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畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于at89c52單片機(jī)的自動(dòng)告警密碼鎖的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-06-14 16:55本頁(yè)面
  

【正文】 J04E 采用條狀鍍金電感及優(yōu)化電路,無(wú)需外接天線,接收靈敏度優(yōu)于 J04C,采用一定硬度的鍍金電感調(diào)整接收頻點(diǎn)比采用微調(diào)電容調(diào)頻率的接收電路性能穩(wěn)定,即 使強(qiáng)烈振動(dòng)也不用擔(dān)心頻點(diǎn)偏離, J04E 具有較寬的接收帶寬,出廠時(shí)已調(diào)在 315M,與 F05 配套基本免調(diào)試,只要電源饋電及引線沒(méi)有太大分布參數(shù)即可處于正常接收狀態(tài),鍍金電感約有177。 在介紹了 PT2272 之后,在此要對(duì) J04E 信號(hào)接收裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。 D0D3輸出與無(wú)線電發(fā)射系統(tǒng)所發(fā)射的相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)信息給單片機(jī)電路,由單片機(jī)控制相應(yīng)的開(kāi)關(guān)電路動(dòng)作。 PT2272 的A0A7 端是芯片的地址碼設(shè)置端口,只有接收端的地址碼和發(fā)射端的地址碼設(shè)置完全相同,輸出端才有輸出信號(hào)。 芯片 PT2272 是與前面采用的編碼芯片 PT2262 對(duì)應(yīng)的解碼芯片。 VT: 輸出端,接收有效信號(hào)時(shí), VT 端由低電平變?yōu)楦唠娖健? Din: 脈沖編碼信號(hào)輸入端。要求與 PT2262 設(shè)定的狀態(tài)一致。 J04E 具有較寬的接收帶寬,極低功耗,可長(zhǎng)期處于守機(jī)狀態(tài)。接收控制系統(tǒng)主要完成的功能是首先對(duì)接收進(jìn)來(lái)的信號(hào)解調(diào)后進(jìn)行解碼,解碼后的數(shù)據(jù)送單片機(jī),由單片機(jī)根據(jù)此數(shù)據(jù)去控制相應(yīng)的開(kāi)關(guān)進(jìn)行動(dòng)作。 19 方案二:采用 J04E 模塊和 PT2272 編 碼芯片組合來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控的接收部分。 MC145027 先接收 5 個(gè)地址碼,如果與本地址碼一致,則再接收 4 位數(shù)據(jù)并緩存與內(nèi)部,當(dāng)?shù)诙谓邮盏?5個(gè)地址碼仍然與本地址碼一致,再次接收的 4位數(shù)據(jù)與前次收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,如果兩次數(shù)據(jù)一致,則受 Vt作用將數(shù)據(jù)傳送到輸出數(shù)據(jù)鎖存器。 此種方案要求編碼器和解碼器在配合使用時(shí)要求兩者的時(shí)鐘一致, MC145027 工作時(shí),外部數(shù)據(jù)從 DI 輸入,當(dāng) A1— A5 與編碼器相關(guān)位送來(lái)的地 址數(shù)據(jù)相同時(shí), Vt電平由低變高,開(kāi)始接收編碼器送來(lái)的數(shù)據(jù),再由 D0— D3 輸出,以控制相應(yīng)的裝置。 R C2時(shí)間常數(shù)應(yīng)為編碼器時(shí)鐘周期的 倍。 R C1時(shí)間常數(shù)應(yīng)為 MC145026 編碼器時(shí)鐘周期的 倍。下面是其各引腳的功能: DATA IN:編碼數(shù)據(jù)輸入端 D0— D3:對(duì)應(yīng) MC145026 的 D5— D8 腳發(fā)出的二進(jìn)制數(shù)據(jù),并且只辨認(rèn)二進(jìn)制數(shù)據(jù),當(dāng) MC145026 的對(duì)應(yīng) 4個(gè)引腳處在“開(kāi)路”狀態(tài)時(shí), MC145027 解碼為“ 1”態(tài)電平。 接收模塊 TDC1809 是與 前面介紹的 TDC1808 配對(duì)的無(wú)線電接收 模塊,其外形圖如下: 圖 TDC1809 外形引腳圖 其各引腳功能為 : 18 Vcc: 電源正極端,工作電壓為 3— 12V Vss:電源負(fù)極端,通常接地 Data:數(shù)據(jù)輸出端,一般與編碼芯片的數(shù)據(jù)輸入端連接 解碼芯片 MC145027 是 與前面所介紹的 MC145026 對(duì)應(yīng)的一組編碼解碼芯片。同時(shí),也簡(jiǎn)單 介紹一下 MC1045207 與 TDC10889 的配套方案。 遙控接收模塊 之前,在遙控發(fā)射模塊中介紹了兩種功能相差不大的方案,因?yàn)檫b控的發(fā)射和接收是兩個(gè)對(duì)應(yīng)的模塊,所以在這節(jié)也同樣有兩個(gè)方案。如采用 CPU 編譯碼可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾,若是通用編解碼器,可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于 10ms。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近 F05 的實(shí)際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果, FO5C 對(duì)過(guò)寬的調(diào)制信號(hào)易引起調(diào)制效率下降,收發(fā)距離變近。 F05C具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性,當(dāng)發(fā)射電壓為 3V 時(shí),發(fā)射電流約 2mA,發(fā)射功率較小, 12V 為最佳工作電壓,具有較好的發(fā)射效果,發(fā)射電流約 58mA,大于 l2V 直流功耗增大,有效發(fā)射功率不再明顯提高。 F05C 如下圖所示: 圖 F05C引腳圖 F05C 是無(wú)線電發(fā)射電路中一種新型的發(fā)射模塊, 它具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性,內(nèi)含隔離調(diào)制電路消除對(duì)射頻電路的影響,信號(hào)直接耦合,性能穩(wěn)定。 15 和 16 腳間連一振蕩電阻,做與 PT2272 的匹配電阻用, 17腳作為數(shù)據(jù)輸出端連接到無(wú)線發(fā)射模塊 F05C 的 2 腳。 Dout 輸出的編碼信號(hào)是調(diào)制在 38kHz 載波上的, OSCOSC2 外接的電阻決定載頻頻率,一般電阻可在 430k— 470k 之間選擇即可。由各地址、數(shù)據(jù)的不同接腳狀態(tài)決定, 要使解碼芯片 PT2272 能夠正常地接收并解碼信號(hào)產(chǎn)生輸出就必須使其地址位的狀態(tài)與編碼芯片 PT2262 的地址狀態(tài)完全相同,也就是說(shuō),只要解碼芯片 PT2262 和編碼芯片 PT2272 的地址位同時(shí)接地,接高電平或懸空,那么解碼芯片就會(huì)有數(shù)據(jù)輸出。PT2262/2272 是一對(duì)帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的紅外遙控發(fā)射 /接收芯片。如果 TE 保持低電平,則繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)字,發(fā)送的波形與時(shí)序圖如下: 15 圖 MC145026的編碼波形 不管 TE在何時(shí)有低電平變?yōu)楦唠娖剑幋a的發(fā)送工作均必須等到當(dāng)前發(fā)送周期結(jié)束以后才能停止。 R, C, Rs外接電阻電容決定其內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器的振蕩頻率。利用不同的組合與 MC145027 配對(duì)可以有不同的編碼。 A0/D0— A8/D8:地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用,編碼后有數(shù)據(jù)輸出端輸出。 Vss:電源負(fù)極端,通常接地。 TE:發(fā)送控制端,該腳為低電平時(shí)有效,編碼器開(kāi)始發(fā)送編碼,平常由上拉電阻保持該腳為高電平。數(shù)據(jù)選擇與緩沖電路將電路的并行碼變?yōu)榇写a并輸出。時(shí)鐘振蕩器及分頻器向整個(gè)編碼器提供基準(zhǔn)時(shí)鐘,以協(xié)調(diào)各部分的工作。其外形引腳圖如下: 圖 TDC1808外形引腳圖 TDC1808 個(gè)引腳 功能為: Vcc:電源正極端,工作電壓為 3— 12V Vss:電源負(fù)極端,通常接地 Data:數(shù)據(jù)輸入端,一般與編碼器的數(shù)據(jù)輸出端相連 第 4 腳:因?yàn)槭菬o(wú)線發(fā)射,所以該腳可有可無(wú),是信號(hào)發(fā)射端 發(fā)射頭 TDC1808 采用 的是 250MHz 超高頻, 因此 具有很高的抗干擾能力 。另外 TDCl808 在使用時(shí)還具有 A、 B 兩種連接方法:無(wú)調(diào)制的信號(hào)或外接各種調(diào)制信號(hào)發(fā)射,例如:音頻調(diào)制或數(shù)碼調(diào)制等。 TDC1808 和后面要介紹的 TDC1809 是一對(duì) 應(yīng)用頻率范圍很廣 的 遙控發(fā)射 和 接收 芯片 。 13 遙控發(fā)射模塊 此次設(shè)計(jì)中遙控發(fā)射及接收是最主要的兩個(gè)模塊,因此在這對(duì)兩個(gè)模塊方案的選取,也是完成設(shè)計(jì)不可缺少的一部分。若頻率為 12MHz,可以保證可靠的上電復(fù)位。所需高電平時(shí)間的長(zhǎng)短與 Vcc 上升時(shí)間和振蕩器起振時(shí)間有關(guān)。在上電的瞬間,電容兩端電壓不能突變,倒向器輸入端為低電平, RESET 保持高電平,隨之+ 5V通過(guò)電阻 R1給電容充電,倒向器輸入端逐漸上升為高電平,輸出為低電平。單片機(jī)通常采用上電復(fù)位方式和開(kāi)關(guān)復(fù)位兩種方式,其電路如圖 所示 圖 復(fù)位電路 在 RST復(fù)位端接 74LS04反向器。另外,該引腳還具有復(fù)用功能,只要將 Vpd 接 +5V 備用電源,一旦 Vcc電位突然下降或斷電,能保護(hù)片內(nèi) RAM 中的信息不會(huì)丟失,復(fù)電后能夠正常工 作。但初始值不影響片內(nèi) RAM狀態(tài),只要該引腳保持高電平, MCS51 將循環(huán)復(fù)位。 圖 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 RST/Vpd:?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位信號(hào)引腳 時(shí)鐘電路工作后,在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平,芯片內(nèi)部進(jìn)行初始復(fù)位,復(fù)位后片內(nèi)寄存器狀態(tài)是一定的。 C C4的大小對(duì)振蕩頻率有微小的影響,本系統(tǒng)采用的是 20p F。 XTAL2 輸一個(gè)正弦波。 如下圖 所示 ,片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生電路。最小系統(tǒng)中的時(shí)鐘電路就是單片機(jī)的心臟,單片機(jī)的所有操作均在時(shí)鐘脈沖的同步下進(jìn)行,時(shí)鐘電路控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。用于產(chǎn)生這個(gè)時(shí)間的電路就是時(shí)鐘電路。 圖 單片機(jī) AT89C52引腳圖 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路 就是產(chǎn)生 像 時(shí)鐘 一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。在選定單片機(jī)以后,即可對(duì)其他各模塊的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。 AT89C52 單片機(jī)是一種低功耗、高性能的 8 位 CMOS單片機(jī),它內(nèi)部集成了 8KB的 flash程序存儲(chǔ)器,這種 flash存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除,使程序的 調(diào)試非常方便。在本次設(shè)計(jì)中, 8位的單片機(jī)就能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。另外,單片機(jī) 內(nèi)部功能強(qiáng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用靈活,系統(tǒng)擴(kuò)展方便,這也使應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單,且性能價(jià)格比高,容易產(chǎn)品化。 按鍵 編碼電路 無(wú)線發(fā)射裝置 鍵盤(pán)輸入 輸出顯示 驅(qū)動(dòng)輸出 微處理器 遙控接收裝置 解碼電路 E2PROM 存儲(chǔ)器 9 3 硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 電子密碼鎖大多采用單片機(jī)作為中央處理器,單片機(jī)體積小卻包含了計(jì)算機(jī)的基本功能部件,能夠滿足很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ布δ艿幕疽蟆? 遙控部分的工作原理如下:默認(rèn)狀態(tài) CPU 處于掉電狀態(tài),遙控接收模塊和 PT2272一直處于工作狀態(tài),當(dāng)遙控接收模塊接收到已調(diào)信號(hào),經(jīng)過(guò)解調(diào)還原成原來(lái)的方波信號(hào),這些方波信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓匹配處理,輸入給解碼芯片 PT2272 產(chǎn)生輸出,這個(gè)輸出將 CPU 從掉電模式中喚醒,使 CPU 處于正常工作狀態(tài), CPU 接收數(shù)據(jù),然后 CPU 對(duì)接收到的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行處理,產(chǎn)生相應(yīng)的操作結(jié)果。 ( 2)遙控接收電路 遙控接受電路是本系統(tǒng)最主要的部分,其原理框圖 如圖 所示。 8 圖 遙控發(fā)射原理框圖 工作原理:用 12V 電源供電,當(dāng)按鍵按下時(shí), PT2262 上電,發(fā)射電路上電, PT2262將按鍵的狀態(tài)編碼產(chǎn)生方波,采用 315 MHz 高頻頻率作為載波信號(hào),在經(jīng)過(guò)調(diào)制(將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)),由發(fā)射電路發(fā)射出去。它與后面要介紹的解碼芯片 PT2272 是一對(duì)專用的信號(hào)編碼解碼芯片。 ( 1)遙控發(fā)射器 該模塊由鍵盤(pán),編碼芯片和發(fā)射電路組成,原理框圖 如圖 所示。 此外,該系統(tǒng)具有體積小,成本低性能可靠,使用方便等特點(diǎn)。 采用特定的編碼解碼技術(shù)還可以防止無(wú)線電波的相互干擾,從而使其抗干擾能力很強(qiáng)。 7 2 總體方案 技術(shù)要求及主要特色 一、技術(shù)要求 以單片機(jī)為核心,結(jié)合 無(wú)線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù), 實(shí)現(xiàn)密碼鎖遙控系統(tǒng)。在國(guó)外發(fā)展比較早,所以應(yīng)用也比較廣泛,主要在家庭裝較貴重地方,銀行,保險(xiǎn)柜等 應(yīng)用較多,在國(guó)內(nèi)這方面發(fā)展也較快,不管自己開(kāi)發(fā)或是引進(jìn)都有,在重要地方應(yīng)用也較多,由于價(jià)錢(qián)比普通彈子鎖較貴,早幾年應(yīng)用較少,現(xiàn)在越來(lái)越普及到平常化,未來(lái)的發(fā)展也會(huì)越來(lái)越被大眾采用,由于它的功能、安全是彈子鎖無(wú)法相比的。使用這類電子防盜鎖,需要仔細(xì)保管卡,尤其丟失了必須盡快取消該卡的授權(quán)。目前接觸式卡的技術(shù)成熟、價(jià)格較低,應(yīng)用也 較為廣泛;非接觸式卡使用隱蔽、方便,大有后來(lái)居上之勢(shì)。使用遙控式電子防盜鎖,需要仔細(xì)保管遙控器。 6 此外,遙控式電子防盜鎖利用窄 角度的光傳輸密碼,優(yōu)點(diǎn)是傳輸信息量可以很大、速度極快、人眼識(shí)別不出來(lái),又無(wú)法在光路徑上以儀器捕獲信號(hào)試圖復(fù)制,因此保密性極高。因此,在輸入密碼的過(guò)程中,為了限制試探密碼的企圖,通常輸入錯(cuò)誤碼若干次或若干時(shí)間內(nèi)輸入不正確,即“封鎖”鍵盤(pán),不再接受輸入操作。但是密碼不能太簡(jiǎn)單,太簡(jiǎn)單了就容易被他人在鍵盤(pán)上試探出來(lái),或者可能被旁觀者窺測(cè)出來(lái),造成保密性不足。將無(wú)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),使用戶在一定范圍內(nèi)的任何位置都能對(duì)保險(xiǎn)箱進(jìn)行開(kāi)啟,可以提高密碼的安全性,克服了固定鍵盤(pán)式電子密碼鎖的不足。 無(wú)線電作為新一代的無(wú)線外設(shè)解決方案,具有繞射和穿透特性,在 有效工作范圍內(nèi),無(wú)線設(shè)備可以不受角度、方向和障礙物的限制而自由使用。但有點(diǎn)不足的是,目前市場(chǎng)上的電子密碼鎖系統(tǒng)大多采用的是固定鍵盤(pán)式
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