【正文】 圖 310 AT24C01應答時序 AT24C02寫操作 字節(jié)寫 13 在字節(jié)寫模式下，主器件發(fā)送起始命令 和從器件地址信息給從器件。最后一位為讀寫控制位。用于芯片尋址。將該管腳接地或懸空，可以對器件進行讀寫操作 SCL：串行時鐘腳串行輸入輸出數(shù)據(jù)時，該腳用于輸入時鐘。芯片 6V的工作電壓，可擦寫 100 萬次，數(shù)據(jù)保存可長達 100 年， 提供 8 腳 DIP 和 SOIC 封裝。 圖 38 數(shù)據(jù)存儲電路 紅外鑰匙（從機）的加密程序和主機產生的密碼存放在 AT24C02 中，當需要更改或讀取密碼時，只需對 AT24C02里的數(shù)據(jù)更改或讀取。而且它的工作電壓是 ～ ，有效傳輸距離為 15M,是一款性價比很高的紅外一體化接收頭。 當紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號經(jīng)空間傳送到 TL1838時，它內部的 PIN紅外線接收管將紅外線轉換為電信號，該信號經(jīng)選頻放大、解調后由 1腳輸出與 TTL電平兼容的電信號，該信號可以直接送入微處理器進行處理。 TL1838系列特性如下： 38KHz寬電壓一體紅外接收頭 作電壓： ～ 工作電流： 距離： 15M 頻率： 38K 角度： 177。 但是，由于電路使用分立元件構成，其穩(wěn)定性和 抗干擾能力不高，影響紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。 經(jīng)比較，方案三既可滿足題目要求，電路又非常簡單，硬件成本又很低，僅僅是增加了軟件的編程負擔，使得 紅外編碼非常靈活，所以采用該方案。 1KR4RPotQ22N3906Q12N3906VCCDS3LED0PL2 TX2KR3Res12KR7Res1 圖 32 軟件編碼發(fā)射電路 該方案使用微處理器的 I/O口直接產生 38KHz已調波，驅動紅外發(fā)光二極管，發(fā)射紅 8 外數(shù) 據(jù)。 該方案可由微處理器任意制定密碼位數(shù)、編碼解碼算法和同步信號，大大提高了數(shù)據(jù)保密度。 7 圖 31 PT2262紅外編碼發(fā)射電路 該方案由微處理器與專用編碼芯片 PT2262組合完成編碼工作，載波產生由 MC4011與38KHz晶振一起構成，振蕩產生 38KHz方波。 專用紅外編碼芯片種類很多，如日本三菱公司的 M50426AP、 PT226 BL914 ZD6631等，此類芯片一般集載波振蕩、編碼、發(fā)射于一體，具有很強的抗干擾能力，外圍電路簡單，使用很方便，而且價格也很低。收到信息后就產生一個隨機數(shù)發(fā)送給從機，當接收到經(jīng)過從機將發(fā)過去的隨機數(shù)與本套系統(tǒng)序列叫加密后的信息，就解密并檢驗解密后的序列號是否正確，否就繼續(xù)等待，是就通過。在待機狀態(tài)下，整個紅外鑰匙系統(tǒng)工 作在完全掉電方式，當有鍵盤按下，系統(tǒng)上電工作，發(fā)射一個信息給主機，然后接收了主機發(fā)過來的隨機密碼信息，再將接收到的休息加密經(jīng)紅外線調制后發(fā)射出去。 RS232C通信口與計算機連接常用 DB25插座和 DB9插座，其接口連線分三種：信號線、握手線與地線。它通過一個 RS232串行通信接口將紅外鑰匙和 紅外遙控門鎖連接 到計算機。 ⑵ 紅外傳輸要有 1M 以上的距離。 ⑵ 利用軟件來加密和解密，加強密碼的安全性。 普通的紅外遙控采用面向指令的幀結構，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個比特，傳送多字節(jié)遙控協(xié)議時效率偏低，而增加指令碼的長度不 3 利于接收器同步， 為此本設計選用一種面向字節(jié)的幀結構，采用類似于異步串行通信的幀結構，每幀由一個起始位（二進制數(shù) 0）、 8個數(shù)據(jù)位和 2個停止位（二進制數(shù) 1）構成，如圖 28所示。 紅外通信的基本原理是發(fā)送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號（載波信號），通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。發(fā)射系統(tǒng)對一個紅外輻射源進行調制后發(fā)射紅外信號，而接收系統(tǒng)用光學裝置和紅外探測器進行接收，就構成紅外通信系統(tǒng)。 該設計具有使用方便、操作簡單、價格低廉等特點，特別適用于那些正常人體不宜接近的特殊場合，比如高輻射區(qū)、高傳染區(qū)等。 從而大大提高了鎖的安全性，使不法之徒無從下手，人們也就能對自身財產安全有了更多的保障。面對這一殘 酷的現(xiàn)狀，新時代提出了鎖具必須革命的迫切的要求。 為什么會出現(xiàn)這種情況呢？因為傳統(tǒng)鎖具都存在致命的弱點： 第一、 鎖芯采用常見的銅、鋁、鋅等材料，抵抗不了強力破壞； 第二、 鎖具制作工藝，技術落后，無法阻止技術手段的開啟。 52 1 1 緒論 引 言 鎖是 置于可啟閉的器物上 ,用以關住某個確定的空間范圍或某種器具的 ,必須以 鑰匙或暗碼打開的扣件。 35 畢業(yè)論文（設計） 成績評定表 32 英文摘要 30 致謝 29 紅外鑰匙（從機）調試 29 整體調試 28 5 系統(tǒng)調試 21 系統(tǒng)功能子程序 0 UVISION 2 軟件簡介 19 ISIS 軟件簡介 16 電路的仿真 6 工作顯示模塊設計 6 紅外接收模塊設計 2 讀操作 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 6 紅外解碼和接收模塊 5 3 方案選擇和論證 5 紅外鑰匙 （從機）和紅外遙控門鎖（主機）之間的通訊協(xié)議 4 紅外鑰匙（從機）組成及工作原理 3 通信接口組成及工作原理 3 說明 2 設計要求 軟件設計采用自上而下的模塊化設計思想，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。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。它以紅外光作為信息媒體，從而實現(xiàn)了遙控，也可以配備一個結構簡單的接觸式通訊接口，堅固并且防損。 紅外電子密碼鎖是一種以高強度密碼序列為基礎，在單片機上實現(xiàn)的密碼開關。 本設計以單片機 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。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。 引言 4 紅外遙控門鎖（主機）組成及工作原理 1 芯片介紹 錯誤 !未定義書簽。 3 紅外遙控門鎖系統(tǒng)設計 錯誤 !未定義書簽。 216 紅外發(fā)射模塊設計 錯誤 !未定義書簽。 0 4 系統(tǒng)軟件設計 錯誤 !未定義書簽。 25 紅外遙控門鎖（主機）子系統(tǒng)軟件結構 設計 29 硬件單元調試 33 附錄 然而，那些毫無道德觀念的盜賊卻想方設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。 圖 11 PPM調制波形圖 載波信號的頻率 f=38KHz，載波周期 T=，本設計使用單片機軟件產生載波，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)設計 根據(jù)設計任務要求，本設計的系統(tǒng)結構框圖如圖 21 4 圖 21 系統(tǒng)結構框圖 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。其結構框圖如圖 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 紅外鑰匙結構框圖 紅外鑰匙采用軟件編碼方式，取代傳統(tǒng)的專用芯片編碼。當有檢測到有紅外線時，打開電控開關，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。 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腳是解調信號輸出，其電平與 TTL兼容。內含紅外線 PIN接收管、選頻放大器和解調器。 圖 35 MK0038引腳圖 Figure35 TL1838 Pin Configuration 10 圖 36 (a) 已調制紅外信號 (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） ? 設置電壓監(jiān)控功能，當電源電壓低于 ，產生一下下降沿脈沖，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存儲空間有限，所以本設計采用了串行 EEPROM AT24C02，電路原理圖如圖 38所示。它為可用電擦除、可編程只讀存 AT24C01 紅外接收 紅外發(fā)送 開關按鍵 看門狗 5V 電源 12 儲器，自定時寫周期，包括自動擦除時間不超過 10ms，典型時間為 5ms。將該管腳接 VCC， E2PROM就實現(xiàn)寫保護（只讀）。 A0A1A2：片選或頁選地址輸入。接下來的 3位（見圖 411）用來定義存儲器的地址，對于 AT24C02位無意義。當?shù)诰艂€時鐘信號產生時，接收器件將 SDA下拉為低，通知已經(jīng)接收到 8位數(shù)據(jù)。 AT24C01字節(jié)寫時序如圖 311所