【正文】 要目的就是保證鎖的安全性更高，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的準(zhǔn)確無誤，更加方便人們使用。方案一在本次設(shè)計(jì)中首先想到的是采用CC1101做為遙控開鎖的器件，CC1101是一種單片的UHF收發(fā)器，功耗比較低。電路主要設(shè)定為在3143868和915MHz的ISM和SRD頻率波段，也可以容易地設(shè)置為300348MHz、387464MHz和779928MHz的其它頻率。RF收發(fā)器集成了一個(gè)高度可配置的調(diào)制解調(diào)器。這個(gè)調(diào)制解調(diào)器支持不同的調(diào)制格式，其數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)500kbps。通過開啟集成在調(diào)制解調(diào)器上的前向誤差校正選項(xiàng)，能使性能得到提升。CC1101為數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸、清晰信道評(píng)估、連接質(zhì)量指示和電子波激發(fā)提供廣泛的硬件支持。其內(nèi)部組成包括：發(fā)射電路、接收電路、控制接口電路等部分。CC1101有一個(gè)LowIF接收器。接收的RF信號(hào)通過低噪聲放大器（LNA）放大，再對(duì)中間頻率（IF）求積分來向下轉(zhuǎn)換。在IF下，I/Q信號(hào)通過ADC被數(shù)字化，自動(dòng)增益控制(AGC)，細(xì)微頻率濾波和位/數(shù)據(jù)包解調(diào)均被同步數(shù)字化。CC1101的發(fā)送器部分基于RF頻率的直接合成。頻率合成器包含一個(gè)完成的在芯片LCVCO和一個(gè)接收模式下的為產(chǎn)生I和Q信號(hào)產(chǎn)生90度相移LO到向下的轉(zhuǎn)換混頻器。CC1101提供6根I/O口與MCU相連，它們分別負(fù)責(zé)通訊參數(shù)配置、工作模式選擇、數(shù)據(jù)通訊等。管腳SCLK、SO、SI、CSn、組成的SPI接口負(fù)責(zé)CC1101接收模式選擇、發(fā)射模式選擇、RF信道選擇、RF功率設(shè)置、工作模式切換等；GDO0、GDO2作為一般用途數(shù)字輸出管腳可以作為測試信號(hào)、FIFO狀態(tài)信號(hào)、始終輸出、連續(xù)輸入TX數(shù)據(jù)四個(gè)功能之一使用。方案二在本次設(shè)計(jì)中，由于CC1101模塊在設(shè)計(jì)遙控器的時(shí)候，無法做到很高的集成度，設(shè)計(jì)成實(shí)物無法方便的攜帶，而且需要復(fù)雜的電源轉(zhuǎn)換電路。所以本次設(shè)計(jì)采用了SC2262四路無線遙控套件。SC22262是一款集成度很高的成品遙控器，市場價(jià)格在十元左右，具有很高的性價(jià)比。它的工作電壓為5V，工作溫度范圍很寬，在10到70℃之間。工作頻率為31產(chǎn)品特點(diǎn)：超再生接收模塊采用LC振蕩電路，內(nèi)含放大整形，輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)為解碼后的高電平信號(hào)，使用極為方便，并且價(jià)格低廉，所以被廣泛使用。帶四路解碼輸出（同時(shí)也可改為六路點(diǎn)動(dòng)或互鎖輸出），使用方便；頻點(diǎn)調(diào)試容易；產(chǎn)品質(zhì)量一致性好，性價(jià)比高。接收模塊有較寬的接收帶寬，一般為177。10MHz，（如有特殊要求可調(diào)整頻率，頻率的調(diào)整范圍為266MHz~433MHz。）。接收模塊一般采用DC5V供電，如有特殊要求可調(diào)整電壓范圍。它共有7個(gè)引腳，第一引腳VT為輸出狀態(tài)指示；第二腳到第五腳為數(shù)據(jù)輸出腳D3,D2,D1,D0；第六腳為5V電源輸入引腳；第七腳為GND接地； 鍵盤的選擇由于本系統(tǒng)要使用13個(gè)按鍵，其中數(shù)字鍵10個(gè)（0－9），功能鍵3個(gè)，要使用獨(dú)立式按鍵需要13個(gè)I/O口，這樣以來會(huì)導(dǎo)致本來I/O口資源就不多的單片機(jī)更加窘迫，所以選用4*4的矩陣鍵盤，這樣可以省下5個(gè)I/O資源。 液晶模塊的選擇在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)使用首先想到的用來顯示的器件是LCD1286或LCD1602，LCD12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及12864全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示84個(gè)(1616點(diǎn)陣)漢字，但價(jià)格比較高，LCD1602只能用于字符顯示，不能顯示漢字，但價(jià)格比較便宜，由于本系統(tǒng)只是用液晶來進(jìn)行簡單的信息提示，并不涉及到太復(fù)雜顯示，所以本設(shè)計(jì)采用性價(jià)比較低的LCD1602液晶做為顯示器件。 電動(dòng)機(jī)的選擇在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)使用的是步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有幾個(gè)特點(diǎn)如下：1．電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)； 2．電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時(shí)）； 3．由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性； 4．優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)； 5．由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 6．電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡單而且控制成本； 7．僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 8．由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。 本章小結(jié)本章主要說明此次設(shè)計(jì)中硬件器件上的選擇，將選中的器件和市面上常見的器件進(jìn)行比較，闡述選擇它們的原因，從而體現(xiàn)了在設(shè)計(jì)時(shí)提高性價(jià)比的思想，是設(shè)計(jì)更加市場化，普及化。第3章 　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)使用無線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)無線開鎖，同時(shí)還具有原有密碼鎖的基本功能，故此本設(shè)計(jì)主要有兩大部分，它們分別為：無線密碼開鎖部分和基本密碼鎖開鎖部分。其中基本密碼開鎖包括：鍵盤輸入模塊、LCD液晶顯示模塊、報(bào)警模塊、電源轉(zhuǎn)換電路模塊、無線接收模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。無線密碼開鎖部分包括：無線發(fā)送?？?。無線遙控密碼鎖的系統(tǒng)硬件框圖如圖31和圖32所示。STC89C52鍵盤輸入模塊顯示模塊報(bào)警模塊開門模塊電源轉(zhuǎn)換電路無線接收模塊圖31　無線密碼鎖的接收和鍵盤鎖硬件框圖各功能模塊的具體功能如下：1．鍵盤輸入模塊：用一個(gè)4*4的矩陣鍵盤，通過檢測鍵盤輸入的密碼是否正確來執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。2．LCD液晶顯示模塊：對(duì)當(dāng)前密碼鎖的狀態(tài)信息給與直觀的提示。3．報(bào)警模塊：為保證用戶安全，防止密碼試探，當(dāng)輸入錯(cuò)誤密碼時(shí)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。4．開門?？欤褐饕獙?shí)現(xiàn)密碼正確后的操作。5．電源轉(zhuǎn)換電路模塊：由于單片機(jī)的工作電壓為5V，那么這時(shí)就需要搭一個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路。6．無線發(fā)送模塊：此次設(shè)計(jì)使用集成好的遙控器作為發(fā)送模塊，主要是發(fā)送相應(yīng)的開關(guān)門信息。7．無線接收模塊：將對(duì)遙控器發(fā)送過來的值在接收端進(jìn)行相應(yīng)的處理。 元器件的選擇經(jīng)過對(duì)市場的調(diào)研，綜合各方面的因素考慮，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用以下幾款元器件。1．主控芯片：STC89C522．無線模塊：SC22623．LCD液晶：ZL1602C24．報(bào)警器：1個(gè)蜂鳴器5．鍵盤：一個(gè)4*4矩陣鍵盤6．開門模塊：步進(jìn)電機(jī) 各功能模塊設(shè)計(jì) 主控芯片 STC89C52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 此外，STC89C52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性： 兼容MCS51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫（1000次）ISP Flash ROM 32個(gè)雙向I/O口 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率033MHz 全雙工UART串行中斷口線 128x8bit內(nèi)部RAM 2個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級(jí)加密位 看門狗（WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針圖33　 STC89C52芯片STC89C52引腳功能：I/O口~ P0口8位雙向口線（在引腳的39~32號(hào)端子） ~ P1口8位雙向口線（在引腳的1~8號(hào)端子） ~ P2口8位雙向口線（在引腳的21~28號(hào)端子） ~ P2口8位雙向口線（在引腳的10~17號(hào)端子） 這4個(gè)I/O口[11]具有不完全相同的功能，大家可得學(xué)好了，其它書本里雖然有，但寫的太深，初學(xué)者很難理解，這里都是按我自已的表達(dá)方式來寫的，相信你也能夠理解。1．P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫“1”時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P0口有三個(gè)功能： (1)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)做數(shù)據(jù)總線（如圖33中的D0~D7為數(shù)據(jù)總線接口）； (2)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線（如圖33中的A0~A7為地址總線接口）； (3)不擴(kuò)展時(shí)，可做一般的I/O使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。 2．P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入“1”后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。只做I/O口使用：其內(nèi)部有上拉電阻。3．P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口有兩個(gè)功能： (1)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線使用； (2)做一般I/O口使用，其內(nèi)部有上拉電阻；4．P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為STC89C52的一些特殊功能口，如下表所示： P3口有兩個(gè)功能：除了作為I/O使用外（其內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置，具體功能請(qǐng)參考我們后面的引腳說明。I/O口管腳備選功能： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。I/O口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時(shí)，實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總，線經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面，圖中的兩個(gè)三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號(hào)以完成不同的操作。這是由硬件自動(dòng)完成的不需要我們操心,然后再實(shí)行讀引腳操作否則就可能讀入出錯(cuò)。為什么看上面的圖如果不對(duì)端口置“1”端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q^為“1”，加到場效應(yīng)管柵極的信號(hào)為“1”，該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗,此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為“1”也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低使得外加的“1”信號(hào)讀入后不一定是“1”，若先執(zhí)行置“1”操作則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號(hào)直接加到三態(tài)緩沖器中，實(shí)現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作所以這類I/O口，被稱為準(zhǔn)雙向口89C51的P0/P1/P2/P3口。作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口接下來讓我們?cè)倏戳硪粋€(gè)問題從圖中可以看出這四個(gè)端口還有一個(gè)差別除了P1口外P0/P2/P3口都還有其他的功能。 功能引腳RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。/ Vpp：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（Vpp）。ALE/PROG 地址鎖存控制信號(hào)：在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把P0口的輸出低8位地址送鎖存器鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。在后面關(guān)于擴(kuò)展的課程中我們就會(huì)看到8051擴(kuò)展 EEPROM電路，在圖中ALE與74LS373鎖存器的G相連接，當(dāng)CPU對(duì)外部進(jìn)行存取時(shí)，用以鎖住地址的低位地址，即P0口輸出。ALE有可能是高電平也有可能是低電平，當(dāng)ALE是高電平時(shí)，允許地址鎖存信號(hào)，當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE信號(hào)負(fù)跳變(即由正變負(fù))將P0口上低8位地址信號(hào)送入鎖存器。當(dāng)ALE是低電平時(shí)，P0口上的內(nèi)容和鎖存器輸出一致。在沒有訪問外部存儲(chǔ)器期間，ALE以1/6振蕩周期頻率輸出（即6分頻），當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器以1/12振蕩周期輸出（12分頻）。從這里我們可以看到，當(dāng)系統(tǒng)沒有進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)ALE會(huì)以1/6振蕩周期的固定頻率輸出，因此可