【正文】 。數(shù)據(jù)塊長度和校驗(yàn)碼各占 2個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)塊最大長度為 32個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容為發(fā)送者身份標(biāo)識、指令、和數(shù)據(jù)，發(fā)送者身份標(biāo)識和指令各占 1 個(gè)字節(jié)，用 ASCII 字符表示，具體參見各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述。 數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行，數(shù)據(jù)包的開始為起始標(biāo)志 STX，隨 后為數(shù)據(jù)塊的長度、和數(shù)據(jù)塊內(nèi)容，最后為校驗(yàn)碼及數(shù)據(jù)包結(jié)束標(biāo)志 EXT。其模塊框圖如圖 4－ 3所示。 22 紅外數(shù)據(jù)發(fā)射模塊設(shè)計(jì) 將待發(fā)射數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指定長度的數(shù)據(jù)以紅外線為載波發(fā)射出去。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)，其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。點(diǎn)滴速度監(jiān)控 21 系統(tǒng)的各種功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過調(diào)用具體的子程序。 程序是在 Windows XP 環(huán)境下采用 Keil uVision 2 軟件編譯的，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對紅外對管的查詢、電機(jī)方向的確定等功能。本章介紹 Proteus ISIS軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。③提供軟件調(diào)試功能。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。它運(yùn)行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE電路仿真相結(jié)合。 電路設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到器件對電源噪聲很敏感， 因此 Vcc 必須要對地加去耦電容 C2 和 C3（從機(jī)只加 C2）。為了方便單片機(jī)引腳的使用，將單片機(jī)所有 I/O 口引腳用接口引出。 單片機(jī) AT89S52 資源豐富，內(nèi)含一個(gè) 8 位的微處理器（ CPU）， 8kB 的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM（ Read Only Memory）， 256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM（ Random Access Memory），四個(gè) 8 位并行 I/O 接口 P0－ P3，三個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器，五 個(gè)中斷源，一個(gè)全雙工通用異步接收發(fā)送器 UART（ Universal Asynchronous Receiver Transmitter），有片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，內(nèi)部晶振 ，內(nèi)置看門狗定時(shí)器 WDT（ Watch Dog Timer）和在系統(tǒng)編程 ISP（ In System Program） 6 .50。 3． 5． 5 工作指示模塊設(shè)計(jì) 本模塊使用了發(fā)光二極管指示工 作狀態(tài)，包括開鎖成功指示和鑰匙注冊指示。 3． 5． 3 紅外發(fā)射模塊設(shè)計(jì) 紅外遙控門鎖子系統(tǒng)的紅外發(fā)射模塊與紅外鑰匙（從機(jī)）的發(fā)射模塊幾乎相同，具體設(shè)計(jì)在方案比較部分已做詳細(xì)的論述，在此不再贅述。電路參見下面的電路總圖。 15 圖 314 AT24C01連續(xù)讀時(shí)序 紅外遙控門鎖子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)紅外遙控門鎖的功能需求和總體設(shè)計(jì)方案，建立紅外遙控門鎖的邏輯框圖，如圖315所示。當(dāng)超過 E（對于24C01, E=255）字節(jié)數(shù)據(jù)被讀出時(shí)，計(jì)數(shù)器將循環(huán)計(jì)數(shù)繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。 從 AT24C01 輸出的數(shù)據(jù)按順序輸出，由 N 到 N+1。在 AT24C01 發(fā)送完 8位一字節(jié)數(shù)據(jù)后，主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號來響應(yīng)，告知 AT24C01 主機(jī)要求更多的數(shù)據(jù)，對應(yīng)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)答信號 AT24C01 將發(fā)送一個(gè) 8 位的數(shù)據(jù)字節(jié)。AT24C01選擇地址讀如圖 313所示。 AT24C01 響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號然后輸出要求的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)。 14 圖 312 AT24C01立即地址讀時(shí)序 選擇地址讀 選擇 /隨機(jī)讀操作允許主機(jī)對寄存器的任意字節(jié)進(jìn)行讀操作。主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止信號。 立即地址讀： AT24C01 的地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1。頁寫時(shí)序如圖 311所示。 如果主器件在發(fā)送停止信號前發(fā)送的字節(jié)數(shù)超過8 個(gè)，先前寫入的數(shù)據(jù)被自動(dòng)覆蓋。 圖 311 AT24C01 字節(jié)寫時(shí)序 頁寫 頁寫操作時(shí)，最多可以一次向 AT24C01中寫入 8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 AT24C01再響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號，主器件產(chǎn)生一個(gè)停止信號；然后， AT24C01啟動(dòng)內(nèi)部寫周期。 AT24C02應(yīng)答時(shí)序如圖 10所示 圖 310 AT24C01應(yīng)答時(shí)序 AT24C02寫操作 字節(jié)寫 13 在字節(jié)寫模式下，主器件發(fā)送起始命令 和從器件地址信息給從器件。 圖 39 AT24C01 從器件尋址 應(yīng)答信號 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。最后一位為讀寫控制位。 器件地址的約定： 主器件在發(fā)送啟動(dòng)命令后開始傳送，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。用于芯片尋址。該腳為射 （漏）極開路輸出，需接上拉電阻。將該管腳接地或懸空，可以對器件進(jìn)行讀寫操作 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。 管腳介紹： WP：寫保護(hù)。芯片 6V的工作電壓，可擦寫 100 萬次，數(shù)據(jù)保存可長達(dá) 100 年， 提供 8 腳 DIP 和 SOIC 封裝。 ： AT24C01是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 I2C串行 E2PROM。 圖 38 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路 紅外鑰匙（從機(jī)）的加密程序和主機(jī)產(chǎn)生的密碼存放在 AT24C02 中，當(dāng)需要更改或讀取密碼時(shí)，只需對 AT24C02里的數(shù)據(jù)更改或讀取。 紅外鑰匙 （從機(jī)）子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)紅外遙鑰匙（從機(jī)）的功能需求和總體設(shè)計(jì)方案，建立紅外鑰匙（從機(jī)）的邏輯框圖，如圖 37所示。而且它的工作電壓是 ～ ，有效傳輸距離為 15M,是一款性價(jià)比很高的紅外一體化接收頭。當(dāng)接收到頻帶內(nèi)的紅外信號時(shí)， TL1838接收器會(huì)輸出低電平，否則數(shù)據(jù) 高電平，從而 “ 將時(shí)斷時(shí)續(xù) ” 的紅外信號解調(diào)成原來的連續(xù)方波信號。 當(dāng)紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號經(jīng)空間傳送到 TL1838時(shí)，它內(nèi)部的 PIN紅外線接收管將紅外線轉(zhuǎn)換為電信號，該信號經(jīng)選頻放大、解調(diào)后由 1腳輸出與 TTL電平兼容的電信號，該信號可以直接送入微處理器進(jìn)行處理。 波長： 940nm 鐵殼：有 TL1838是黑色環(huán)氧聚光透鏡，濾除了可見光的干擾。 TL1838系列特性如下： 38KHz寬電壓一體紅外接收頭 作電壓： ～ 工作電流： 距離： 15M 頻率： 38K 角度： 177。 該方案使用一體化紅外接收器，集紅外接收和放大于一體，不需任何外接元件，就能完成從紅外接收到輸出與 TTL電平兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣。 但是，由于電路使用分立元件構(gòu)成，其穩(wěn)定性和 抗干擾能力不高，影響紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。 圖中 RD1為紅外接收管； R R4， VT1構(gòu)成反相放大器； VT R C2構(gòu)成濾波器，濾掉 38KHz的高頻載波； R R VT3構(gòu)成整形電路， 圖 33 低電壓紅外接收電路 將濾波后的波形處理為較好的方波； C C3為耦合電容； R2為限流電阻，當(dāng)接收到較強(qiáng)的信號是保護(hù) VT1。 經(jīng)比較，方案三既可滿足題目要求，電路又非常簡單，硬件成本又很低，僅僅是增加了軟件的編程負(fù)擔(dān)，使得 紅外編碼非常靈活，所以采用該方案。 紅外編碼工作由軟件完成，因此，紅外編碼方案可以任意設(shè)計(jì)，外部只需配接非常簡單的硬件電路，大大降低了了電路的復(fù)雜性，有利于降低成本，減小遙控器的體積。 1KR4RPotQ22N3906Q12N3906VCCDS3LED0PL2 TX2KR3Res12KR7Res1 圖 32 軟件編碼發(fā)射電路 該方案使用微處理器的 I/O口直接產(chǎn)生 38KHz已調(diào)波，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管，發(fā)射紅 8 外數(shù) 據(jù)。 方案三：微處理器單獨(dú)解決方案。 該方案可由微處理器任意制定密碼位數(shù)、編碼解碼算法和同步信號，大大提高了數(shù)據(jù)保密度。 PT2262把 6位 并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，減輕編程負(fù)擔(dān)，使傳輸速度更快。 7 圖 31 PT2262紅外編碼發(fā)射電路 該方案由微處理器與專用編碼芯片 PT2262組合完成編碼工作，載波產(chǎn)生由 MC4011與38KHz晶振一起構(gòu)成，振蕩產(chǎn)生 38KHz方波。 但是，專用芯片也有致命的弱點(diǎn)：專用芯片的應(yīng)用靈活性很差，其 內(nèi)部編碼已經(jīng)固定，無法修改內(nèi)部數(shù)據(jù)，不適用于經(jīng)常需要改動(dòng)傳送數(shù)據(jù)的場合；專用芯片幾乎都是面向指令型的編碼遙控方式，傳輸效率較低；大多數(shù)的專用芯片的內(nèi)部編碼及技術(shù)數(shù)據(jù)已經(jīng)公諸于世，會(huì)產(chǎn)生安全漏洞。 專用紅外編碼芯片種類很多，如日本三菱公司的 M50426AP、 PT226 BL914 ZD6631等，此類芯片一般集載波振蕩、編碼、發(fā)射于一體，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，外圍電路簡單，使用很方便，而且價(jià)格也很低。 注冊協(xié)議： 第一步：同上； 第二步：不同時(shí)同上；相同時(shí)，發(fā)送“注冊啦 ”＋密碼； 第三步：從機(jī)：保存密碼，將密碼返回給主機(jī)； 主機(jī)：密碼對了，注冊完畢，發(fā)送“結(jié)束 ”，不對重發(fā)。收到信息后就產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)送給從機(jī)，當(dāng)接收到經(jīng)過從機(jī)將發(fā)過去的隨機(jī)數(shù)與本套系統(tǒng)序列叫加密后的信息，就解密并檢驗(yàn)解密后的序列號是否正確，否就繼續(xù)等待，是就通過。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 2－4： 圖 24 紅外遙控門鎖結(jié)構(gòu)框圖 待機(jī)狀態(tài)下，紅外遙控門鎖系統(tǒng)工作在完全掉電狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)除了實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和紅外檢測開關(guān)外，均不加電。在待機(jī)狀態(tài)下，整個(gè)紅外鑰匙系統(tǒng)工 作在完全掉電方式，當(dāng)有鍵盤按下，系統(tǒng)上電工作，發(fā)射一個(gè)信息給主機(jī)，然后接收了主機(jī)發(fā)過來的隨機(jī)密碼信息，再將接收到的休息加密經(jīng)紅外線調(diào)制后發(fā)射出去。 紅外鑰匙（從機(jī)）組成及工作原理 紅外鑰匙是紅外遙控密碼鎖的遙控器部分，紅外鑰匙內(nèi)部存儲(chǔ)了本套系統(tǒng)的序列號、注冊及加密方法等信息。 RS232C通信口與計(jì)算機(jī)連接常用 DB25插座和 DB9插座，其接口連線分三種：信號線、握手線與地線。 RS232C標(biāo)準(zhǔn)傳輸信號采用 RS232C 圖 22 通信接口結(jié)構(gòu)框圖 邏輯電平，與 TTL（ 0～ 5V）、 CMOS（ 0～ 15V）邏輯電平完全不同：邏輯 0電平規(guī)定為+5V～ +15V之間，邏輯 1電平為 5V～ 15V之間，因此，一般使用專用芯片把微處理器信號電平 (TTL電平 ) 轉(zhuǎn)換為 RS232C電平。它通過一個(gè) RS232串行通信接口將紅外鑰匙和 紅外遙控門鎖連接 到計(jì)算機(jī)。 ⑷ 單片機(jī)內(nèi)的序列號是產(chǎn)品在出廠時(shí)就已經(jīng)設(shè)定，無法更改。 ⑵ 紅外傳輸要有 1M 以上的距離。 ⑷ 要有鑰匙丟失之后，可將該鑰匙報(bào)廢的功能。 ⑵ 利用軟件來加密和解密，加強(qiáng)密碼的安全性。 圖 22 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)示意圖 由于紅外光存在反射 ,在全雙工的方式下發(fā)送的信號也可能會(huì)被本身接收，因此，紅外通信應(yīng)采用異步半