【正文】 節(jié) , 掃描限制(選擇掃描位數(shù)),關(guān)斷和顯示測試寄存器。 MAX7221 通過D11～D84 位地址位譯碼,可尋址 14 個內(nèi)部寄存器,分別是8 個LED 顯示位寄存器,5 個控制寄存器和1 個空操作寄存器。D11～D8是4 位地址位。 16位數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)格式 其中:D7～D0是8 位數(shù)據(jù)位,D7 最高位。 Load 腳必須在第 16 個CLK 上升沿出現(xiàn)的同時或之后,但在下一個 CLK 上升沿之前變?yōu)楦唠娖?否則移入的數(shù)據(jù)將丟失 8。 16圖 LED 顯示器 MAX7221 與單片機連接采用三線串行接口,應(yīng)用電路如圖 所示。LED 顯示器有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。當某個發(fā)光二級管的陽極為高電平時，發(fā)光二級管點亮。LED 顯示器是由發(fā)光二級管顯示字段的顯示器件組成，分為共陰極與共陽極兩種。 數(shù)碼管顯示及驅(qū)動電路 單片機運用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要有 LED 發(fā)光二級管顯示器和 LCD 液晶顯示器。若為 1，說明閉合鍵不在該列，若有的為 0，則說明閉合鍵在該列與行線的交點上。有鍵按下時，對應(yīng)的列線輸入 0，無鍵按下時所有的列線輸入為 1。在這里設(shè)計的 44 的矩陣鍵盤。矩陣鍵盤按鍵較多時會站用較多的 I/O 口,如圖 所示。編碼鍵盤是通過一個編碼電路識別閉合鍵的鍵碼,而非編碼鍵盤是通過軟件來識別鍵盤的。每個按鍵都被賦予一個代碼,稱為鍵碼。 圖 紅外接收圖 圖 紅外接收頭表 HS3008 參數(shù)表 極限參數(shù)：電源電壓 VCC (v) 工作溫度 TOPR (℃) .25 — +85功 耗 PD(mw) 35 儲存溫度 TSTG (℃) .40 —+12514 光電參數(shù)： (T=25℃ V CC=5V f0=38KHZ) 參 數(shù) 符號 測試條件 Min Type Max 單 位 工作電壓 Vcc V 接收距離 L L5IR5 IF =300mA（測試信號） 10 17 M 載波頻率 f0 38k HZ 接收角度 θ1/2 距離衰減 1/2 +/.45 Deg BMP 寬度 fBW .3Db Bandwidth 2 5 kHz 靜態(tài)電流 ICC 無信號輸入時 .... mA 低電平輸出 VOL Vin=0V Vcc=5V V高電平輸出 VOH Vcc=5V Vcc V TPWL Vin= ※ 500 600 700 μS輸出脈沖 寬 度 TPWH Vin= ※ 500 600 700 μS 4*4 鍵盤 在單片機運用系統(tǒng)中,經(jīng)常使用簡單的鍵盤和 BCD 撥碼盤作為系統(tǒng)的輸入。它接收紅外信號頻率 38KHZ,周期約 26μs,同時能對信號進行放大、檢波、整形,得到 TTL 電平的編碼信號。它能與 TTL、COMS 電路兼容。 HS0038 黑色環(huán)氧樹脂封裝,不受日光、熒光燈等光源干擾,內(nèi)附磁屏蔽功耗低靈敏度高。它有如下優(yōu)點:一體化的紅外接收裝置將遙控信號的接收、放大、檢波、整形集于一身 并且輸出可以讓單片機識別的 TTL 信號,這樣大大簡化了接收電路的復雜程度和電路的設(shè)計工作,方便使用。實用中已有紅外發(fā)射和接收配對的二級管。紅外發(fā)射電路如圖 所示。減小脈沖占空比還可使小功率紅外發(fā)光二極管的發(fā)射距離大大增加。為了增加紅外線的控制距離，紅外發(fā)光二極管工作于脈沖狀態(tài)，因為脈動光(調(diào)制光)的有效傳送距離與脈沖的峰值電流成正比,只需盡量提高峰值電流,就能增加紅外光的發(fā)射距離 6。為了適應(yīng)不同的工作電壓，回路中常串有限流電阻。PH303，外形相似于發(fā)光二極管 LED，發(fā)出紅外光，近紅外線約 5。 12圖 晶振電路 發(fā)射和接收電路 發(fā)射裝置 紅外發(fā)光二級管是最常用的發(fā)射器，電視機、空調(diào)、影碟機等各種紅外遙控系統(tǒng)中紅外發(fā)光二極管是必不可少的器件，它能夠用紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外線使脈沖編碼遙控指令來控制受控裝置，受控裝置中一般都應(yīng)用有紅外光—電轉(zhuǎn)換元件，這個元件可以使光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。通常電容 C1 和 C2 的作用是穩(wěn)定振蕩頻率并快速起振。XTAL XTAL2 分別為反相放大器的輸入端和輸出端，將外部石英晶體和XTALXTAL2 以及兩個電容相互連接則可形成一個石英晶體振蕩器，如圖 所示。前者通常更常用。圖 復位電路 晶振電路 晶振電路一般指的是單片機的時鐘電路。需要注意的是單片機復位時不會改變內(nèi)部 RAM 的狀態(tài)，亦包含工作寄存器 。一旦 RESET 處于高電平， STC89C52 則循環(huán)復位。 復位電路 單片機復位時 RESET 需要保持高電平狀態(tài)為 96 個晶振周期的 (八個機器周期)。其引腳功能如表 。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。 圖 MAX7221 芯片引腳圖AT24C02 支持 I2C，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 I2C，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。該器件通過 IIC 總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。 AT24C02 AT24C02 是一個 2K 位串行 CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有 256 個 8 位字節(jié)，CATALYST 公司的先進 CMOS 技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。但 RAM,定時器,計數(shù)器,一個串行端口和中斷系統(tǒng)仍在工作。此外,STC89C52 配備穩(wěn)態(tài)邏輯,可以低至零頻率條件下的靜態(tài)邏輯,軟件支持兩種可選的斷電模式。STC89C52 單片機也具有芯片可擦除性，三個鎖定位的電擦除和整個 PROM 陣列可通過結(jié)合正確的控制信號,并保證 ALE 管腳在 10ms 低電平下完成。XTAL1:輸入反相振蕩放大器和內(nèi)部時鐘電路的輸入。注意加密方法 1,/ EA 內(nèi)部鎖定復位,當結(jié)束/ EA 保持高電平時,這個內(nèi)部程序內(nèi)存。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器,這兩個有效的/ PSEN 信號不會出現(xiàn)。/ PSEN:外部程序存儲器控制信號。ALE/PROG:當訪問外部存儲器,地址鎖存器允許的狀態(tài)輸出電平是用來鎖地址字節(jié)。9表 P3 口的第二功能鍵盤行 H1 鍵盤列 L4 鍵盤行 H2 XTAL1 晶振電路鍵盤行 H3 XTAL2 晶振電路鍵盤行 H4 RST 復位電路鍵盤列 L1 EA VCC鍵盤列 L2 紅外端口 鍵盤列 L3 紅外指示燈 圖 STC89C52 引腳排列圖 RST:復位輸入。 sbit out=P3^6。 (12) 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲內(nèi)容。 (10) 中斷結(jié)構(gòu)具有 5 個中斷源和 2 個優(yōu)先級。 (8) 32 條可編程 I/O 線。 (6) 寬工作電壓范圍 Vcc 可為 。 (4) 三級程序存儲器保密鎖定。 (2) 片內(nèi)有 4KB 可在線重復編程的快閃擦寫存儲器（Flash Memory ）。STC89C52 具有以下特點,40 引腳,4 k 字節(jié)片內(nèi)程序存儲器，128 字節(jié)的數(shù)據(jù)隨機存取存儲器(RAM),32 個外部雙向輸入/輸出(I / O),五個中斷嵌套中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷,兩個 16 位可編程定時計數(shù)器,兩個全雙工串行通信口看門狗(WDT)電路,片內(nèi)時鐘振蕩器。STC89C52 單片機是 ATMEL 公司 AT89 系列單片機。只要遙控器在手且輸入正確的密碼,就會自動開鎖,如果錯誤的密碼,也會報警。d .遙控解鎖:這是本論文的最大特點設(shè)計,用戶無須一定要在主機上輸入。b．密碼輸入有效的顯示:為了確保是否有按鍵,防止密碼泄露 ,并建立一個顯示電路,即在顯示當用戶按下數(shù)字信號,但是,當輸入一個數(shù)碼管顯示“*”字符,這樣既巧妙地提醒用戶又可以保護用戶的密碼。 圖 發(fā)射框圖 STC89C52 紅外發(fā)射器 顯 示 復 位 晶 振 矩形鍵盤7 控制接收 主機接收部分主要吧包括 STC89C52 單片機,紅外接收頭,矩形鍵盤,LCD12864,警報器,電磁鎖和復位電路等部分結(jié)構(gòu)，如圖 3 . 2 所示。結(jié)束接受的標志是間隔位又高于 3ms 的高電平脈寬，并依據(jù)累加器 A 記錄的脈沖數(shù)執(zhí)行對應(yīng)操作。外部中斷 0 的中斷服務(wù)程序的作用: 接收首位碼的下降沿觸發(fā)中斷以后驗證其碼寬。定時器中斷服務(wù)程序功能是:紅外管發(fā)射信號需要通過 38KHZ 高頻率調(diào)制載波發(fā)射,在定時器定時作用下,高頻脈沖發(fā)射時,通過 口的定時操作,使信號頻率調(diào)制到 38 KHZ,再通過紅外發(fā)射二極管發(fā)射,發(fā)射距離是 8 到 10 米。軟件設(shè)計分為兩大部分,包括主機接收部分和遠程控制傳輸。紅外遙控組合應(yīng)用研究主要應(yīng)用紅外編碼及解碼技術(shù),并通過微機完成密碼設(shè)置、修改、開關(guān)鎖,假警報等功能。6第三章 系統(tǒng)設(shè)計方案 系統(tǒng)的概述紅外遙控發(fā)射機部分主要包括 STC89C52 單片機,紅外發(fā)射二極管,矩形鍵盤、數(shù)碼顯示管,復位電路等。如果第一個低電平脈沖寬度小于 2 毫秒,將作為一個錯誤代碼處理。當紅外接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù),第一個低水平的代碼將會中斷程序,實時接收數(shù)據(jù)幀。如圖 ，把波形 E 解碼還原成數(shù)據(jù)信息 101。接收頭的解調(diào)指的是：在輸入脈沖串時對應(yīng)低電平，反之對應(yīng)高電平。圖 中，待發(fā)的二進制數(shù)據(jù)為 1012。利用單片機完成二進制的調(diào)制，它講編碼后的二進制信號調(diào)制成頻率為 38khz 的間斷脈沖序列，紅外發(fā)射二極管就是利用這些脈沖序列來發(fā)送信號。38 KHZ 的頻率,周期大約是 26us,首位代碼應(yīng)該是 115 脈沖周期 ,余下的 38 脈沖周期,最后一幀最少需要 385 個脈沖周期。遠程控制代碼數(shù)據(jù)間隔大于 10ms。其他信息編碼脈沖數(shù)依次遞增。接收部分通過紅外接收頭來接收、放大和解調(diào)接收到的紅外波，該接收頭內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測二極管 AT24C02，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。發(fā)送端將由單片機發(fā)送的二進制編碼調(diào)制成一系列脈沖信號,再由紅外發(fā)射管發(fā)送信號。本設(shè)計中的紅外遙控密碼鎖基于紅外為載體，數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制到載波上,再通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射,后由接收端恢復原始信號。紅外遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段,使用紅外線作為數(shù)據(jù)通信的傳輸介質(zhì)是一種方便、經(jīng)濟實用的選擇,已廣泛應(yīng)用于小型移動設(shè)備。該系統(tǒng)具有較強的實際應(yīng)用價值,所涉及的技術(shù)包括:紅外載波數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和單片機控制技術(shù),紅外遙控系統(tǒng)的編碼和解碼技術(shù),電路設(shè)計和演示板生產(chǎn)技術(shù)等。而設(shè)計的紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)可以提高訪問控制系統(tǒng)的可靠性和安全性,以適應(yīng)市場需求。2 目前大部分的鎖用于機械,最大的缺點是使用簡單的工具就能很容易地打開了鎖。紅外遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。紅外線不會泄露或產(chǎn)生信號串擾,反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠。因為紅外遙控器有很多優(yōu)勢,如紅外發(fā)射裝置采用紅外發(fā)光二極管遙控發(fā)射，容易小型化、降低成本。相比之下,紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)和接觸密碼鎖系統(tǒng)成本相當,并可以進行短程控制,使用非常方便。然而或大或小的缺陷廣泛存在于各種接觸式密碼鎖系統(tǒng)。再加上其高成本,在某種程度上,限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。但產(chǎn)品的特點是針對特定指紋和有效卡,只能適用于需保密要求的箱、柜、門等。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,特別是單片機的出現(xiàn)與微處理器的智能組合,它除了具有電子密碼鎖的功能,還介紹了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能,使密碼鎖的高安全性、可靠性得到越來越廣泛的應(yīng)用。密碼鎖不僅安全性能高成本低，而且具有低能耗、操作方便等優(yōu)點。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,人們在日常生活對保險器件要求也日益增高。1紅外無線遙控密碼鎖的設(shè)計與實現(xiàn)項目設(shè)計方案第一章 緒論 課題背景及目的 在日常生活和工作中,住房和部門安全、單位文件、財務(wù)報表以及一些個人信息的保存通常以鎖的方法來解決。如果使用傳統(tǒng)的機械鑰匙開鎖,人們常常需要攜帶多個鑰匙,使用很不方便,一旦鑰匙丟失安全則無法得到保證。為滿足人們的使用鎖的需求,使其安全性更好,使用密碼取代機械鎖應(yīng)運而生。在安全技術(shù)防范領(lǐng)域,電子密碼鎖防盜警報系統(tǒng)功能逐漸取代傳統(tǒng)的機械式密碼鎖,克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點,使密碼鎖無論在技術(shù)和性能得到了較大的改善 1。隨著科學技術(shù)的發(fā)展人們對安全愈加重視,許多電子智能鎖（指紋識別、IC 卡識別)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)相繼問世。加之指紋識別器如果使用在公共場所很容易機械損傷,IC 卡很容易丟失,損壞等等。鑒于目前的技術(shù)水平和市場接受程度,電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。例如:接觸密碼鎖系統(tǒng)成本低、體積小、卡本身沒有電力供應(yīng),使用不便,且有觸點磨損。并結(jié)合電腦數(shù)據(jù)庫,可以形成一個酒店房間門禁管理系統(tǒng)。采用數(shù)字信號編碼和二次調(diào)制方式,不僅可以實現(xiàn)多路信息的控制,增加遙控功能,提高信號傳輸?shù)目垢蓴_能力,減少誤操作,而且能夠減小功耗。即使工業(yè)設(shè)備在高壓、輻射、毒氣、粉塵等等惡劣環(huán)境下,紅外線遙控也不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。在此次設(shè)計中,紅外遙控密碼鎖與電腦、數(shù)據(jù)庫的結(jié)合,可以實現(xiàn)及時、強有