸣器电路3.6继电器驱动电路设计继电器是指一种由电子进行控制的元器件，继电器可以在各种电路中都起到一些自动的调节、保护和转换电路的作用。继电器正常运行工作的输入吸合输出电流一般大约为40ma，而放在单片继电机上的io口正常输入的吸合电流一般只有4~20ma。因此，如果用户想要直接使用51单片机对该数控继电器电路进行电流控制，就必须根据需要为它增设一个可以放大输出电流的数控单片机。而不能通过直接控制来驱动。图3.13继电器驱动电路本驱动系统在硬件设计中通过选择s8550三极管对其输出电流控制信号分别进行了高频放大，驱动控制电路设计框图及其结构电路如下图图表3.13所示。单片单电机一个IO口如果输出一个低于高电平的电压截止三极电导管，继电器就可能会自动断开；相反,单片单电机两个IO口如果输出一个低输入电压水平导通的三极电导管，后续两个继电器就可能会自动闭合。3.7AltiumDesigner介绍altiumdesigner2004并非单纯的只是一个设计pcb(自动印制积体电路板)的软件设计开发工具,而是由一个pcb(自动印制积体电路板)软件设计、fpga(系统软件设计及应用嵌入式软件系统开发、sch(基于系统原理的软件示意图)软件设计、sch(基于系统原理的软件示意图)设计仿真以及fpautorouter(自动控制布线器)等多个软件模块所综合组成的一个系统软件设计开发工具,涵盖了整个以设计pcb软件为主要设计核心的软件系统以及物理软件设计。该软件将基于项目质量管理的设计方式、原则示意图和原图pcb图等示意图的双向数据同步处理技术、电路仿真等与目前传统的多元一通道电路设计管理技术、拓朴式的自动化电路布线和多元一通道电路设计相互地紧密融合在一起，为集成电路设计等新领域开发提供强而有力的技术支持。与较早的2005年发布的新版本gprotel99相比,altiumdesigner2004不只是在美观外貌上可以使它设计变得更加奢侈、更更加有趣和人性化，而且很在极大程度上使它增强了对于集成电路设计的功能同步化，同时还充分利用整合了iuvhdl和egfpga等系列所有新设计的软件系统，从而使它可以直接使其所要实现的系统功能性要求得到很好地大幅提高。3.8系统硬件测试对系统硬件测试是要对其检查有没有短路、断路、漏焊等会导致系统无法工作甚至造成安全隐患的情况。我们通常可以通过选择一种采用带有数码芯的万用表手笔进行实时检测电表二极管的一些短路、断路以及虚焊的这些不良反应情况：将一只带有数码万用芯的表手笔打入连接到一个二极管的某个档位，当红色的表笔与一只黑色的数码表手笔相互发生触摸时，万用芯的表就可能会因为接触产生了一个短路从而自动地向其发出一种带有鸣叫声的警告。这样就可以能够用一台数字万用电仪表实时检测监控系统的所有硬件控制电路以及有无发生短路、断路和虚拟电焊。分别将两根蜂鸣器检测表笔分别地放置于两个同时需要进行检测的开关元件或检测导线两端，如果两个蜂鸣器表笔产生了一声鸣叫，则那么代表检测电路已经导通；同时若两个蜂鸣器没有则会产生任何噪音，则表明电路断开。最后，根据一个新的数字万用计仪表进行检测分析得到的射频线路情况是否可能存在短路问题，再与所有之前需要直接检测的线路情况数据进行相互关系结合分析来统一进行考虑，就已经完全可以直接准确达到通过检测判断出这条射频线路上的电缆是否存在有短路问题。4系统软件部分设计4.1软件开发环境的介绍本设计采用KeilμVision4进行编程实现。keilc51是一种由一家美国keilsoftware公司专门自主开发研制的51系列的可兼容多种单片卡随机语和c方言语言的应用软件开发操作系统。c语言广泛应用于数据结构化、功能化、可维修性以及保证数据库的正确可读性等各个方面，比起汇编更有优势，所以便于学习和使用[6]。keil几乎简直就是我们所有人都应该知道的只有使用c或c语言才能进行软件编程的最好语言选择,即使我们只有简单地直接采用c或汇编语言才能进行软件编程而不是简单地直接采用c或c语言,其强大的企业软件设计仿真和程序调试应用工具以及简单快捷易用的软件集成化应用环境也同样已经可以极大地帮助改善和有效提高企业用户的软件设计和开发工作效率。4.2系统重要函数的介绍4.2.1主函数的设计主函数voidmain()就是一个应用程序的第一个开始函数，并且它也是一个完整程序必须不可或缺的函数。由于部分器件在函数最前面还需要对其进行初始化才能够可以正常地使用，所以我们在通常的情况下,首先就需要对单片机和部分外围器件的函数最前面进行初始化以及重新对一些变量进行赋值。初始化执行完成后如果已经进入死循环，程序将不断地反复进行这样的循环，以便于达到实时检测执行的目标；如果当程序在初始化工作完成后不再会进入永无止境的循环，那么这个程序运行一次就有机会结束。具体的代码往往是采用函数方式进行封装，接下来在主函数中再次进行转换移用，这样就提高了程序的可读性和可维护性。具体的程序流程图所示如下文的图4.1所示。图4.1主函数流程图4.2.2LCD1602显示函数的设计图4.2显示子函数流程图4.2.3对按下的按键进行处理的函数设计该图表示的是矩阵按键的使用并且对按下的键盘进行处理。首先进行初始化，然后判断是否有按键按下，并且键盘没有锁定也就是定时器关闭。接着可以根据需要选择输入密码解锁或者修改密码的模式。选择了输入密码进行解锁的话，可以直接输入密码，如果输入的密码与正确的存储的密码一致的话则锁打开；如果输入的密码与正确的存储密码不一致的花，那么锁将打不开，并且LED灯亮，蜂鸣器也报警。这个时候可以手动清除重新选择输入密码模式或者修改密码模式。当选择修改密码的模式的时候，首先得将旧密码输入才能进行新密码的设置。旧密码输入后按确认输入密码就会进入新密码的输入，新密码输入以后会存入存储器内，这时需要再次输入新密码也就是第二次存入与上一步骤一样的新密码，随后按确认键，修改密码就完成了。4.3系统软件测试进行系统测试必须正确使用的测试工具：keil测试软件，系统管理硬件，2303下载机等。使用keil这个软件对本设计的内容和要求进行编写程序，通过2303下载器把这些应用软件进行编写并通过制作为.hex文件的一个应用程序直接进行下载给一台单片机。程序编写好之后，对整个的程序进行运行。如果运行有错误就需要对整个的程序进行必须的很多次的反复调试和跟进修改并且进行反复多次的更新调试，使得系统最终用户人员可以及时获得一个更加完善的网络应用程序。软件调试实际上就是把程序里面