【導(dǎo)讀】核準(zhǔn)通過，歸檔資料。未經(jīng)允許，請(qǐng)勿外傳！傳統(tǒng)的機(jī)械防盜鎖構(gòu)造過于簡(jiǎn)單，盡管。有些經(jīng)過加固以及增加相應(yīng)的防護(hù)措施，但是鎖被撬現(xiàn)象屢見不鮮，無法保障人們的安全。設(shè)計(jì)中制作的一種密碼鎖，具有很好的保密性。另外，此處采用的是雙控模式，即使用鍵盤控制。操作中的提示語用LCD來顯示。密碼由六位0到9的數(shù)字夠成，加。大保密強(qiáng)度，此外，本設(shè)計(jì)中采用的AT24c02具有防止掉電丟失數(shù)據(jù)的作用。

　　

【正文】 ................................................................................. 1 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 .............................................................................................................. 2 總體方案 ........................................................................................................... 2 系統(tǒng)框圖 ........................................................................................................... 2 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................................................... 3 LCD 顯示電路設(shè)計(jì) ............................................................................................ 4 矩陣鍵盤電路設(shè)計(jì) ........................................................................................... 5 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 5 紅外發(fā)送接收電路設(shè)計(jì) .................................................................................... 5 模擬鎖與報(bào)警電路設(shè)計(jì) ................................................................................... 5 系統(tǒng) PCB 設(shè)計(jì) .................................................................................................... 6 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 7 程序設(shè)計(jì)思路 ................................................................................................. 12 算法與流程圖 ................................................................................................. 13 5 系統(tǒng)仿真與硬件調(diào)試 ................................................................................................ 14 系統(tǒng)仿真和調(diào)試方案 ...................................................................................... 14 系統(tǒng)硬件調(diào)試 ................................................................................................. 16 調(diào)試結(jié)果 ......................................................................................................... 17 6 總結(jié)與展望 ................................................................................................................ 17 致謝 ................................................................................................................................ 17 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 18 附錄 ................................................................................................................................ 18 1．元器件清單 ....................................................................................................... 18 2．源程序 ............................................................................................................... 18 基于 51 單片機(jī)的紅外遙控 密碼鎖 1 1 引言 研究背景與意義 我們知道當(dāng)某一個(gè)公司研發(fā)一些新產(chǎn)品時(shí)都會(huì)特別重視其資料的安全問題，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的當(dāng)下，新研發(fā)的產(chǎn)品資料，科研項(xiàng)目，以及單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表，個(gè)人資料 等等，都是特別保護(hù)的對(duì)象，萬一泄露 將直接關(guān)系到一個(gè)企業(yè)的存亡。再從我們身邊來說，家庭住房多采用一般的機(jī)械鎖。這樣不僅不安全，而且，每天都要帶鑰匙很不方便。若不慎丟失鑰匙更會(huì)產(chǎn)生事倍功半的效果。本次設(shè)計(jì)的密碼鎖將 滿足人們 的要求。 在科技高速發(fā)展的今天，非接觸式控制越來越受大家歡迎，利用紅外遙控，方便又安全。另外，紅外線不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，反應(yīng)速度迅速、工作穩(wěn)定度高等特點(diǎn)。而在工業(yè)制造中，在高壓、輻射、腐蝕等惡劣環(huán)境下，采用紅外遙控能夠很好地隔離這些干擾。在本次設(shè)計(jì)中，為了更加方便操作，除了采用矩陣鍵盤對(duì)密碼鎖進(jìn)行控制外，還可以用遙控器進(jìn)行控制， 以達(dá)到雙控的目的。 研究現(xiàn)狀 目前大部分的家庭用鎖采用的都是機(jī)械式的，一種鑰匙對(duì)應(yīng)一把鎖，但鑰匙可復(fù)制，這無疑給人們的安全帶來極大威脅。另外，其最大的缺點(diǎn)是利用簡(jiǎn)單工具就能很容易地把鎖撬開。加深了人們的安全隱患。針對(duì)這種情況，本次設(shè)計(jì)制作了一種紅外遙控密碼鎖，遙控器型號(hào)很常見，應(yīng)用及為廣泛，若突然摔壞或丟失即可到商店購買。由于本設(shè)計(jì)采用的存儲(chǔ)器可防止斷電數(shù)據(jù)丟失，因此更換遙控器或在整個(gè)電路斷電又重啟的情況下密碼仍為先前設(shè)定值，具有很好的保密性。 此外，密碼共有六位，每位由 0 到 9，十個(gè)數(shù)字構(gòu)成，因此 可設(shè)定 106種密碼，提高密保安全。然而，一般設(shè)備都采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，此類電路雖然制作簡(jiǎn)單，但由于某些特定功能的限制，例如編碼解碼等協(xié)議限制，只適用于專用的電器產(chǎn)品，配套性強(qiáng)，應(yīng)用范圍也因此受到限制。 研究?jī)?nèi)容 主要的設(shè)計(jì)實(shí)施過程： 本次設(shè)計(jì) 選用 ATMEL 公司的 單片機(jī) AT89C51， 用于控制的 LCD 等 。第二步，使用 Altium Designer 6 完成 原理圖，并設(shè)計(jì) PCB 圖完成人工布線。 并腐蝕電路板。 第三步， 在 Keil uVision4 軟件 中用 C 語言 進(jìn)行編程，外加仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行修改 ，調(diào)試。第四部，結(jié)合軟、硬件對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試。最后 完成本次設(shè)計(jì)。 基于 51 單片機(jī)的紅外遙控 密碼鎖 2 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 總體方案 方案一： 采用矩陣按鍵，通過單片機(jī)將字符送到數(shù)碼管顯示，另外，密碼鎖部分用電磁繼電器來進(jìn)行模擬。 存儲(chǔ)密碼為防止斷電丟失，用存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)。報(bào)警部分采用比較常用的蜂鳴器，外圍驅(qū)動(dòng)電路較簡(jiǎn)單。 方案二： 同樣采用矩陣鍵盤，考慮到需要顯示多個(gè)字符的問題，此時(shí)采用液晶顯示LCD1602。此處的模擬鎖用發(fā)光二極管來代替。用存儲(chǔ)器 AT24c02 來存儲(chǔ)密碼，報(bào)警部分依然采用蜂鳴器。 通過兩個(gè)方案的比較綜合，考慮到外 圍設(shè)備，成本等問題，本次設(shè)計(jì)將采用第二種方案。 硬件方面解決單片機(jī)與外圍電路的 設(shè)計(jì) ， 主控模塊采用方案二來進(jìn)行設(shè)計(jì)，另外用遙控器作為發(fā)送端的同時(shí)，應(yīng)在主控模塊加上接收模塊，對(duì)遙控器發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行接收，解碼等處理。由于鍵碼值由商家提供，因此只需將每個(gè)鍵碼值賦予特定的功能，以此來控制密碼鎖的開關(guān)，改密等，并送到 LCD1602 上顯示。另外，還有單片機(jī)最小系統(tǒng)。 軟件方面，首先是按鍵掃描問題，如何判斷哪一個(gè)按鍵按下，如何讓其并以何種形式顯示到 LCD1602 上，這里就要考慮到 1602 的顯示，地址寫入等問題。紅外的控制是 本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，遙控器是以紅外波的方式將特定的信號(hào)送給紅外接收頭。由于本設(shè)計(jì)采用的遙控器比較普遍，因此編碼解碼問題可以很容易查閱到。 系統(tǒng)框圖 本文所設(shè)計(jì)的 作品 系統(tǒng)由 AT89S51 單片機(jī)及其最小系統(tǒng)、 矩陣鍵盤、 紅外接收頭、遙控器 、蜂鳴器、 模擬 鎖、 LCD1602 液晶顯示等部分組成。其 系統(tǒng)框架圖 如圖 1 所示 基于 51 單片機(jī)的紅外遙控 密碼鎖 3 圖 1 總體系統(tǒng)框架圖 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本 次 設(shè)計(jì)的單片機(jī)采用 ATMEL 公司推出的 AT89S51 系列單片機(jī)。 最小系統(tǒng)包括上電復(fù)位電路和晶振電路 【 1】 【 2】 。 上電復(fù)位電路 結(jié)構(gòu)如圖 2 中 R1,R2， C3 和 R1和 R2 分別為 1K和 10K。通過手動(dòng)來進(jìn)行復(fù)位 。 圖 2 上電復(fù)位電路 晶振 電 路 結(jié)構(gòu)如圖 3 中 Y1,C1, 12MHz 頻率的石英晶體 ,補(bǔ)償電容采用 30pF 左右的瓷片電容 . 紅 外 發(fā) 射 器 晶振電路 紅外接收頭 上鍵復(fù)位 紅 外 發(fā) 射 器 51 單 片 機(jī) LCD 模擬鎖 蜂鳴器 4*4 按鍵 基于 51 單片機(jī)的紅外遙控 密碼鎖 4 圖 3 晶振電路 LCD 顯示電路設(shè)計(jì) 從設(shè)計(jì)成本來考慮，顯示電路部分首先會(huì)想到用數(shù)碼管，但由于一個(gè)數(shù)碼管只可以顯示一個(gè)字符，例如本次設(shè)計(jì)中，進(jìn)入界面要顯示 wele，輸入密碼是也要提示input code 等等，就要用到 10 多個(gè)數(shù)碼管。 此外，每個(gè)數(shù)碼管的位選端必須要通過單片機(jī)的 IO 口進(jìn)行控制，這就要占用多個(gè) IO 口，且在 PCB 板中進(jìn)行手動(dòng)布線時(shí)會(huì)很復(fù)雜。因此這次設(shè)計(jì)中，采用 LCD1602。 由于采用的 LCD1602 是 16 2 兩行顯示。 第一行顯示提示內(nèi)容，第二行顯示鍵入的數(shù)值。 LCD1602 具有很高的性價(jià)比，且應(yīng)用很廣泛。另外本設(shè)計(jì)使用插針將 1602接到電路中，若 1602 出現(xiàn)故障更換方便。 1602 外觀如下圖 4 所示： 圖 4 LCD1602 管腳圖 LCD1602 在電路中的連接方式，如下圖所示： 基于 51 單片機(jī)的紅外遙控 密碼鎖 5 圖 5 LCD 硬件連接圖 矩陣鍵盤電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)要運(yùn)用按鍵來控制，這時(shí)會(huì)想到有 獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤 兩種連接方式，其中， 獨(dú)立鍵盤 需要使用多個(gè) IO 口， 由于本次設(shè)計(jì)要用到 16 個(gè)按鍵，因此若用獨(dú)立按鍵 會(huì)極大降低 IO 口的利用率。 因此， 本次實(shí)驗(yàn)采用的是 4 4 矩陣鍵盤， 電路連接比較復(fù)雜，但同時(shí)提高了 IO口的利用率。如下圖所示， 16 個(gè)按鍵上分別實(shí)現(xiàn)不同功能，其中輸入數(shù) 字鍵： 0、 9；以及相應(yīng)的功能鍵。鍵盤的每個(gè)按鍵