【正文】 ........... 38 8 結(jié)論 .............................................................................................................................. 40 謝辭 .................................................................................................................................. 41 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 41 附錄一 程序清單 1 ......................................................................................................... 42 附錄二 程序清單 2 ......................................................................................................... 63 附錄三 器件清單 ............................................................................................................ 74 附錄四 硬件電路圖 ........................................................................................................ 75 外文資料 .......................................................................................................................... 77 1 引言 鎖是置于可啟閉的器物上，用于關(guān)住某個確定的空間范圍或者某種器具的，必須用鑰匙或者暗碼才能打開的扣件。由于人們的思想道德觀念、價值觀念 、文 化修養(yǎng)等等的差距，造成了人們水平參差不齊。 但是 目前大部分的鎖采用的 還都是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖 ， 由于它的構(gòu)造非常簡單， 利用簡單工具就能很容易地把鎖打開 。 出于安全、方便等方面的需要，許多電子密碼鎖相繼問世。 相比之下，紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)的成本與前者相當(dāng)，而且可以進(jìn)行近距 離遙控，使用十分方便。可在意外泄密的情況下及時修改密碼，具有保密強(qiáng)，靈活性高，使用范圍廣等優(yōu)點。 采用 AT89S52單片機(jī)作為核心部件。 這樣就實現(xiàn)紅外之間的密碼傳輸。 使用兩片單片機(jī)，一片用來控制 接收 紅外發(fā)射開鎖密碼 信號以及實現(xiàn)本機(jī)按鍵開鎖功能 ， 即本機(jī)鎖部分； 另一片控制 發(fā)射以紅外線為載體的密碼信號，即從機(jī)鑰匙部分。當(dāng)密碼輸入錯誤時， 報警系統(tǒng) 就會 提示錯誤 ， 連續(xù)輸入 3 次錯誤，蜂鳴器就會 發(fā)出報警聲。 芯片的選擇 單片機(jī)的選擇 由于單片機(jī)的型號種類非常多，每一種型號都有其特定的應(yīng)用環(huán)境，因此，在選擇單片機(jī)的時候要多做比較，合理選擇，要最大程度的獲得最佳的性價比。實現(xiàn)基本的密碼鎖功能。其顯 示的容量可以分為 1 行 16 個字、 2 行 6 個字、 2 行 20 個字等等。這種方式僅僅需要幾個普通的按鍵通過幾個上拉電阻接在單片機(jī)的端口上就能完成鍵盤的操作。 3 器件介紹 單片機(jī)簡介 單片機(jī)，即 單片微型計算機(jī) ， 簡稱單片微機(jī)或單片機(jī)，又稱微控制器。因工藝的限制，單片機(jī)采用雙片形式且功能比較簡單。 MCS – 48 的推出是在工控領(lǐng)域的控索 ，這就是 SCM 的誕生年代， “ 單機(jī)片 ” 一詞即由此而來。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。 。隨著 MCS – 51 系列的廣應(yīng)用，許多電氣廠商競相使用80C51 為內(nèi)核，將許多測控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口 技術(shù)、多通道 A/D 轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路路功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。 AT89S52 單片機(jī) AT89S52 是一種低功耗、高性能的 CMOS8 位微控制器，工作電壓為 ~，具有 8K 可編程的 Flash 存儲器。 AT89S52 單片機(jī)引腳封裝如圖 31 所示 。在單片機(jī)內(nèi)部，它是反相 放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi) 振蕩 器。 (1) 0P 口（ ～ ）（引腳 39～ 32） 0P 口具有 漏極開路 結(jié)構(gòu)，作為輸出端使用時，需要外接上拉電阻，若 作為輸入端使用時，需要先將 “ 1” 寫入端口。 在 接有片外存儲器時， P2 口作為高八位地址總線。當(dāng)單片機(jī)電源電壓達(dá)到單片機(jī)工作電壓、同時單片機(jī)振蕩器正常工作后，該引腳上必須持續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平，才可能實現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回到初始狀態(tài) ]9[ 。 紅外通信基本原理 紅外遙控是單工的紅外通信方式，本設(shè)計的紅外遙控采用以通信方式為基礎(chǔ)的紅外遙控，而且本設(shè)計也使用了紅外 通信技術(shù)，故著重分析紅外通信的基本原理。 紅外線是波長在 750nm 至 1mm 之間的電磁波，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。接收端將接收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號后輸出。 圖 32 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(jī)軟件產(chǎn)生載波，取 T=26us，脈沖寬度 t1=10T=260us，二進(jìn)制數(shù) 0 的脈沖串周期 t2=500us，二進(jìn)制數(shù) 1 的脈沖串周期 t3=1000us。 紅外遙控發(fā)射系統(tǒng) 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、發(fā)射 、 接收 和解調(diào)四 部分，如圖 34 所示。在發(fā)射端要對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以 455kHz247。紅外線通過紅外發(fā)光二極管 (LED)發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管內(nèi)部材料和普通發(fā)光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光 ]11[ 。 +5V R1 R2 單片機(jī)端口 圖 37 射極輸出電路 一體化紅外接收頭紅外信號收發(fā)系統(tǒng)的典型電路如圖 34 所示，紅外接收電路通常被廠家集成在一個元件中，成為一體化紅外接收頭。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。45176。 TL1838 的 輸出波形如圖 39 所示。 LCD1602 的介紹 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。其實物如圖 310 所示。 第 2 腳： CCV 接 +5V 電源。當(dāng)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 VSS VCC V0 RS R/W E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK LCD1602 RS 和 RW 共同為低電 CCV 平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 16 腳： BLK 為地線。高電平表示有效，低電平則無效 ； 指令 4：顯示開關(guān)控制， D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 ； 指 令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C， 高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo) ； 指令 6：功能設(shè)置命令 DL， 高電平時為 4 位 總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F， 低電平時顯示 5x7 的點陣字符，高電 平時顯示 5x10 的點陣字符 （有些模塊是 DL：高電平時為 8 位總線，低電平時為4 位總線 ；） 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 ； 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置 ； 指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收 命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙 ； 指令 10：寫數(shù)據(jù) ； 指令 11：讀數(shù)據(jù) ]13[ 。其引腳封裝圖如圖 312 所示。 這些輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址。 SDA（引腳 5）：串行數(shù)據(jù) /地址總線引腳。 TEST（引腳 7）：測試引腳 /寫保護(hù)。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。 4 硬件設(shè)計 總體方案設(shè)計 此次設(shè)計采用 AT89S52 單片機(jī)作為核心部件，設(shè)計制作紅外遙控電子密 碼鎖。 圖 41 電路整體框圖 電源部分的設(shè)計 因為本設(shè)計單片機(jī)所需工作電壓為 V5? 直流電，所以需要對電源電路進(jìn)行設(shè)計，將 220V 交流電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的 V5? 直流電。因此，一般在整流后，還需要利用濾波電路將脈動的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?。但是由于電容按指?shù)規(guī)律放電，所以當(dāng)2u下降到一定數(shù)值后， cu 的下降速度小于2u的下降速度，使 cu 大于2u從而導(dǎo)致 1D 、 3D 反向偏執(zhí)而變?yōu)榻刂埂? 圖 44 電源部分電路圖 在電子電路及設(shè)備中，一般都需要穩(wěn)定的直流電源供電。 此時的電壓信號不穩(wěn)定， 經(jīng)過電容濾波后數(shù)出穩(wěn)定的 +5V直流電壓。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。開關(guān)復(fù)位要求在電源接通的調(diào)節(jié)下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，如果發(fā)生死機(jī)，用按鈕開關(guān)操作 使 單片機(jī)復(fù)位。通常選擇 C=10～ 30pf， R=1~10 ?K 。 在獨立式鍵盤電路中，各個按鍵都采用了上拉電阻 ， 保證在按鍵斷開時，各 I/O口有確定的高電平。數(shù)據(jù)端口 D0～ D7 分別接在 ～ 口。 圖 47 LCD1602硬件電路圖 密碼保存電路設(shè)計 單片機(jī) 中由于沒有 PROME2 ，因而不能實現(xiàn)密碼更改保存功能。測試引腳 /寫保護(hù)引腳接地線或者懸空。當(dāng)密碼輸入錯誤時，蜂鳴器發(fā)出報警信號，用來提示用戶輸入密碼錯誤。 硬件連接電路如圖 49所示。 圖 410 紅外接收電路圖 紅外發(fā)射電路 紅外發(fā)射電路采用與接收頭配套的紅外光二極管發(fā)射，紅外發(fā)射管的工作電壓為 2V 左右，因而串接一個 電阻用來分壓。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，圖 412 是 5289SAT 內(nèi)部時鐘方式電路。 晶振振蕩器的頻率范圍通常是在 ~12MHz。晶振和電容的安裝要盡可能 的靠近 單片機(jī)，以減小導(dǎo)線間的寄生電容，保證 晶振的穩(wěn)定、可靠的工作 ]18[ 。 5 PROTUES 軟件和 KEIL 軟件的介紹 PROTUES 介紹 PROTUES 軟件介紹 Proteus ISIS 是英國 Lab center 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。目前支持的單片機(jī)類 型有： 68000 系列、 8051系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 PROTUES 軟件開發(fā)流程 運(yùn)行 PROTUES 的 ISIS 程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。 KEIL 軟件開發(fā)流程 工程。 圖 53 配置工程參數(shù) 選中創(chuàng)建 HEX 文件，如圖 54 所示，軟件默認(rèn)的情況下是不創(chuàng)建此文件的，而下載到單片機(jī)的程序需要此文件。在進(jìn)行編譯和鏈接前，需要將創(chuàng)建的源代碼文件添加到工程中，在 Source Group1 處單擊右鍵，即可出現(xiàn)圖 56 所示的窗口 。 圖 57 編譯按鈕 添加文件 成功添加，此處出現(xiàn)對應(yīng)文件 對代碼進(jìn)行編譯 圖 58 為程序編譯窗口。 圖 59 PROGISP 界面 打開 PROGISP 界面后，點擊調(diào)入 Flash 按鈕，會出現(xiàn)如圖 510 所示的界面。單擊 PROGISP 界 面 的“自動”按鈕即可將程序下載到單片