【正文】 可見光的電磁輻射，利用紅外輻射實(shí)現(xiàn)的無線數(shù)據(jù)傳輸，稱為紅外線技術(shù)。脈時(shí)調(diào)制 （ PPM） 是紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì) (IrDA)和國際電子電工委員會(huì) (IEEE)都推薦的調(diào)制方式 ， 本設(shè)計(jì)采用 PPM 調(diào)制方法 ， 即用兩個(gè)脈沖串之間的時(shí)間間隔來表示二進(jìn)制信息 ， 數(shù)據(jù)比特的傳送仿照不帶奇偶校驗(yàn)的RS232 通信 ， 首 先產(chǎn)生一個(gè)同步頭 ， 然后接著 8 位數(shù)據(jù)比特。電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖等任務(wù)。 課題背景 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來各種電子信息技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展階段，包括信息系統(tǒng)技術(shù)微電子、計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)、傳感器技術(shù)，這也包括紅外線技術(shù)，紅外線是一種人的肉眼看不見的光線，最近二三十年來， 初露頭角的紅外技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域里獲得了廣泛的應(yīng)用。 紅外發(fā)射器和接收裝置對(duì)紅外遙控的 處理，顯示輸出 部分 采用 LCD1602 顯示 ，系統(tǒng) 軟件部分用單片機(jī) C 語言 實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的全部控制功能 。 本紅外遙控密碼鎖設(shè)計(jì)采用單片機(jī) AT89C51， 結(jié)合紅外線發(fā)射器與紅外線接收器 ， 在考慮經(jīng)濟(jì)適用的情況下 ， 整合單片機(jī)與紅外線遙控技術(shù) ， 將用于安全保障的鎖具進(jìn)一步智能化。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的紅外密碼鎖設(shè)計(jì) 系 別： 專 業(yè)： 姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 摘要 現(xiàn)今人類步入一個(gè)科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代 ， 人們對(duì)各種日常生活中的鎖具的安全性要求也越來越高。 本設(shè)計(jì)除了擁有普通密碼鎖 的功能之外 ， 還新增了紅外遙控功能、報(bào)警功能 ， 這些都使其更加的智能化、人性化 。效果快速精確， 示清晰直觀，比較理想的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求 .它解決了已往 機(jī)械式的不安全和操作不方便等弊端，而紅 外遙控 應(yīng)用 將 更加廣泛，實(shí)用性更強(qiáng)。開始應(yīng)用到生產(chǎn)上，并形成了一門嶄新的技術(shù) — 紅外技術(shù)。本論文就以 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)紅外遙控密碼鎖。如圖 所示 如圖 PPM 調(diào)制波形圖 普通的紅外遙控采用面向指令的幀結(jié)構(gòu) ， 數(shù)據(jù)幀由同步碼 ， 地址碼和指令碼組成 ，指令碼長度多為 8~16 個(gè)比特， 傳送多字節(jié)遙控協(xié)議時(shí)效率偏低 ， 而增加指令碼的長度不利于接收器同步 ， 為此本設(shè)計(jì)選用一種面向字節(jié)的幀結(jié)構(gòu) ， 采用類似于異步串行通信的幀結(jié)構(gòu) ， 每幀由一個(gè)起始位 （ 二進(jìn)制數(shù) 0） 、 8 個(gè)數(shù)據(jù)位和 2 個(gè)停止位（ 二進(jìn)制數(shù) 1） 構(gòu)成 ， 如圖 所示。紅外線波長一般是在 750nm至 1mm 之間，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。 紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。 紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 紅外遙控系統(tǒng)主要分為調(diào)制部分、發(fā)射部分、接收部分 ， 如圖 所示 ： 如圖 紅外遙控系統(tǒng) 調(diào)制 紅外信號(hào)的調(diào)制有脈沖寬度調(diào)制（ PWM），脈沖位置調(diào)制（ PPM）等方法，本設(shè)計(jì)采用脈寬調(diào)制。 解碼 如圖 信號(hào)調(diào)制示意圖 二進(jìn)制信號(hào)的解調(diào)由一體化紅外接收頭來完成，它把接收到的信號(hào)經(jīng)內(nèi)部處理并解調(diào)復(fù)原，輸出 如 圖中的波形 E。 如圖 信號(hào)解調(diào)示意圖 發(fā)射系統(tǒng) 目前有很多種芯片可以實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射 ， 可以根據(jù)選擇發(fā)出不同種類的編碼。 圖 電路有一點(diǎn)缺陷 ， 當(dāng)電池電壓下降時(shí) ， 流過 LED 的電流會(huì)降低 ， 發(fā)射波形強(qiáng) 度降低 ， 遙控距離就會(huì)變小。 紅外接收頭內(nèi)部放大器的增益很大 ， 很容易引起干擾 ， 因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容 ， 一般在 22uf 以有的廠家建議在供電腳和電源之間接入 330 歐電阻 ， 進(jìn)一步減少電源干擾。 4） 載波頻率為 38Khz。如圖 所示： 如圖 紅外脈沖 NEC 遙控指令的數(shù)據(jù)格式為 : 同步碼頭、地址碼、地址反碼、控制碼、控制反碼。但是會(huì)每110ms 發(fā)送一次代碼 ， 直到遙控器按鍵釋放。 d. 遙控開鎖 這是本論文設(shè)計(jì)中的最大特點(diǎn)之處 ,用戶可以不必在主機(jī)上輸入。 ALE：地址鎖存控制信號(hào)。 EA：訪問程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。 VSS：地線 VCC： +5V 電源。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 復(fù)位電路 :此設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作 .手動(dòng)復(fù)位要求在電源接通的條件下 ,在單 片機(jī)運(yùn)行期間 ,用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位 .其結(jié)構(gòu)如圖 中 R17和 C6及按鍵 .手動(dòng)按鍵復(fù)位是通過按鍵將 RST 與 VCC 接通來實(shí)現(xiàn) .如圖 所示 晶振電路 :單片機(jī)內(nèi)部具有一個(gè)高增益反相放大器 ,用于構(gòu)成振蕩器 .通常在引腳 XTALl 和 XTAL2 跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器 ,結(jié)構(gòu)如圖 中 Y1,C5, 12MHz頻率的石英晶體 ,補(bǔ)償電容采用 30pF 左右的瓷片電容 。 如圖 LCD1602 引腳及其接口設(shè)計(jì)圖。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時(shí)讀取信息 ，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。 密碼鎖設(shè)計(jì) 電磁鎖是用繼電器來驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)單片機(jī)通過 RELAY 發(fā)信號(hào)給了繼電器，繼電器吸合（接常開觸點(diǎn)），使解鎖機(jī)構(gòu)通電，打開門鎖。本系統(tǒng)程序代碼使用 C 語言編寫。 發(fā)射端一般由指令鍵、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射電路等幾部分組成。指令譯碼器將編碼指令信號(hào)進(jìn)行譯碼，最后由驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路實(shí)現(xiàn)各種指令的操作控制（機(jī)構(gòu)），如圖 紅外遙控的發(fā)射程序流程圖。 經(jīng)分 后，在制作硬件電路時(shí)候，調(diào)試也在進(jìn)行這樣有利于問題的 分析和解決，不會(huì)造成問題的積累，從而節(jié)約了大量時(shí)間做之后的工作，軟件調(diào)試是從單元調(diào)試開始。 軟件調(diào)試 對(duì)于本設(shè)計(jì)來說軟件調(diào)試還是挺麻煩的 ，整個(gè)程序用的是 C 語言。 紅外遙控密碼鎖主程序設(shè)計(jì) 第六章 結(jié)論 本課題 研究的是具有單片機(jī)功能的紅外 遙控密碼鎖，通過掌握其原理及控制過程，以及運(yùn)用編程來解決紅外發(fā)生的問題，最終目的在于獨(dú)立查資料和思考來解決問題的能力。 致謝 四個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回想整個(gè)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷 ，使我認(rèn)識(shí)到自己在專業(yè)知識(shí)上的欠缺，由于基礎(chǔ)知識(shí)掌握得不夠扎實(shí)，在實(shí)際運(yùn)用中不夠得心應(yīng)手，但做畢業(yè)設(shè)計(jì)本就是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題 ， 只有不斷的發(fā)現(xiàn)自己的不足才能夠不斷進(jìn)步。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在多年的學(xué)習(xí)生活中，還得到了許多學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、系領(lǐng)導(dǎo)和老師的熱情關(guān)心和幫助 。 void newkeyinput(void)。 void wrd(unsigned char wdat)。 sbit RS=P3^0。 //串行時(shí) 鐘 sbit Sda=P3^5。 //第 1 行顯示緩存 unsigned char word2[16]={ the keycode: }。 //用于固定顯示的數(shù)據(jù)，固化到 ROM 中 unsigned char key1[]={1,2,3,4,5,6}。 for(i=0。j++)。 _nop_()。 if(key!=0xf0) { delay(10)。 keyvalue=~(keyvalue|(keyamp。 break。 break。 break。 break。 break。 break。 break。 break。break。 k=P1。 //顯示 * wrd(39。 n=16。(k==0xf0)) // 密碼輸入 { key2[j]=n。 } else {m=0。(k!=0xf0)) //輸入錯(cuò)誤、 10 號(hào)鍵后退修改 { s=1。amp。 if(n==12) { wrc(0x80)。 scan_key( )。amp。 //顯示 * wrd(39。 n=16。(k==0xf0)) { key3[j]=n。 //6 位密碼輸入標(biāo)志 x=0。 scan_key( )。(key2[0]==key1[0])amp。(key2[2]==key1[2])amp。(key2[4]==key1[4])amp。 if((r==1)amp。 wrn(word4)。(n=11)) { k=1。 } } void Start(void) { Sda=1。 _nop_ ()。 _nop_ ()。 Scl=1。 _nop_ ()。 _nop_ ()。 _nop_ ()。 _nop_ ()。 Scl=0。 _nop_ ()。 _nop_ ()。 } void Send(uchar Data) /*發(fā)送數(shù)據(jù)子程序 ,Data 為要求發(fā)送的數(shù)據(jù) */ { uchar BitCounter=8。 _nop_ ()。 if((tempamp。 temp=Data1。 Scl=0。 Sda=1。 _nop_ ()。 _nop_ ()。*/ temp=temp|0x01。 temp=temp1。 } void WrToROM(uchar Data[],uchar Address,uchar Num) //寫入一組數(shù)據(jù)到 AT24C02 中 { uchar i=0。 Send(0xa0)。 for(i=0。 } Stop()。 for(i=0。 //A0、 A A2 接地，固 AT24C02的寫地址為 0XA0 Ack()。 Send(0xa1)。 NoAck()。 //RW=1， RS=0，讀 LCD 狀態(tài) delay1()。 //E 端時(shí)序 delay1()。 delay1()。 //返回讀取的 LCD 狀態(tài)字 } void busy() //查詢 LCD 是否忙碌子程序 { unsigned char m。 }while(m!=0)。 RS=0。 P0=w。 RW=1。 delay1()。 // E 端時(shí)序 delay1()。 delay1()。 wrc(0x01)。 for(i=0。 //初始化 wrc(0x80)。 while(1) { key_input()。 unsigned char IRcord[4]。//用于計(jì)數(shù) 2 個(gè)下降沿之間的時(shí)間 } /* 外部中斷 0 函數(shù) */ void ex0_isr (void) interrupt 2 using 1 //外部中斷 1 服務(wù)函數(shù) { static unsigned char i。irtime=33)//引導(dǎo)碼 TC9012 的頭 ,9ms+ i=0。 if(i==33) { irok=1。 } } /* 定時(shí)器 0 初始化 */ void TIM0init(void)//定時(shí)器 0 初始化 { TMOD=0x02。 //開中斷 TR0=1。 //開總中斷 } /*紅外鍵值處理 *