【正文】 控接收兩個子系統(tǒng)組成，接收部分主要以 AT89C52單片機為核心。 關(guān)鍵詞： 遙控技術(shù) 密碼鎖 編碼 解碼 單片機 3 Design of automatic alarm password lock based on MCU Abstract： With the development of the electronics industry, today39。根調(diào)查，市場上的保險箱鎖有以下幾種形式：機械式、電子式、磁卡式、智能 IC 卡式 、指紋式等，電子式的密碼鎖市場占有量最大，其原因是它的成本相對較低，保密性高，使用靈活性好，操作簡單，而且還 它克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點 。此外，采用特定的編碼解碼技術(shù) 還可以防止無線電波的相互干擾，抗干擾能力很強。當然，密碼又不能太復(fù)雜，太復(fù)雜了可能自己都糊涂了，或者輸入密碼操作成功率低，造成使用不便。無線電遙控的優(yōu)點也是傳輸信息量可以很大、速度快、人眼識別不出來，但發(fā)射的信號彌散空間，容易被儀器捕獲，因此適合采用“變化的密碼”，這樣即使捕獲了當時的信號也無利用、復(fù)制的價值。儲存信息量大是卡的優(yōu)勢，它不僅作為鑰匙，還 可載入多項個人信息，特別適合金融業(yè)注重“驗明正身”的行業(yè)特點，而且一卡多用帶來持卡人的便利。發(fā)展前境是非常大的。將無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)，使用戶在有效工作范圍內(nèi)的任何位置都能對保險箱進行開啟，可以提高密碼的安全性，克服了固定鍵盤式電子密碼鎖的不足。本次設(shè)計將常用的 PT2262 作為編碼芯片。當沒有按鍵按下時，電源截斷，遙控發(fā)射器的靜態(tài)功耗為零。在不使用遙控發(fā)射器的時候，固定鍵盤上的任意一個按 鍵按下時，單片機硬件復(fù)位，單片機從掉電模式轉(zhuǎn)入正常工作模式，完成密碼的比對，產(chǎn)生驅(qū)動輸出。 單片機種類很多， 8位單片機有 MCS51系列、 PIC系列等， 16位單片機有 Intel MCS96系列等。 同時， AT89C52 具有以下特點： ● 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 ● 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器且可 反復(fù)擦除 ● 32 個可編程 I/O 口線 ● 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 ● 八個中斷源兩級中斷處理 ● 全雙工 UART 串行通道 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 因此，綜合上述 AT89C52 的特點， 選用 AT89C52 單片機作為遙控接收系統(tǒng)的中央處理器，完全能夠滿足此次設(shè)計的要求。 任何工作都按時間順序。 AT89C52 內(nèi)部都有一個反相放大器， XTAL XTAL2 分別是反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件就組成震蕩器產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件。圖 11 C C4 是反饋電容，其值在 5pF～ 30pF 之間選擇 ,其典型值是 30Pf。 P0— P3 口輸出高電平，初始值 07H 寫入堆棧指針 SP、清 0程序計數(shù)器 PC 和其余特殊功能寄存器。 12 單片機在啟動運行前都要復(fù)位，使微處理器和系統(tǒng)中的其他部件都處于初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作 。倒向器從上電開始輸出一個完整的正脈沖，只 要該脈沖能夠保持 10ms 以上，就可使 CPU 有效復(fù)位。如果頻率降低，可以適當加大電容 C3。發(fā)射模塊 TDCl808 在出廠時已將發(fā)射頻率調(diào)在 250350MHz 之間，可提供 l0種頻率使用。 編碼器MC145026 由時鐘振蕩器、分頻器、地址 /數(shù)據(jù)編碼輸入電路以及數(shù)據(jù)選擇與緩沖器等幾部分構(gòu)成。 其 引腳圖如下： 14 圖 MC145026引腳圖 則以下是 MC145026 的各引腳功能： Rs， R， C：這三個引腳是供編碼器振蕩電路外接 RC 元件。 Vdd：電源正極端，工作電壓范圍為 — 18V。數(shù)據(jù)從第 15腳 Do串行輸出，每位數(shù)據(jù)用兩個數(shù)字脈沖表示，兩個連續(xù)的寬脈沖表示“ 1”，兩個連續(xù)的窄脈沖表示“ 0”，一寬一窄則表示“開路”。 方案二：采用 F05C 發(fā)射模塊和 PT2262 編碼芯片組合來實現(xiàn)遙控的發(fā)射部分。該 編碼 信號是 從輸出端 Dout 輸出，通過 F05C 發(fā)射裝置 發(fā)射出去 。 PT2262 工作時，由 10到 13 腳輸入的數(shù)據(jù)和地址端的地址在芯片內(nèi)部進行編碼，再從 17腳輸出至 F05C。 FO5C系列采用 AM方式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號停止，發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與 FO5C用電阻而不能用電容耦合，否則 FO5C 將不能正常工作。 顯然，以上兩種方案在功能上相差不大，而且穩(wěn)定性也比較好， 在經(jīng)過市場調(diào)查以及大概的設(shè)計預(yù)算 后，決定選擇電路相對簡單一點的 PT2262 與 F05C 組合成的發(fā)射模塊，不但能夠滿足此次設(shè)計的要求，且在價格上也便宜了不少。 方案一： 選用 TDC1809 接收模塊和 MC145027 解碼芯片組合來完成遙控的發(fā)射部分。 R C1:這兩個引腳所接的電阻和電容用于確定接收到的信息是窄 脈沖還是寬脈沖。即可以確定引腳上的數(shù)據(jù)是否保持了 4 個數(shù)據(jù)周期的低電平，也就是判斷發(fā)送是否結(jié)束。 D0— D3 四個引腳上有與編碼器相對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出，一直保留到下一個新的數(shù)據(jù)出現(xiàn)。 該方案的 無線電接收電路采用與射頻發(fā)射模塊 F05C 相 配套的射頻接收模塊 J04E。 D0D5: 數(shù)據(jù)輸出端，分暫存和鎖存兩種狀態(tài)。 VDD， Vss: 電源 +， 輸入端。解碼芯片 PT2272 將數(shù)據(jù)輸入端接收到的信號， 在PT2272 芯片內(nèi)部，對接收到的碼字進行解碼，并進行地址的對比，若地址完全相同，則 14 腳（ VT）輸出高電平 。下圖則為J04E 的引腳圖 : 圖 J04E封裝及引腳圖 J04E 采用獨特的超再生電路結(jié)構(gòu)， SMT 工藝樹脂封裝，內(nèi)含放大整形，輸出為數(shù)據(jù)信號直接至解碼器，使用極為方便，是一種性價比較好的超再生模塊。 17 腳為數(shù)據(jù)輸入端，從這里接收輸入發(fā)射過來的碼字，因此和 J04E 接收模塊的 4 腳相連。 顯然，通過這個接收模塊的介紹，不難看出，本次設(shè)計選擇 F05C 和 J04E 發(fā)射接收模塊以及 PT2262 和 PT2272 編解碼芯片的組合的正確性，可以看到，在電路結(jié)構(gòu)上比較簡單的同時，還節(jié)省了不少費用。 為了使無線電遙控密碼鎖能夠 在掉電以后仍能保存數(shù)據(jù)信息， 因此，有必 要對遙控正常工作所需的數(shù)據(jù)進行保護，例如原始密碼的存儲，因為密碼需要經(jīng)常修改，不可能固化到程序存儲器中。任何時刻總線只能由一個主器件控制，各從器件 在總線空閑時啟動數(shù)據(jù)傳送，由 IC 總線來決定哪個主器件控制總線。 2) 在數(shù)據(jù)傳送時，當時鐘線 為低電平，數(shù)據(jù)線必須為固定狀態(tài)，不允許有跳變。該電路要注意的是 SCL、 SDA 必須加上一上拉電阻 ，阻值為 10K。 SDA： 串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向 I2C 總線串行傳送 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。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動 加 1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。 8279 芯片是一種專門用于鍵盤、顯示器的接口電路，它用硬件完成對顯示器和鍵盤的掃描，能識別鍵盤上閉合鍵的鍵號，在硬件上它只占用兩個地址，在軟件上省去了顯示和鍵盤掃描，是用戶程序變得簡潔、易讀和模塊化，提高 CPU 的工作效率。顯示部分按掃描方式工作。 8279的 WR、 RD接單片機的 WR、 RD ， 8279與 DB0— DB7的 P0口相連。 8279與 6個共陰極顯示器和一個 12鍵的小鍵盤連接。在軟件設(shè)計中，顯示方式采用了 8個字符顯示，左入方式，編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定。 CPU 對 8279 的監(jiān)視采用查詢方式，對 8279 分配的數(shù)據(jù)口地址為 8000H，狀態(tài)口地址為 8001H， CPU 每隔 10ms 定時中斷查詢一次，所有顯示采用查詢段碼表的方式實現(xiàn)，簡化了程序設(shè)計過程，提高了程序質(zhì)量。 HD7279 與單片機僅需 4跟接口線，其中的 CS 為片選信號，當單片機訪問 HD7279A 即讀鍵號或?qū)懼噶顣r，應(yīng)將片選端置為低電平。 KEY 為按鍵信號輸出端，在無鍵按下時為高電平；而有鍵按下時此引腳變?yōu)榈碗娖讲⑶乙恢北３值芥I釋放為止。該端口由低電平變成高電平并 保持 25ms 即復(fù)位結(jié)束。該指令簡單方便，通過造字形表，可以顯示所需的字符。 根據(jù)以上分析，只要將 7279的 CS、 CLK、 DATA、 KEY引腳分別接到單片機的— ，這樣本次設(shè)計的鍵盤顯示模塊就基本 完成。但 8279取材比較困難以及對 8279也不太熟悉，另外， 7279只需 4根線就可以完成和單片機的連接（如圖），而 8279就不能夠做到，所以 采用 7279為單片機省去了不少接口，也就沒必要使用擴展 I/O口了。當密碼輸入正確的時候，繼電器開鎖， LED 燈亮，這將在后面的開鎖電路中介紹。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。本次設(shè)計采用電磁式蜂鳴器作為發(fā)聲裝置。三極管的 基極 B 經(jīng)過限流電阻 R24后由單片機的 引腳控制，當 輸出高電平時，三極管 Q2截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當 輸出低電平時，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。 開鎖電路 開 鎖電路是本次設(shè)計中的一個執(zhí)行電路，按照設(shè)計要求當在鍵盤上輸入的密碼通過單片機 控制 與存儲在 AT24C02 芯片中的密碼進行比較，如果相同單片機的 口通過程序控制產(chǎn)生 低電平，三極管導(dǎo)通 繼電器吸合開關(guān) LED 發(fā)光。當電磁鐵的繞組中有電流通過時，銜鐵被電磁鐵吸引，因而就改變了觸點的狀態(tài)。熱敏干簧繼電器不用線圈勵磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動開關(guān)動作。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。 根據(jù)上述幾種繼電器的介紹，再結(jié)合本次設(shè)計的需要，以及考慮到電磁式繼電器比較容易獲得，所以本系統(tǒng)將采用電磁式繼電器來作為開鎖的執(zhí)行部件。 31 開 始 初始化 遙控器按鍵？ 密碼正確？ 開鎖 計數(shù)錯誤次數(shù) 次數(shù) 3 ? 蜂鳴 器報警 Y N Y N 無線遙控輸入 密 碼 比 對 Y N 無任何按鍵 固定鍵盤輸入 固定鍵盤按 鍵？ N Y 4 軟件設(shè)計 主程序設(shè)計 圖 主程序流程圖 圖 主程序流程圖 32 根據(jù)本次設(shè)計的要求，在該系統(tǒng)中主要有主程序、無線遙控模塊的程序、鍵盤輸入程序、密碼比對程序和 AT24C02 的讀寫程序等 。如果無線輸入的密碼錯誤，則返回“輸入密碼界面”并且錯誤次數(shù)自動加 1。主程序流程圖如圖 。每按鍵一次“確定”，則裝載當前數(shù)據(jù)。 當系統(tǒng)檢測無線遙控信號接收無按鍵時，則會判斷固定鍵盤是否有按鍵數(shù)據(jù)輸入。 圖 固定鍵盤輸入模塊 當前密碼輸入界面 數(shù)字鍵按下 當前數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū) 移至下位數(shù)據(jù)位 確認鍵？ 修改鍵按下 修改密碼界面 輸入舊密碼 密碼正確？ 修改值界面 確認鍵按下 修改密碼 Y N Y N 初 始化 修改鍵？ Y N 開始 34 開始 當前緩沖區(qū)密碼 與管理員密碼比對 與用戶密碼比對 正確？ 正確？ Tmp1=1 Tmp2=1 Tmp1 amp。但其原理都是一致的，將比較的結(jié)果作為一個函數(shù)的值返回，以方便系統(tǒng)進行相應(yīng)的處理。在輸入密碼后， 就需要對該密碼和初始密碼進行比對，此時，此過程也就是對 AT24C02 的讀寫操作。如圖 、圖 分別是 AT24C02 的讀寫程序流程圖。為了提高調(diào)試的準確性及高效性，對硬件部分選用分模塊調(diào)試方式，以確定各個模塊沒有問題，就算有問題，也可以及時發(fā)現(xiàn)，從而解決。這一步如做的好，則以后的工作就會方便很多。具體步驟如下： 查閱資料并進行對電路圖的布局設(shè)計，檢查元器件的型號和參數(shù)是否符合設(shè)計要求，選擇正確的元器件封