【正文】 ........................................... 12 紅外接收電路設(shè)計(jì) ........................................................................................ 14 開(kāi)關(guān)選擇電路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 15 密碼存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 16 液晶 顯示電路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 18 開(kāi)鎖電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 21 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................................................... 23 主程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 23 紅外接收子程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 23 密碼存儲(chǔ)子程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 25 液晶顯示子程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 27 6 系統(tǒng)調(diào)試 .............................................................................................................................. 28 7 總結(jié) ...................................................................................................................................... 29 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................................................................................ 30 致 謝 ........................................................................................................................................ 31 附 錄 ........................................................................................................................................ 32 常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 共 32 頁(yè) 1 緒論 課題背景及目的 鎖是人們?nèi)粘Ｉ钪杏靡枣i門防盜保護(hù)財(cái)產(chǎn)的一種器具，俗稱 把門將軍 。我國(guó)使用鎖為生活服務(wù)已有 5000 多年的歷史。在漫長(zhǎng)的歲月中，隨著人類文明的不 斷發(fā)展，鎖的用途不斷擴(kuò)大，使用范圍越來(lái)越廣 。隨著電子技術(shù) [1]的飛速發(fā)展，給古老的鎖具生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的變革，現(xiàn)代的電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了一大批如聲控鎖、磁控鎖、密碼鎖、遙控鎖，指紋鎖等先進(jìn)的鎖具。 目前國(guó)內(nèi)外密碼鎖系統(tǒng)的主要方向的發(fā)展是：接觸式密碼鎖系統(tǒng)，非接觸式密碼鎖系統(tǒng)，智能識(shí)別密碼鎖系統(tǒng)，但是他們都相應(yīng)的存在著不同的缺點(diǎn)。例如：接觸式密碼鎖系統(tǒng)成本較低，體積小，卡片本身無(wú)須電源，但使用不太方便，而且有接觸磨損。相比之下，紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)的成本與接觸式密碼鎖系統(tǒng)相當(dāng)，而且可以進(jìn)行近距離遙控， 使用十分方便。而且它已經(jīng)與 PC 機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，可以組成一套酒店房間的門禁管理系統(tǒng)。 由于紅外遙控具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如紅外線發(fā)射裝置采用紅外發(fā)光二極管遙控發(fā)射器易于小型化且價(jià)格低廉；采用數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性，減少誤動(dòng)作，而且功率消耗低；紅外線不會(huì)向室外泄露，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)串?dāng)_；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。所以紅外線遙控是目 前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。在本設(shè)計(jì)中，紅外遙控密碼鎖和 PC 機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)適時(shí)的、強(qiáng)大的管理，使得整個(gè)紅外遙控系統(tǒng)得到更好的完善 。 國(guó)內(nèi)外研究情況 目前，最常用的鎖是 20 世紀(jì) 50 年代意大利人設(shè)計(jì)的機(jī)械鎖 [1]，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格便宜。但在使用中暴露了很多缺點(diǎn)：一是機(jī)械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的不同齒形與鎖芯的配合來(lái)工作的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每 4000 把鎖中就有兩把鎖的鑰匙齒牙相同或類似，故安全性低。二是鑰匙一旦丟失，無(wú)論誰(shuí)撿到都可以將鎖打開(kāi)。三是機(jī)械鎖的材料大多為黃銅，質(zhì)地較軟，容 易損壞。四是機(jī)械鎖鑰匙易于復(fù)制，不適于諸如賓館等公共場(chǎng)所使用。由于人們對(duì)鎖的安全性，方便性等性能有更高的要求，許多智能鎖（如指紋辨別、 IC 卡識(shí)別）也相繼問(wèn)世，但這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定指紋或有效卡，但能適用于保密要求高且僅供個(gè)別人使用的箱、柜、房間，其成本一般較高，在一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。 隨著人們生活水平的提高，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用日趨重要。電子密碼防盜鎖用密碼代替鑰匙，不但省去了佩戴鑰匙的煩惱，也從根本上解決了普通門鎖保密性差的缺點(diǎn)。根據(jù)國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料顯示 ， 裝有電子防盜裝置的 商業(yè)區(qū)或居民區(qū)盜竊犯罪率平均下降 30%左右。目前西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng) 大量地應(yīng)用這種智能門禁系統(tǒng)，但在我國(guó)的應(yīng)用還不廣泛，成本還很高 。 針對(duì)這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種紅外遙控密碼鎖，而一般設(shè)備都采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，其制作簡(jiǎn)單、容易，但由于特定功能常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 共 32 頁(yè) 的限制，只適用于專用的電器產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍受到限制。而設(shè)計(jì)的紅外 遙控密碼鎖 系統(tǒng)能 提高門禁系統(tǒng)的可靠性和安全性 ， 適應(yīng)市場(chǎng)需要。該系統(tǒng)具有普通電子密碼鎖功能的同時(shí) ， 還增加了遙控功能。該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 ， 所涉及的技術(shù)包括 :紅外載波數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù) 、紅外遙控系統(tǒng)編碼及譯碼技術(shù)、電路設(shè)計(jì)與演示板制作技術(shù)等。 課題研究方法及市場(chǎng)前景 本設(shè)計(jì)基于 AT89C51 單片機(jī) [2]系列，運(yùn)用了單片機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)紅外解碼、液晶顯示以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 功能，通過(guò)查找資料確定各個(gè)模塊的 實(shí)現(xiàn)方法，先在軟件上進(jìn)行調(diào)試，再根據(jù)硬件修改調(diào)試軟件，最后將各個(gè)模塊合理組合在一起，達(dá)到預(yù)計(jì)的功能與目標(biāo)。 本設(shè)計(jì)紅外遙控防盜密碼鎖操作簡(jiǎn)單，給用戶提供 了友好的操作界面，用戶不需專門學(xué)習(xí)，就能夠簡(jiǎn)單、快捷地完成操作 。并且它功耗小，成本低，價(jià)格適中，體積小，可以進(jìn)行近距離遙控，使用方便，安全性能好 ?？梢酝ㄟ^(guò)改變程序，來(lái)進(jìn)一步完善，從而使其功能不斷增強(qiáng)和更新。它可以用于交通工具的防盜、住宅門禁的防盜、手機(jī)包等日常生活的防盜，甚至經(jīng)優(yōu)化，成本可以進(jìn)一步降低，因此，紅外遙控防盜密碼鎖具有廣闊的市場(chǎng)前景。 常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè) 2 方案的選擇 和確定 本設(shè)計(jì)采用了紅外遙控技術(shù)和 電子密碼鎖技術(shù)相結(jié)合的解決方案 。 利用紅外遙控原理，當(dāng)按下遙控發(fā)射器上的按鍵時(shí)，發(fā)射器內(nèi)的編碼器輸出一組對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼，再將此二進(jìn)制代碼按一定的格式調(diào)制到高頻載波上，加至紅外發(fā)光二極管上變成光信號(hào)發(fā)射出去。該信號(hào) 被 紅外接收二 極管所接收變成電信號(hào)，再放大，限值檢波及波形等處理后送入單片機(jī) 。 單片機(jī) 對(duì)遙控送來(lái)的功能信號(hào)進(jìn)行譯碼、識(shí)別出控制種類和內(nèi)容，據(jù)此控制鎖（發(fā)光二極管）的亮滅。 本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于編碼、解碼以及顯示的方案選擇。 編碼 方案選擇 方案一：硬件編碼 編碼成功率高，讀取顯示簡(jiǎn)單，這是它的優(yōu)點(diǎn)?？墒窃撔酒瑑r(jià)格昂貴，硬件電路較為復(fù)雜，不易調(diào)試是它的一大缺點(diǎn)。 方案二：軟件編碼 編碼方式更為靈活，不許拘泥于各種標(biāo)準(zhǔn)的形式。缺點(diǎn)是編程過(guò)程復(fù)雜，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，可讀性不高，穩(wěn)定性差。 方案三：遙控器 成本低，穩(wěn)定性高， 可以直接作為 已編碼的發(fā)送端使用，直接省去了發(fā)送端 的制作、編程以及調(diào)試過(guò)程，加快了項(xiàng)目進(jìn)度，節(jié)約了資源。但解碼時(shí)，必須參考特定的編碼格式，如 NEC 標(biāo)準(zhǔn)，飛利浦標(biāo)準(zhǔn)，在解碼前也必須先了解遙控器各個(gè)鍵位的編碼值。 綜上所述，考慮到可以節(jié)約更多成本和時(shí)間，本設(shè)計(jì)采用遙控器作為發(fā)送端。 解碼 方案選擇 本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于遙控解碼，遙控解碼的方式有硬件解碼和軟件解碼。 方案一：硬件解碼 在接受遙控的一邊可以連接一個(gè)專用解碼芯片，只要按鍵盤上的鍵值，它就能直接 把這個(gè)鍵值解碼出來(lái)并存儲(chǔ)，當(dāng)你調(diào)用這個(gè)鍵值的時(shí)候只要從里 面去讀取就行了，所以它的解碼率高，讀取顯示簡(jiǎn)單，這是它的優(yōu)點(diǎn)?？墒窃撔酒瑑r(jià)格昂貴，而且只能解碼對(duì)應(yīng)的遙控器，兼容性差，成本昂貴。 方案二：軟件解 碼 根據(jù)遙控器選擇的芯片不同，其遙控碼格式也有不同?，F(xiàn)在市場(chǎng)上主要有日本的NEC 標(biāo)準(zhǔn)和飛利浦標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)軟件的方式解碼時(shí)解碼的正確率就是一個(gè)很重要的指標(biāo)了。在單片機(jī)編程的時(shí)候是選擇用執(zhí)行效率高的匯編語(yǔ)言還是選用可讀性編寫(xiě)容易的 C語(yǔ)言。不可否認(rèn)匯編的 執(zhí)行效率是 C 語(yǔ)言的幾倍甚至幾十倍，而且誤碼率低，可是如果選擇匯編的話編寫(xiě)難度可想而知，可是如果用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的話誤碼率及實(shí)時(shí) 性又會(huì) 變得比較差。綜合以上考慮，采用 C 語(yǔ)言軟件解 碼方式。 常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 共 32 頁(yè) LCD 16023 個(gè)控制口 8 個(gè)數(shù)據(jù)口 電源LED LED LED LED8550 8550 8550 8550P 0P 2 顯示 方案選擇 方案一：數(shù)碼管顯示 LED 顯示器是由發(fā)光二極管發(fā)展過(guò)來(lái)的。一般分為 LED 數(shù)碼管顯示器和 LED 點(diǎn)陣顯示器。 LED 數(shù)碼管顯示器具有高亮度、寬視角、反應(yīng)速度快、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。但是 LED 數(shù)碼管只能顯示數(shù)字和極少數(shù)幾個(gè)英文字符，顯示單調(diào)。而 LED 點(diǎn)陣式顯示器雖然能顯示各種信息，但它的體積較大，在市場(chǎng)上買到的最小的 8? 8 點(diǎn)陣都有 3cm? 3cm，適合于廣告牌等需要大面積顯示的地方，不適合移動(dòng)設(shè)備。 系統(tǒng) 采用 4 個(gè)共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管顯示 。 位碼用 8550 三極管驅(qū)動(dòng)，段碼直接用 P0口控制。本設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)是電路硬件較少，程序控制簡(jiǎn)單，占用 CPU 時(shí)間少，成本較低。缺點(diǎn)就是顯示數(shù)據(jù)不豐富。 方案如圖 所示。 圖 數(shù)碼管顯示方案圖 方案二：液晶顯示 LCD 液晶顯示器是利用光的偏 振 現(xiàn)象來(lái)顯示的，一般分為數(shù)字型 LCD 和點(diǎn)陣型LCD。前者用于顯示簡(jiǎn)單字符，如時(shí)鐘等；后者能顯示各種復(fù)雜的圖像和自定義的字符，因此應(yīng)用比較廣泛 。 LCD 液晶顯示器都具有本身不發(fā)光、靠反射或者透射其它光源發(fā)光的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有功耗小、可靠性高、壽命長(zhǎng)、體積小、電源簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，非常適合嵌入式系統(tǒng)、移動(dòng)設(shè)備和掌上設(shè)備的使用 。 LCD1602 液晶顯示屏可以顯示出 32 個(gè)字符和數(shù)字，主要有 3 個(gè)控制口和 8 個(gè)數(shù)據(jù)端口。優(yōu)點(diǎn)是顯示的數(shù)據(jù)豐富，可以顯示數(shù)字和字符。缺點(diǎn)是接口繁多，軟件編程麻煩。相對(duì)而言，液晶顯示更直觀、更方便，因此，本設(shè)計(jì)選擇了液晶顯示。 方案如圖 所示。 圖 液晶顯示方案圖 常州大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 32 頁(yè) 電源開(kāi)鎖電路晶振