【正文】 、遙控鎖，指紋鎖等先進(jìn)的鎖具。AbstractThis paper is on the infrared remote control system security password lock the relevant theoretical and practical application of the research The artilce principally includes next article describle a solution project in which the microcontroller is CPU and the remote technology is plex with the technology of electronic code lock. The hardware structure and software design of system is explained. The article describle the pith of design and structure of hardware and software in detail and the flowchart of important subroutine is design way by which the remote control encoder and decoder with four data pins can transmit twelve datas is given in the artcle. The detailed principle and specific circuit of the design way is shown. Aindividual hardware reset circuit is given in the artcle. The detailed methods of resistance to intrusions and economy of power are shown. The designed circuit and control mothod in the artcle suit monly other design of microprocessor system. The hardware and software is practicable.Keywords: Password lock Microcontroller Remote control.目錄摘要 3Abstract 41 緒論 1 序言 1 密碼鎖的發(fā)展現(xiàn)狀 1 市場(chǎng)前景 42 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)理論分析 5 紅外通信基本原理 5 7 紅外線(xiàn)遙控原理 8 總體方案的設(shè)計(jì) 8 總體設(shè)計(jì) 8 主要模塊設(shè)計(jì) 83 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 12 硬件結(jié)構(gòu)圖 12 遙控發(fā)射電路設(shè)計(jì) 12 本機(jī)鍵開(kāi)鎖部分 14 電源部分設(shè)計(jì) 16 編碼解碼電路 16 密碼存儲(chǔ)部分的電路設(shè)計(jì) 20 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 22 本機(jī)處理與遙控處理功能選擇 224 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)原則 24 遙控接收程序 24 I2C通訊子程序 25 系統(tǒng)程序 26 遙控密碼系統(tǒng)的操作方法 27 285 技術(shù)難點(diǎn)及解決方案 30 系統(tǒng)抗干擾措施 30 系統(tǒng)節(jié)電措施 336 系統(tǒng)調(diào)試 356．1 整體調(diào)試 356．2 硬件單元電路調(diào)試 356．2．1 紅外遙控器（鑰匙）調(diào)試 356．2．2 紅外遙控門(mén)鎖調(diào)試 366．3 軟件調(diào)試 366．3．1 紅外數(shù)據(jù)接收模塊調(diào)試 366．3．2 開(kāi)鎖記錄模塊下載模塊調(diào)試 367 結(jié)論與展望 38致謝 40參考文獻(xiàn) 41附錄 42501 緒論 序言 隨著計(jì)算機(jī)的普及和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們已不滿(mǎn)足于傳統(tǒng)的居住環(huán)境，對(duì)家庭及住宅小區(qū)提出了更高的要求，智能化被引入家庭及住宅小區(qū)，并迅速在世界各地發(fā)展起來(lái)。文中設(shè)計(jì)的電路和控制方法適用于一般的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，硬件和軟件也有一定的實(shí)用性和通用性。文中提出了一種用4個(gè)數(shù)據(jù)位編碼解碼芯片來(lái)完成12個(gè)數(shù)據(jù)傳送的設(shè)計(jì)方法，給出了該設(shè)計(jì)方法詳細(xì)的原理說(shuō)明和具體的設(shè)計(jì)電路?；趩纹瑱C(jī)紅外遙控防盜密碼鎖的設(shè)計(jì) 摘要本文主要是圍繞紅外線(xiàn)遙控防盜密碼鎖控制系統(tǒng)的相關(guān)的理論和實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了研究。本文主要包括以下內(nèi)容:根據(jù)項(xiàng)目要求提出了以單片機(jī)為中央處理器，短距離無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)和電子密碼鎖技術(shù)相結(jié)合的系統(tǒng)解決方案，給出了硬件設(shè)計(jì)電路和軟件結(jié)構(gòu)，詳細(xì)敘述了系統(tǒng)硬件線(xiàn)路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和結(jié)構(gòu),以及軟件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)給出了各個(gè)重要子程序的流程圖。同時(shí)文中提出了一種獨(dú)特的硬件復(fù)位電路，給出了詳細(xì)的系統(tǒng)抗干擾措施和系統(tǒng)節(jié)能措施。關(guān)鍵詞:密碼鎖；單片機(jī)；無(wú)線(xiàn)遙控。人們對(duì)居住環(huán)境要求的日見(jiàn)增高，體現(xiàn)在希望住宅不僅更便利、舒適而且更安全。目前國(guó)內(nèi)外密碼鎖系統(tǒng)的主要方向的發(fā)展是：接觸式密碼鎖系統(tǒng)，非接觸式密碼鎖系統(tǒng)，智能識(shí)別密碼鎖系統(tǒng)，但是他們都相應(yīng)的存在著不同的缺點(diǎn)。相比之下，紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)的成本與接觸式密碼鎖系統(tǒng)相當(dāng)，而且可以進(jìn)行近距離遙控，使用十分方便。由于紅外遙控具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如紅外線(xiàn)發(fā)射裝置采用紅外發(fā)光二極管，遙控發(fā)射器易于小型化且價(jià)格低廉；采用數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性，減少誤動(dòng)作，而且功率消耗低；紅外線(xiàn)不會(huì)向室外泄露，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)串?dāng)_；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。所以紅外線(xiàn)遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。 密碼鎖的發(fā)展現(xiàn)狀1 普通密碼鎖日常生活中，鎖具被廣泛使用，鎖具的發(fā)展大致可分為五個(gè)階段:（1）古代的木質(zhì)鎖；（2）古代的機(jī)械鎖；（3）近代的機(jī)械鎖；（4）普通的電子密碼鎖、磁片鎖、EP卡鎖；（5）未來(lái)的家用電子鎖、遙控電子鎖、以及用于特定場(chǎng)合的安全密碼鎖。（2）鑰匙一旦丟失，無(wú)論誰(shuí)撿到鑰匙都可將門(mén)打開(kāi)。密碼鎖采用密碼代替鑰匙，省去了佩帶鑰匙的煩惱，也從根本上解決了普通門(mén)鎖保密性差的缺點(diǎn)，比如采用五位密碼，則密碼組合可高達(dá)105 個(gè)。2 機(jī)械密碼鎖該型鎖將解鎖密碼以機(jī)械裝定的形式存儲(chǔ)在裝置的鑒別機(jī)構(gòu)上，在裝置的外圍設(shè)立密碼操作鍵。錯(cuò)誤的密碼輸入，鑒別機(jī)構(gòu)的部件將發(fā)生錯(cuò)位或不做出響應(yīng)。但機(jī)械密碼鎖通常包含多個(gè)較復(fù)雜的機(jī)、電功能組件，裝置微小型化需借助先進(jìn)的制造技術(shù)與裝配工藝，制造周期長(zhǎng)、成本高，機(jī)電接口及測(cè)試也有一定難度。該鎖的優(yōu)點(diǎn)是:成本較低；授權(quán)用戶(hù)一人一卡，可聯(lián)微機(jī)，有開(kāi)門(mén)記錄。4 指紋密碼鎖該類(lèi)鎖通過(guò)檢驗(yàn)人員生物特征(如指紋)等方式來(lái)識(shí)別開(kāi)鎖。指紋具有唯一性和終身不變性的特點(diǎn)，一直被當(dāng)作身份鑒定的可靠手段，從是否允許非法開(kāi)啟角度來(lái)說(shuō)，安全性極好；但從使用是否方便的角度看，對(duì)安裝環(huán)境和使用者的要求很高(比如虹膜識(shí)別型和面部識(shí)別型)，安裝位置與使用者身高之間必須滿(mǎn)足一定的關(guān)系；同一個(gè)人，在指紋劃傷，眼睛紅腫充血，或任何被用于開(kāi)鎖的識(shí)別部位有損傷的情況下，可能產(chǎn)生錯(cuò)誤識(shí)別而無(wú)法開(kāi)鎖。隨著日本經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，電子行業(yè)的快速發(fā)展，一些利用簡(jiǎn)單的門(mén)電路設(shè)計(jì)的密碼鎖出現(xiàn)了。到了90年代，美國(guó)、意大利、德國(guó)、日本、加拿大、韓國(guó)以及我國(guó)的臺(tái)灣、香港等地的微電子技術(shù)的進(jìn)步和通信技術(shù)的發(fā)展為密碼鎖提供了技術(shù)上的基礎(chǔ)，從而推動(dòng)密碼鎖走向?qū)嶋H應(yīng)用的階段。到目前為止，在此領(lǐng)域雖已有較大的發(fā)展，采用各種電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的比較多，技術(shù)也相當(dāng)先進(jìn)，但是，我們必須正視的一個(gè)事實(shí)是，出口產(chǎn)品中高檔產(chǎn)品只占15%20%，而我國(guó)高檔產(chǎn)品在發(fā)達(dá)國(guó)家也只能算是中檔產(chǎn)品，價(jià)格低是普遍現(xiàn)象。電子技術(shù)發(fā)展至今已達(dá)到相當(dāng)高的水平，電子密碼鎖技術(shù)己十分成熟。小型便攜的新型裝置，可廣泛應(yīng)用在各種場(chǎng)合，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、安全性好。電路部分有利用密碼鎖ASIC(專(zhuān)用集成電路)芯片控制、利用單片機(jī)控制以及邏輯門(mén)電路構(gòu)成等多種方式。輸入的密碼將被與電子鎖內(nèi)預(yù)置的開(kāi)鎖密碼進(jìn)行比較。IC卡密碼鎖成本低，體積小，卡片本身無(wú)須電源等優(yōu)點(diǎn)占領(lǐng)了一定的市場(chǎng)份額，但是由于有機(jī)械接觸，會(huì)產(chǎn)生接觸磨損，而且使用不太方便，一定程度上限制了它的應(yīng)用；射頻卡密碼鎖是非接觸式密碼鎖，成本也不太高，體積跟IC卡密碼鎖相當(dāng)，卡片使用感應(yīng)電源，重量很輕，技術(shù)成熟，受到了廣泛的歡迎，但是與IC卡密碼鎖相比，成本偏高；指紋識(shí)別密碼鎖和瞳孔識(shí)別密碼鎖統(tǒng)可靠性很高性、安全性是目前門(mén)禁系統(tǒng)中最高的，但是成本高昂，還沒(méi)進(jìn)入大眾化使用階段紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)的成本與接觸式密碼鎖系統(tǒng)相當(dāng)，而且可以進(jìn)行近距離遙控，遙控距離遠(yuǎn)大于射頻卡密碼鎖的遙控距離，低耗很低，可以使用普通堿性電池供電，使用十分方便。紅外遙控密碼鎖鎖具有廣闊的市場(chǎng)前景。 設(shè)計(jì)理論分析 紅外通信基本原理紅外遙控是單工的紅外通信方式，本設(shè)計(jì)的紅外遙控采用以通信方式為基礎(chǔ)的紅外遙控，而且本設(shè)計(jì)也使用了紅外通信技術(shù)，故著重分析紅外通信的基本原理。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。紅外線(xiàn)是波長(zhǎng)在750nm至1mm之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見(jiàn)光，是一種人眼看不到的光線(xiàn)。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（IRDA）成立后，為了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得最佳的通信效果，紅外通信協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通信所采用的光波波長(zhǎng)的范圍限定在850至900nm之內(nèi)。常用的有通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。載波信號(hào)的頻率?=38kHz，載波周期T=載波信號(hào)的頻率?=38kHz，載波周期T=，本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)軟件產(chǎn)生載波，取T=26us，脈沖寬度t1=10T=260us，二進(jìn)制數(shù)0的脈沖串周期t2=500us，二進(jìn)制數(shù)1的脈沖串周期t3=1000us。每幀傳送1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，幀與幀間隔大于2ms，幀結(jié)構(gòu)不含地址信息，尋圖22 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)示意圖……數(shù)據(jù)帖停止位數(shù)據(jù)位（8位）帖間隔起始位停止位址問(wèn)題由高層協(xié)議解決。1993年，由HP、COMPAQ、INTEL等二十多家公司發(fā)起成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（Infrared Data Association,簡(jiǎn)稱(chēng)IRDA），1993年6月28日，來(lái)自50多家企業(yè)的120多位代表出席了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)的首次會(huì)議，并就建立統(tǒng)一的紅外通訊標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題達(dá)成了一致。SIR以系統(tǒng)的異步通訊收發(fā)器（UART）為依托，通過(guò)對(duì)串行數(shù)據(jù)脈沖的波形壓縮和對(duì)所接收的光信號(hào)電脈沖的波形擴(kuò)展這一編碼解碼過(guò)程（3/16 EnDec）實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)傳輸。1st step2nd stepFutureHID deviceApplicationHome ApplianceApplicationFuture deviceApplicationHA LLCFuture device LLCHIDIrBus LLCIrBus MACIrBus PHYIRDA標(biāo)準(zhǔn)包括三個(gè)基本的規(guī)范和協(xié)議：物理層規(guī)范（Physical Layer Link Specification）鏈接建立協(xié)議（ink Access Protocol:IRLAP）鏈接管理協(xié)議（Link Management Protocol:IRLMP）。在IRLAP和IRLMP基礎(chǔ)上，針對(duì)一些特定的紅外通信應(yīng)用領(lǐng)域，IRDA還陸續(xù)發(fā)布了一些更高級(jí)別的紅外協(xié)議，如TINYTP、IROBEX、IRCOMM、IRLAN和IRBUS等（見(jiàn)圖23）。體工作過(guò)程如下：發(fā)射時(shí)：如圖24，首先，,再經(jīng)過(guò)紅外發(fā)射二極管發(fā)射出去,發(fā)射距離為10m。 總體方案的設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖26紅外接收頭8051CPU紅外發(fā)射器鍵盤(pán) 復(fù)位報(bào)警器晶振電磁鎖圖26系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 主要模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由發(fā)射塊和接收模塊兩部分組成。如圖27所示。發(fā)射模塊中使用的載波發(fā)生器是由4060分頻器和晶振組成，紅外發(fā)射電路則主要由紅外線(xiàn)發(fā)射二極管所組成；接收模塊中的紅外接收部分是一種專(zhuān)用芯片0038B。0038B系列特性如下：頻率范圍：、38kHz、40kHz電源電壓范圍：～工作電流：3mA 最大遙控距離：8m 圖28 0038B引腳圖工作溫度：10～+60℃0038B是黑色環(huán)氧聚光透鏡，濾除了可見(jiàn)光的干擾。當(dāng)紅外線(xiàn)發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)空間傳送到0038B時(shí)，它內(nèi)部的PIN紅外線(xiàn)接收管將紅外線(xiàn)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)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(hào)，該信號(hào)可以直接送入微處理器進(jìn)行處理。當(dāng)接收到頻帶內(nèi)的紅外信號(hào)時(shí)，0038B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(hào)解調(diào)成原來(lái)的連續(xù)方波信號(hào)。唯一的缺點(diǎn)是電源供電需5V左右，用兩節(jié)電池供電。同時(shí)，0038B環(huán)氧樹(shù)脂封裝提供一個(gè)特殊的紅外濾光器，可防止自然光的干擾，具有極好的抗自然光干擾的性能，可防止無(wú)用脈沖輸出。然后該信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制電路被調(diào)制到載波