【正文】 AT24C01立即地址讀時序 選擇地址讀 選擇 /隨機讀操作允許主機對寄存器的任意字節(jié)進行讀操作。 立即地址讀： AT24C01 的地址計數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1。 如果主器件在發(fā)送停止信號前發(fā)送的字節(jié)數(shù)超過8 個，先前寫入的數(shù)據(jù)被自動覆蓋。 AT24C01再響應(yīng)一個應(yīng)答信號，主器件產(chǎn)生一個停止信號；然后， AT24C01啟動內(nèi)部寫周期。 圖 39 AT24C01從器件尋址 應(yīng)答信號 每次數(shù)據(jù)傳送成功后，接收器件發(fā)送一個應(yīng)答信號。 器件地址的約定： 主器件在發(fā)送啟動命令后開始傳送，主器件發(fā)送相應(yīng)的從器件的地址， 8位從器件地址的高 4 位固定為 1010。該腳為射 （漏）極開路輸出，需接上拉電阻。 管腳介紹： WP：寫保護。 芯片介紹： AT24C01 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 I2C串行 E2PROM。 紅外鑰匙（從機）子系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)紅外遙 鑰匙（從機） 的功能需求和總體設(shè)計方案，建立紅外 鑰匙（從機） 的邏輯框圖，如圖 37所示。當(dāng)接收到頻帶內(nèi)的紅外信號時， TL1838接收器會輸出低電平，否則數(shù)據(jù)高電平，從而 “ 將時斷時續(xù) ” 的紅外信號解調(diào)成原來的連續(xù)方波信號。 波長： 940nm 鐵殼：有 TL1838是黑色環(huán)氧聚光透鏡，濾除了可見光的干擾。 該方案使用一體化紅外接收器，集紅外接收和放大于一體，不需任何外接元件，就能完成從紅外接收到輸出與 TTL電平兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣。 圖中 RD1為紅外接收管； R R4， VT1構(gòu)成反相放大器； VT R C2構(gòu)成濾波器，濾掉 38KHz的高頻載波； R R VT3構(gòu)成整形電路， 圖 33 低電壓紅外接收電路 將濾波后的波形處理為較好的方波； C C3為耦合電容； R2為限流電阻，當(dāng)接收到較強的信號是保護 VT1。 紅外編碼工作由軟件完成，因此，紅外編碼方案可以任意設(shè)計，外部只需配接非常簡單的硬件電路，大大降低了了電路的復(fù)雜性，有利于降低成本，減小遙控器的體積。 方案三：微處理器單獨解決方案。 PT2262把 6位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，減輕編程負擔(dān)，使傳輸速度更快。 但是，專用芯片也有致命的弱點：專用芯片的應(yīng)用靈活性很差，其內(nèi)部編碼已經(jīng)固定，無法修改內(nèi)部數(shù)據(jù)，不適用于經(jīng)常需要改動傳送數(shù)據(jù)的場合；專用芯片幾乎都是面向指令型的編碼遙控方式，傳輸效率較低；大多數(shù)的專用芯片的內(nèi)部編碼及技術(shù)數(shù)據(jù)已經(jīng)公諸于世，會產(chǎn)生安全漏洞。 注冊協(xié)議： 第一步：同上； 第二步：不同時同上；相同時，發(fā)送“注冊啦”＋密碼； 第三步：從機：保存密碼，將密碼返回給主機； 主機：密碼對了，注冊完畢，發(fā)送“結(jié)束 ”，不對重發(fā)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 2－4： 圖 24 紅外 遙控門鎖 結(jié)構(gòu)框圖 待機狀態(tài)下，紅外遙控門鎖系統(tǒng)工作在完全掉電狀態(tài)，整個系統(tǒng)除了實時時鐘電路和紅外檢測開關(guān)外，均不加電。 紅外鑰匙（從機）組成及工作原理 紅外鑰匙是紅外遙控密碼鎖的遙控器部分，紅外鑰匙內(nèi)部存儲了 本套系統(tǒng)的序列號 、注冊 及 加 密 方法 等信息。 RS232C標準傳輸信號采用 RS232C 圖 22 通信接口結(jié)構(gòu)框圖 邏輯電平，與 TTL（ 0～ 5V）、 CMOS（ 0～ 15V）邏輯電平完全不同：邏輯 0電平規(guī)定為+5V～ +15V之間，邏輯 1電平為 5V～ 15V之間，因此，一般使用專用芯片把微處理器信號電平 (TTL電平 ) 轉(zhuǎn)換為 RS232C電平。 ⑷ 單片機內(nèi)的序列號是產(chǎn)品在出廠時就已經(jīng)設(shè)定，無法更改。 ⑷ 要有鑰匙丟失之后 ， 可將該鑰匙報廢的功能。 圖 22 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)示意圖 由于紅外光存在反射 ,在全雙工的方式下發(fā)送的信號也可能會被本身接收，因此，紅外通信應(yīng)采用異步半雙工方式，即通信的某 一方發(fā)送和接收是交替進行的。脈時調(diào)制（ PPM）是紅外數(shù)據(jù)協(xié)會 (IrDA)和國際電子電工委員會 (IEEE)都推薦的調(diào)制方式，本設(shè)計采用脈時調(diào)制方法，即用兩個脈沖串之間的時間間隔來表示二進制信息，數(shù)據(jù)比特的傳送仿照不帶奇偶校驗的 RS232通信，首先產(chǎn)生一個同步頭，然后接著 8位數(shù)據(jù)比特，如圖 11所示。紅外通信一般采用紅外波段內(nèi) 的近紅外線，波長在 25um之間。 紅外通信是利用紅外技術(shù)實現(xiàn)兩點間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。 本 設(shè)計 是利用紅外傳輸為途徑，方便遠距離開鎖，不用像傳統(tǒng)鎖那樣一定要將鑰匙插進鎖里才能開啟；利用單片機來隨機產(chǎn)生密碼并加密，防止了在開鎖時被人中途攔截了密碼信息而復(fù)制出另外的鑰匙來，這是因為密碼是隨機產(chǎn)生的，每次開鎖的具體密碼均是不一樣的，所以就算竊取了上次開鎖的密碼也是不能將鎖打開。在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上，加了一組或多組密碼，不同聲音，不同磁場，不同聲波，不同光束光波，不同圖像。在慣偷面前，兩根鋼絲或幾件簡單的工具就可以把這 些鎖打開，有的慣偷甚至公開揚言： “ 沒有我打不開的鎖。現(xiàn)代人類文明社會里，由于社會中各種矛盾沖突十分劇烈 ，人們的思想道德觀念，價值觀念，文化修養(yǎng)水平等差異，群眾中良莠不齊，善良的人們能夠自覺規(guī)范自已的行為， “ 非禮不為 ” ，雖無鑰匙亦不會亂闖。 32 英文摘要 30 6 結(jié) 論 3 紅外鑰匙（從機）子系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 紅外數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計 1 紅外數(shù)據(jù)發(fā)射模塊設(shè)計 21 數(shù)據(jù)讀寫模塊 19 紅外電子密碼鎖電路的仿真 16 電路的仿真 6 紅外遙控電子密碼鎖總體原理圖和 PCB 板圖設(shè)計 216 開鎖驅(qū)動模塊設(shè)計 5 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 錯誤 !未定義書簽。 2 應(yīng)答信號 錯誤 !未定義書簽。 1 芯片介紹 10 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 8 紅外鑰匙（從機）子系統(tǒng)設(shè)計 6 紅外解碼和接收模塊 6 紅外編碼和發(fā)射模塊 5 3 方案選擇和論證 4 紅外遙控門鎖（主機）組成及工作原理 引言 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。 本設(shè)計以單片機 AT89S52 作為 密碼鎖 監(jiān)控裝置的檢測和控制核心， 分為主機和從機，實現(xiàn) 鑰匙信息在主機上的初步認證注冊 、 密碼信息的加密 、 紅外傳輸、鑰匙丟失 報廢 等功能。 紅外電子密碼鎖是一種以高強度密碼序列為基礎(chǔ)，在單片機上實現(xiàn)的密碼開關(guān)。它以紅外光作為信息媒體，從而實現(xiàn)了遙控，也可以配備一個結(jié)構(gòu)簡單的接觸式通訊接口，堅固并且防損。根據(jù) 51 單片機之間的串行通信 原理， 利 用 紅外來傳輸，這便于對密碼信息的隨機加密和保護。 軟件設(shè)計采用自上而下的模塊化設(shè)計思想，以使系統(tǒng)朝著分布式、小型化方向發(fā)展，增強系統(tǒng)的可擴展性和運行的穩(wěn)定性。1 紅外通信基本原理 3 2 系統(tǒng)設(shè)計 4 紅外鑰匙（從機）組成及工作原理 錯誤 !未定義書簽。 2 器件地址的約定 錯誤 !未定義書簽。 3 紅外遙控門鎖系統(tǒng)設(shè)計 錯誤 !未定義書簽。216 紅外發(fā)射模塊設(shè)計 錯誤 !未定義書簽。 29 整體調(diào)試 29 紅外遙控門鎖（主機）調(diào)試 然而，那些毫無道德觀念的盜賊卻想方設(shè)法利用高科技手段撬門開鎖，使廣大居民防不勝防。 ” 其實，不是他們多高明，而是一般鎖具技術(shù)原理太過簡單。 （ 如指紋、眼底視網(wǎng)膜等）來控制鎖的開啟。 本設(shè)計的最大特點就在于采用了雙單片機的雙向通訊，密碼是在鎖與鑰匙兩邊均有加密的，從而杜絕了開鎖信息被盜取的可能性。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會（ IrDA）成立后，為了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得最佳的通信效果，紅外通信協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通信所采用的光波波長的范圍限定在 850至 900nm之內(nèi)。 圖 11 PPM調(diào)制波形圖 載波信號的頻率 f=38KHz，載波周期 T=，本設(shè)計使用單片機軟件產(chǎn)生載波，取 T=26us，脈沖寬度 t1=10T=260us，二進制數(shù) 0的脈沖串周期 t2=500us，二進制數(shù) 1的脈沖串周期 t3=1000us。 設(shè)計要求 基本要求 ⑴ 通過紅外遙控 ， 單片機之間的串口通信來實現(xiàn)近距離遙控開鎖。 說明 ⑴ 紅外通信元件不限 ，其安裝位置及安裝方式自定。 2 系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，本設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 21 4 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 通信接口組成及工作原理 通信接口電路是連接前臺計算機和紅外鑰匙、紅外遙控門鎖的的通信橋梁。該 標準的傳輸速率只能達到 20kb/s,最大傳輸距離15m。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 23： 計算機 通信接口 紅外遙控門鎖（主機） 紅外鑰匙（從機） 計算機通信 接 口 RS － 232接 口 紅外鑰匙讀寫接口 紅外遙控門鎖讀寫接口 5 圖 23 紅外鑰匙結(jié)構(gòu)框圖 紅外鑰匙采用軟件編碼方式，取代傳統(tǒng)的專用芯片編碼。當(dāng)有檢測到有紅外線時，打開電控開關(guān)，系統(tǒng)上電工作，開始接收紅外線數(shù)據(jù)。 3 方案選擇和論證 紅外編碼和發(fā)射模塊 方案一：專用芯片解決方案。 方案二：微處理器與專用芯片組合解決方案，見圖 31。 PT2262的 A6/D0～ A11/D5共 6個復(fù)用端口全部用作數(shù)據(jù)口，則 PT2262自動把微處理器送出的 6位數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)從 Dout口發(fā)出。電路如圖 42所示。 由于使用軟件編碼方案，占用了 CPU的一定的時間， CPU處理速度 受到一定的影響，但是，對于遙控器這一類功能比較單一的系統(tǒng)來說，處理任務(wù)比較少，根本影響不了 CPU的處理效率，僅僅是增加了 軟件編程的負擔(dān)。 該方案最大的優(yōu)點是供電電壓比較低，可用兩節(jié)電池 3V電壓供電。 9 123P3紅外 一體化VCCRX10KR10Res1 圖 34 TL1838接收電路 TL1838一體化接收頭的簡介： TL1838的管腳分布如圖 45所示， 2腳、 3腳分別為地電源和地， 1腳 是解調(diào)信號輸出，其電平與 TTL兼容。內(nèi)含紅外線 PIN接收管、選頻放大器和解調(diào)器。 圖 35 MK0038引腳圖 Figure35 TL1838 Pin Configuration 10 圖 36 (a) 已調(diào)制紅外信號 (b) TL1838輸出信號 TL1838的優(yōu)點是穩(wěn)定性好，抗干擾能力很強，外圍電路非常簡潔，成本又不高，適用于各種紅外遙控和紅外數(shù)據(jù)傳輸，是替代其它紅外接收放大器的理想元件。 紅外遙控器（鑰匙）的硬件特點： ? 硬件以美國 ATMEL公司的 AT89C2051為控制核心， DIP20封裝，體積小，功能齊全，工作電壓范圍 ～ 6V； （考慮到價格等因素，實驗用 AT89S52） ? 設(shè)置電壓監(jiān)控功能，當(dāng)電源電壓低于 ，產(chǎn)生一下下降沿脈沖，向單片機申 請電壓低中斷； ? 低功耗控制電路管理整個系統(tǒng)的電源，待機狀態(tài)下，低功耗控制電路關(guān)閉整個系統(tǒng)的電源，系統(tǒng)功耗幾乎為零； 11 圖 37 紅外遙控器邏輯框圖 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 由于紅外鑰匙 （從機） 大部分時間工作的掉電狀態(tài)下，因此，有必要對紅外鑰匙 （從機） 正常工作所需的數(shù)據(jù)進行保護，例如紅外鑰匙 （從機） 本身的 序列號和加密程序 ，由于實驗所有的單片機內(nèi)存儲空間有限，所以 本設(shè)計采用了串行 EEPROM AT24C02，電路原理圖如圖 38所示。它