【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1uFC5VCC3OUT1GND2U21838GNDVCCLS1BellGNDVCCGNDK1VCC 圖 23 本機(jī)鍵開(kāi)鎖電路 2． 4 電源部分設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的電源部分使用 LM7805 芯片進(jìn)行穩(wěn)壓后提供單片機(jī) 5V 的電壓。其電源部分電路的設(shè)計(jì)如圖 24所示。 該電源部分電路，使用四個(gè) 1N4004 二極管構(gòu)成整流橋，可以輸入直流或是交流 9V電源，然后再通過(guò) 7805 穩(wěn)定到 5V 供單片機(jī)工作。固定式三端穩(wěn)壓電源 7805 是由輸出腳 Vo，輸入腳 Vi和接地腳 GND 組成，它的穩(wěn)壓 值為 +5V，它屬于 LM78XX 系列的穩(wěn)壓器，輸入端接電容可以進(jìn)一步的濾波，輸出端也要接電容可以改善負(fù)載的瞬間影響，電路的穩(wěn)定性也比較好。 菏澤 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 24 紅外遙控密碼電源部分的電路原理圖 2． 5 編碼解碼電路 PT2262和 PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一對(duì) COMS專(zhuān)用編碼解碼芯片。本系統(tǒng)采用這對(duì)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵值的編碼與解碼。 PT2262和 PT2272的振蕩頻率都是通過(guò)一個(gè)外接電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)。 PT2262 介紹 PT2262最大可以具有 12個(gè)地址位，它的數(shù)據(jù)位最大可以有 6個(gè)。每一個(gè)地址位可以有接地 ，接電源，懸空三種狀態(tài)。每個(gè)數(shù)據(jù)位可以有接地，接高兩種狀態(tài)。 PT2262就是將地址位和數(shù)據(jù)位的狀態(tài)進(jìn)行編碼然后輸出相應(yīng)的編碼信號(hào)。 PT2262能夠滿(mǎn)足兩種工作方式 :射頻工作方式 (RF)和紅外線(xiàn)工作方式 (IR)。由于在整個(gè)系統(tǒng)的遙控方式上我選用的射頻的工作方式，下面詳細(xì)介紹 PT2262的射頻工作方式。編碼芯片 PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由 :地址碼，數(shù)據(jù)碼，同步碼組成一個(gè)完整的碼字。 位碼是編碼波形的基本單位，可以分為 AD位 (地址，數(shù)據(jù) )和 SYNC位 (同步 )。根據(jù)相應(yīng)端子電平的低，高，或者懸空狀態(tài)， AD位可分別 置為“ 0”，“ l”或“ f”，每位波形由兩個(gè)脈沖周期構(gòu)成，每個(gè)脈沖周期含 16個(gè)時(shí)鐘周期。 PT2262芯片引腳如圖 25 圖 25 PT2262 引腳 說(shuō)明： AOA5：三態(tài)地址位； A6/D5All/DO：三態(tài)地 址位或二態(tài)數(shù)據(jù)位； T\1\：發(fā)射使能位； OSC1OSC2：內(nèi)部振蕩外接位； DOUT:數(shù)據(jù)輸出位； Vcc：電源正極； Vss：電源負(fù)極。 單電阻振蕩器 A0 A1 A21 A3 A4 A5 A6/D5 A7/D4 Vss Vcc DOUT OSC2 OSC1 T\1\ A11/D0 A10/D1 A9/D2 A8/D3 D11N4004D21N4004D31N4004D41N4004104C2104C4470u/16vC3470u/16vC1T1220V/5VVin VoutGNDU1LM7805VCCGND紅外遙控防盜電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與制作 9 PT2262,PT2272都內(nèi)置的振蕩回路。通過(guò)在 OSC1和 OSC2端外接一個(gè)振蕩電阻可構(gòu)成一個(gè)精確的振蕩器。為了確保 PT2272能正確地對(duì)接收到的波形解碼，要求 PT2272的振蕩頻率必須是 PT2262的發(fā)射頻率的 8倍。常用的振蕩電阻配對(duì)如表 21： 表 21 振蕩電阻配對(duì)表 PT2262 PT2272 820kΩ * β 80kΩ * 200kΩ ** 說(shuō)明： *一表示 PT2272的電源電壓為 5V15V **一表示 PT2272的電源電壓為 3V15V 這就意味著當(dāng) PT2272的工作電壓低于 5V時(shí)，只能選用較小的振蕩電阻值。在本系統(tǒng)中，由于用 4節(jié) 5號(hào)干電池供電， 4節(jié)電池標(biāo)準(zhǔn)電壓只 為 6V，在系統(tǒng)工作一段時(shí)間后整個(gè)系統(tǒng)的工作電壓就會(huì)低于 5V，所以我選用 PT2272為 200K和 PT2262為 ，用以保證系統(tǒng)在電壓低于 5V時(shí)，系統(tǒng)依然能夠工作。 PT2272 介紹 PT2272是與 PT2262配對(duì)使用的一塊遙控解碼專(zhuān)用集成電路。采用 COMS工藝制造，它最大擁有 12位的三 態(tài)地址管腳，可支持多個(gè)地址的編碼。因此極大地減少了碼的沖突和非法對(duì)編碼進(jìn)行掃描以使匹配的可能性。 PT2272芯片引腳如圖 26： 圖 26 PT2272L4引腳 說(shuō)明： AOA7:三態(tài)地址位； DOD3:三態(tài)地址位或二態(tài)數(shù)據(jù)位； DIN:解碼信號(hào)輸入；OSC1OSC2:內(nèi)部振蕩外接位； VT：有效傳輸確認(rèn)； VCC:電源正極； Vss:電源負(fù)極； 由于 PT2262必須與解碼芯片 PT2272配對(duì)使用，而市場(chǎng)上大量的 PT2272都是 4個(gè)數(shù)據(jù)位的，所以我們選用 4個(gè)數(shù)據(jù)位的設(shè)計(jì)。 PT2272的操作流程 ： A0 A1 A21 A3 A4 A5 A6/D5 A7/D4 Vss Vcc DOUT OSC2 OSC1 T\1\ A11/D0 A10/D1 A9/D2 A8/D3 菏澤 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 27 PT2272上電工作流程圖 上電后 PT2272進(jìn)入待機(jī)模式，檢查是否有接收信號(hào)，如無(wú)接收信號(hào)，仍停留在待機(jī)狀態(tài)。否則 在收到信號(hào)后，進(jìn)行接收，碼地址與設(shè)置的碼地址進(jìn)行比較。當(dāng)接收地址與設(shè)置地址相互匹配時(shí)，數(shù)據(jù)存于寄存器中。當(dāng)檢查到連續(xù)兩幀的碼地址都匹配，且數(shù)據(jù)都一致時(shí)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端有輸出，并且驅(qū)動(dòng) VT輸出。當(dāng)聯(lián)系兩幀的碼地址不匹配時(shí)，VT不會(huì)被驅(qū)動(dòng)，對(duì)于瞬態(tài)輸出型來(lái)說(shuō)，輸出數(shù)據(jù)復(fù)位，而對(duì)鎖存型的輸出，則輸出數(shù)據(jù)上電 待機(jī)模式 有信號(hào)輸入？ 碼地址匹配？ 碼地址匹配？ 驅(qū)動(dòng) VT 碼地址繼續(xù)匹配？ 碼地址繼續(xù)匹配？ 不驅(qū)動(dòng) VT 否 否 否 否 是 是 是 是 否 紅外遙控防盜電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與制作 11 維持。 2． 6 密碼存儲(chǔ)部分的電路設(shè)計(jì) 為了保存用戶(hù)設(shè)置的密碼，該系統(tǒng)使用 AT24C02 用來(lái)保存用戶(hù)設(shè)置的密碼， 電路原理圖如圖 28所示。單片機(jī) AT89S52 的 AT24C02的 SCLK 口作為它的串行移 位時(shí) ，AT89S52 的 AT24C04 的 SDA 口作為它的串行數(shù)據(jù)或地址輸入輸出。 該電路要注意的是 SCL、 SDA 必須加上一上拉電阻，阻值為 10k。 10KR1010KR11SDA5SCL6WP7A01A12A23IC3AT24C02GNDGNDVCC 圖 28 AT24C02 電路原理圖 紅外遙控器（鑰匙）的用戶(hù)名（鑰匙身份）和密碼存放在 AT24C02 中，當(dāng)需要更改或讀取用戶(hù)名和密碼時(shí)，只需對(duì) AT24C02 里的數(shù)據(jù)更改或讀取。 AT24C02 芯片介紹： (1)在介紹 AT24C02 前，先介紹一下 I2C總線(xiàn)。 I2C總線(xiàn)使用兩根信號(hào)線(xiàn)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，一根是串行數(shù)據(jù)線(xiàn) (SDA)，另一根是串行時(shí)鐘線(xiàn) (SCL)。它允許若干兼容器件共享總線(xiàn)?？偩€(xiàn)上所有器件要依靠 SDA 發(fā)送的地址信號(hào)尋址，不需要片選線(xiàn)。任何時(shí)刻總線(xiàn)只能由一個(gè)主器件控制，各從器件在總線(xiàn)空閑時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送，由 I2C 總線(xiàn)仲裁來(lái)決定哪個(gè)主器件控制總線(xiàn)。 I2C總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罡咚俾蕿?400kbps，標(biāo)準(zhǔn)速率為 100kbps。 SDA 與 SCL 為雙向I/O線(xiàn)，都是開(kāi)漏極端 (輸出 1時(shí)，為高阻抗?fàn)顟B(tài) )。因此 I2C 總線(xiàn)上的所有設(shè)備的 SDA、SCL引腳都要外接上拉電阻。 I2C總線(xiàn)的協(xié)議如下： a) 只有在總線(xiàn)非忙時(shí)才被允許進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 b) 在數(shù)據(jù)傳送時(shí)，當(dāng)時(shí)鐘線(xiàn)為高 電平，數(shù)據(jù)線(xiàn)必須為固定狀態(tài)，不允許有跳變。時(shí)鐘線(xiàn)為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線(xiàn)的任何電平變化將被當(dāng)作總線(xiàn)的啟動(dòng)或停止條件。 （ 2） AT24C02 芯片介紹。 AT24C02 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的 I2C 串行 E2PROM。它為可用電擦除、可編程只讀存儲(chǔ)器，自定時(shí)寫(xiě)周期，包括自動(dòng)擦除時(shí)間不超過(guò) 10ms，典型時(shí)間為 5ms。芯片 至 6V 的工作電壓，可擦寫(xiě) 100 萬(wàn)次，數(shù)據(jù)保存可長(zhǎng)達(dá) 100 年，提供 8 腳 DIP 和 SOIC 封裝。 AT24C02 允許在一個(gè)寫(xiě)周期內(nèi)同時(shí)對(duì) 1 字節(jié)到 1 頁(yè)的若干字節(jié)進(jìn)行編程寫(xiě)入，一頁(yè)的大小取決于芯片內(nèi)寄存器的 大小。 ： 菏澤 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 WP：寫(xiě)保護(hù)。將該管腳接 VCC， E2PROM 就實(shí)現(xiàn)寫(xiě)保護(hù)（只讀）。將該管腳接地或懸空，可以對(duì)器件進(jìn)行讀寫(xiě)操作。 SCL：串行時(shí)鐘腳串行輸入輸出數(shù)據(jù)時(shí)，該腳用于輸入時(shí)鐘。 SDA：串行數(shù)據(jù) /地址輸入腳雙向串行數(shù)據(jù) /地址腳，用來(lái)輸入輸出數(shù)據(jù)。該腳為射（漏）極開(kāi)路輸出，需接上拉電阻。 A0A1A2：片選或頁(yè)選地址輸入。用于芯片尋址。 AT24C02 內(nèi)部無(wú)連接。 ： 主器件在發(fā)送啟動(dòng)命令后開(kāi)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。接下來(lái)的 3 位（見(jiàn)圖 29）用來(lái)定義存儲(chǔ)器的地址，對(duì)于AT24C02 位無(wú)意義。最后一位為讀寫(xiě)控制位。 “1” 表示讀操作， “0” 表示寫(xiě)操作。 圖 29 AT24C02 從器件尋址 每次數(shù)據(jù)傳送成功后，接收器件發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。當(dāng)?shù)诰艂€(gè)時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，接收器件將 SDA 下拉為低，通知已經(jīng)接收到 8 位數(shù)據(jù)。 2． 7 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到防盜而設(shè)計(jì)了報(bào)警電路 如圖 210，由蜂鳴器發(fā)聲進(jìn)行報(bào)警，蜂鳴器接在 CPU 的引腳 上，通過(guò) PNP 型三極管做電流放大，因此可以通 過(guò)單片機(jī)控制蜂鳴器的頻率及蜂鳴時(shí)間。當(dāng)輸入錯(cuò)誤的密碼進(jìn)行開(kāi)鎖時(shí)，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，由 口輸出低電平使得 PNP 型三極管導(dǎo)通，蜂鳴器兩端加電，由蜂鳴器發(fā)出 1 秒的報(bào)警聲，當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯(cuò)誤時(shí)，則系統(tǒng)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間報(bào)警，此舉為了防止別人非法試探開(kāi)鎖。 P101P112P123P134P145P156P167P178INT113INT012T014T115EA/VP31X218X119RESET9WR16RD17GND20VCC40PSEN29ALE/P30RXD10TXD11P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728U18051K1LS1BellQ12N3904R26470R283kR27470Q22N3904D1LED120pFC3Cap20pFC4CapR3010kS24SWPB12Y112MVCCGNDVCCGNDGNDGNDVCCC720uF 圖 210 報(bào)警電路 2． 8 本機(jī)處理與遙控處理功能選擇 1 0 1 0 X X X R/W 紅外遙控防盜電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與制作 13 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)自鎖按鍵用來(lái)選擇本機(jī)處理或者遙控處理，在設(shè)置密碼時(shí)一定要處于本機(jī)處理狀態(tài)下，而開(kāi)鎖則可以選擇遙控開(kāi)鎖也可以選擇本機(jī)開(kāi)鎖，當(dāng)此按鍵按下時(shí)，紅燈亮表示選擇了本機(jī)處理，此時(shí)可以設(shè)置密碼，修改密碼 ，也可以本機(jī)開(kāi)鎖，而不能遙控開(kāi)鎖；當(dāng)此開(kāi)關(guān)沒(méi)按下時(shí)，紅燈滅選擇遙控開(kāi)鎖，此時(shí)可以通過(guò)遙控器輸入密碼進(jìn)行開(kāi)鎖，在遙控開(kāi)鎖時(shí)不能進(jìn)行本機(jī)開(kāi)鎖以及設(shè)置密碼。 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，它具有充分的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求而變化。在硬件結(jié)構(gòu)一定的情況下，只要改變軟件就能實(shí)現(xiàn)一些不同的功能。單片機(jī)所具有的智能功能要由軟件來(lái)完成。在本系統(tǒng)中，軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，將遙控接收器所要完成的功能分別編寫(xiě)和調(diào)試。所有模塊調(diào)試成功以后，將各個(gè)模塊連接構(gòu)成單片機(jī)軟件系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)有利于程序代碼的 優(yōu)化，而且便于設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)。對(duì)于 51系列單片機(jī)，現(xiàn)有四種語(yǔ)言支持，即匯編、 PL/M,C 和 BASIC。 BASIC 通常附在 PC 機(jī)上，是初學(xué)編程的第一種語(yǔ)言。一個(gè)新變量名定義之后可在程序中作變量使用，非常易學(xué)，根據(jù)解釋的行可以找到錯(cuò)誤而不是當(dāng)程序執(zhí)行完才能顯現(xiàn)出來(lái)。 BASIC 由于逐行解釋自然很慢，每一行必須在執(zhí)行時(shí)轉(zhuǎn)換成機(jī)器代碼，需要花費(fèi)許多時(shí)間不能做到實(shí)時(shí)性。BASIC 為簡(jiǎn)化使用變量，所有變量都用浮點(diǎn)值。 BASIC 是