【正文】 拉電阻拉高，且作為輸入。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。GND：接地。6個(gè)中斷源 128*8位內(nèi)部RAM 8031 CPU與MCS51 兼容本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C2051和AT89C52作為核心的元件，利用紅外遙控原理和單片機(jī)相關(guān)功能設(shè)計(jì)的一款具有本機(jī)開(kāi)鎖，遙控開(kāi)鎖和可修改密碼的電子密碼鎖。所以紅外遙控器發(fā)送紅外信號(hào)時(shí)，參考上面遙控串行數(shù)據(jù)編碼波形圖，在低電平處發(fā)送38kHz紅外信號(hào)，高電平處則不發(fā)送紅外信號(hào)。一般電視遙控器的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。16位地址碼：能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。的編碼與解碼 39。紅外遙控由發(fā)送和接收兩部分組成，發(fā)送端采用單片機(jī)將待發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)編碼調(diào)制為一系列的脈沖信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。為了減少干擾， 采用的是價(jià)格便宜性能可靠的一體化紅外接收頭(HX1838， 它接收紅外信號(hào)頻率為38kHz，周期約26μ s) 接收紅外信號(hào)，它同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形得到 TTL 電平的編碼信號(hào)，再送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行去控制相關(guān)對(duì)象。最后，聯(lián)合軟、硬件調(diào)試電路板，完成本次設(shè)計(jì)。 課題研究方法主要的設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程：首先，選用ATMEL公司的單片機(jī)AT89C51，以及選購(gòu)其他電子元器件。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。 當(dāng)今電子密碼鎖發(fā)展已經(jīng)到了非常高的境界，由于電子元件特別是單片機(jī)應(yīng)用在這幾年得到空前發(fā)展，無(wú)論功能性，穩(wěn)定性都比較全面，在保密方面已做到人眼識(shí)別，指紋識(shí)別，人聲識(shí)別基本上電影上有的現(xiàn)實(shí)也有。3) 誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。六位密碼同時(shí)輸入正確，鎖才能打開(kāi)。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。目錄1 引言 3 電子密碼鎖的背景與研究意義 3 紅外電子密碼鎖的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 4 課題研究方法 52 紅外通信原理 5 紅外的發(fā)射和接收 5 編碼解碼 6 調(diào)制 7 解調(diào)接收 73 硬件電路設(shè)計(jì) 7 整系統(tǒng)框圖 7 8 有關(guān)芯片的簡(jiǎn)介 9 單片機(jī) AT89C51 9 11 I2C總線介紹 12 LCD1602 液晶顯示 15 18 19 復(fù)位電路 19 振蕩電路 20 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 20 24C02 21 LCD 1602 214 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 22 KEIL 軟件的簡(jiǎn)介 22 系統(tǒng)功能子程序 22 數(shù)據(jù)讀寫(xiě)模塊 22 紅外發(fā)射接收模塊 24 主流程圖 265 電路仿真及調(diào)試 27 報(bào)警電路 27 顯示電路 27 開(kāi)鎖電路 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30附錄A 外文資料翻譯 31附錄B 源程序 38附錄C 電路圖 601 引言 電子密碼鎖的背景與研究意義 在當(dāng)今社會(huì)，安全防盜已成為社會(huì)問(wèn)題，而鎖自古以來(lái)就是防盜的重要工具，目前國(guó)內(nèi)大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖，然而，眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖互開(kāi)率非常之高，此外，即使是一把質(zhì)量過(guò)關(guān)的機(jī)械鎖，通過(guò)急開(kāi)鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開(kāi)。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)的六位紅外遙控密碼鎖，具有本機(jī)開(kāi)鎖遙控開(kāi)鎖，報(bào)警，工作狀態(tài)液晶顯示功能。 Liquid crystal display (LCD)。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。用戶想要打開(kāi)鎖，必先通過(guò)提供的鍵盤(pán)輸入正確的密碼才可以，密碼輸入錯(cuò)誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤將報(bào)警，期間輸入密碼無(wú)效，以防竊賊多次試探密碼。2) 密碼可變，用戶可以隨時(shí)更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降。在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，隨著單片機(jī)的問(wèn)世，出現(xiàn)了帶微處理器的密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化、科技化等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性。目前大部分的鎖采用的都是機(jī)械式的，其最大的缺點(diǎn)是利用簡(jiǎn)單工具就能很容易地把鎖打開(kāi)。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。第四部，使用PROTEUS軟件進(jìn)行模擬軟、硬件調(diào)試。紅外接收完成對(duì)紅外信號(hào)的接收、放大、檢波、整形，并解調(diào)出遙控編碼脈沖。紅外遙控具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易于實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)。039。前導(dǎo)碼：是一個(gè)遙控碼的起始部分，由一個(gè)9ms的高電平 ( 起始碼 ) 和一個(gè)4. 5ms的低電平 ( 結(jié)果碼 )組成，作為接受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備脈沖?！?調(diào)制 上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制，然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。遙控串行數(shù)據(jù)編碼波形如下圖所示： 編碼波形 解調(diào)接收接收方一般使用HX1838一體化紅外線接收器進(jìn)行接收解碼，當(dāng)HX1838接收到38kHz紅外信號(hào)時(shí)，輸出端輸出低電平，否則為高電平。3 硬件電路設(shè)計(jì) 整系統(tǒng)框圖 AT89C51 發(fā)射電路4*4鍵盤(pán) 復(fù)位電路 遙控器整體框圖 警報(bào)電路 接收電路 AT89C51 開(kāi)鎖電路 復(fù)位電路 1602顯示電路 4*4鍵盤(pán) 24c02存儲(chǔ)電路 該系統(tǒng)由發(fā)射模塊和接收模塊兩部分構(gòu)成，遙控器發(fā)射模塊可以隨身攜帶，只要在接收器附近，即可遙控開(kāi)鎖；接收器則集開(kāi)鎖、修改密碼、報(bào)警和顯示于一體。 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2)管教說(shuō)明：VCC：供電電壓。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FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。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。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。另外，該引腳被略微拉高。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。4） 芯片擦除整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。而且他是采用了I178。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。 AT24C02正是運(yùn)用了I178。AT24C02的控制字由8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開(kāi)始信號(hào)發(fā)出以后，主機(jī)便會(huì)發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。WP為寫(xiě)保護(hù)：如果WP 管腳連接到Vcc 所有的內(nèi)容都被寫(xiě)保護(hù)只能讀當(dāng)WP, 管腳連接到Vss 或懸空,允許器件進(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作[12]。I2C總線的硬件結(jié)構(gòu)：I2C串行總線一般有兩根信號(hào)線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線SCL。而串行時(shí)鐘線也應(yīng)是雙向的，作為控制總線數(shù)據(jù)傳送的主機(jī)。為了進(jìn)行通訊，每個(gè)接到I2C總線的設(shè)備都有一個(gè)唯一的地址，以便于主機(jī)尋訪。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率100kbps。結(jié)束信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。目前有很多半導(dǎo)體集成電路上都集成了I2C接口。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。1） 控制字節(jié)：在起始條件之后，必須是器件的控制字節(jié)，其中高四位為器件類(lèi)型識(shí)別符（不同的芯片類(lèi)型有不同的定義，EEPROM一般應(yīng)為1010），接著三位為片選，最后一位為讀寫(xiě)位，當(dāng)為1時(shí)為讀操作，為0時(shí)為寫(xiě)操作。應(yīng)當(dāng)注意的是：最后一個(gè)讀操作的第9個(gè)時(shí)鐘周期不是“不關(guān)心”。 引腳符號(hào)功能說(shuō)明1VSS 一般接地2VDD接電源（+5V） 3V0液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。7DB0底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位）8DB1底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9DB2底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位10DB3底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位11DB4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12DB5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13DB6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14DB7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是busy flag）15BLA背光電源正極16BLK背光 電源負(fù)極 LCD1602引腳圖 RSR/W操作說(shuō)明00寫(xiě)入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0~DB6）值10寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 表3。(初始化)　　0000 1DCB D顯示(1有效)、C光標(biāo)顯示(1有效)、B光標(biāo)閃爍(1有效)　　0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加1 amp。無(wú)論是在單片機(jī)剛開(kāi)始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。該電路在最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路下增加了手動(dòng)復(fù)位按鍵，在接通電源瞬間，電容C1上的電壓很小，復(fù)位下拉電阻上的電壓接近電源電壓，即RST為高電平，在電容充電的過(guò)程中RST端電壓逐漸下降，當(dāng)RST端的電壓小于某一數(shù)值后，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)，由于電容C1足夠大，可以保證RST高電平有效時(shí)間大于24個(gè)振蕩周期，CPU能夠可靠復(fù)位。由于R11R15 因此RST為高電平，CPU處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容C1充電，RST端電位下降，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) KEIL 軟件的簡(jiǎn)介Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。每按一個(gè)鍵將發(fā)送32個(gè)編碼信息，和同步碼，8位地址碼，8位地址反碼，8位數(shù)據(jù)碼8位數(shù)據(jù)反碼，且都采用高位在前，低位在后的順序。下圖是其流程圖： 入口 是否有9ms 的低電平？ 開(kāi)始接收 判斷數(shù)據(jù)0？ N Y 1的解碼 YNN Y 4次？ 存儲(chǔ) 正、反碼比對(duì)是否一致？ 0的解碼 圖 接受模塊程序流程圖 主流程圖如圖所示為主程序流程圖，開(kāi)始接上電源，程序進(jìn)行初始化設(shè)置，然后在鍵盤(pán)上輸入密碼并判斷是否開(kāi)啟接收，此系統(tǒng)進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，密碼正確，開(kāi)鎖成功，密碼錯(cuò)誤出錯(cuò)報(bào)警，選擇是否修改密碼，若要修改密碼，先輸入舊密碼密碼，密碼正確后設(shè)置新密碼，錯(cuò)誤時(shí)報(bào)警，確認(rèn)后，密碼修改成功，否則結(jié)束最終返回。 圖 報(bào)警電路 顯示電路為了提高密碼鎖的密碼顯示效果能力。否則顯示器將一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對(duì)密碼鎖進(jìn)行開(kāi)鎖時(shí)，按下鍵盤(pán)上的開(kāi)鎖按鍵后利用鍵盤(pán)上的數(shù)字鍵0－9輸入密碼，每按下一個(gè)數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個(gè)*，輸入六位后顯示六個(gè)*單片機(jī)不再向1602中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，只有當(dāng)確認(rèn)鍵按下以后單片機(jī)根據(jù)輸入的密碼判斷輸入是否正確，顯示不同的工作狀態(tài)。