【正文】 可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。主機和從機的數(shù)據(jù)傳送，可以由主機發(fā)送數(shù)據(jù)到從機，也可以由從機發(fā)到主機。被主機尋訪的設(shè)備稱為從機。 總線的運行（數(shù)據(jù)傳輸）由主機控制。設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)線SDA接口電路應(yīng)該是雙向的，輸出電路用于向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，輸入電路用于接收總線上的數(shù)據(jù)。所有接到I2C總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)SDA都接到總線的SDA上，各設(shè)備的時鐘線SCL接到總線的SCL上。例如管理員可對各個組件進行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇。 I2C總線介紹I2C(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。A0、AA2 為器件地址輸入端：當使用24C02 時最大可級聯(lián)8個器件，如果只有一個24C02被總線尋址，這三個地址輸入腳A0、AA2可懸空或連接到Vss。管腳描述：SCL 為串行時鐘：串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘這是一個輸入管腳。無論是主機還是從機，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認信號ACK。C規(guī)程，使用主/從機雙向通信，主機(通常為單片機)和從機(AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。他通過SDA(串行數(shù)據(jù)線)及SCL(串行時鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。C總線式進行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和I/O線，并且支持在線編程，進行數(shù)據(jù)實時的存取十分方便。PROM，內(nèi)含2568位存儲空間，具有工作電壓寬(～ V)、擦寫次數(shù)多(大于10000次)、寫入速度快(小于10 ms)、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。在閑置模式下，CPU停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。3） 震蕩特性XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。GND：接地。 低功耗的閑置和掉電模式 6個中斷源 兩個16位定時器/計數(shù)器 128*8位內(nèi)部RAM 全靜態(tài)工作：0Hz24KHz8031 CPU與MCS51 兼容1) 主要特性:本系統(tǒng)采用單片機AT89C2051和AT89C52作為核心的元件，利用紅外遙控原理和單片機相關(guān)功能設(shè)計的一款具有本機開鎖，遙控開鎖和可修改密碼的電子密碼鎖。為了減少干擾，采用的是價格便宜性能可靠的一體化紅外接收頭(HX1838，它接收紅外信號頻率為38kHz，周期約26us) 接收紅外信號，它同時對信號進行放大、檢波、整形得到 TTL電平的編碼信號，再送給單片機，經(jīng)單片機解碼并執(zhí)行去控制相關(guān)對象。所以紅外遙控器發(fā)送紅外信號時，參考上面遙控串行數(shù)據(jù)編碼波形圖，在低電平處發(fā)送38kHz紅外信號，高電平處則不發(fā)送紅外信號?！? 根據(jù)紅外編碼的格式。一般電視遙控器的遙控編碼是連續(xù)的32位二進制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機種遙控碼互相干擾。采用脈寬調(diào)制的串行碼，、“0”；、“1”。16位地址碼：能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機種遙控碼互相干擾。的編碼與解碼 圖 編碼與解碼遙控編碼脈沖由前導(dǎo)碼、16 位地址碼（8位地址碼、8 位地址碼的反碼）和 16 位操作碼（8 位操作碼、8 位操作碼的反碼）組成。的編碼與解碼 39。發(fā)送與接收示意圖如下所示： 編碼解碼39。紅外遙控由發(fā)送和接收兩部分組成，發(fā)送端采用單片機將待發(fā)送的二進制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。） 紅外的發(fā)射和接收紅外線波長在750nm至1um之間的電磁波，它的頻率低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。為了減少干擾， 采用的是價格便宜性能可靠的一體化紅外接收頭(HX1838， 它接收紅外信號頻率為38kHz，周期約26μ s) 接收紅外信號，它同時對信號進行放大、檢波、整形得到 TTL 電平的編碼信號，再送給單片機，經(jīng)單片機解碼并執(zhí)行去控制相關(guān)對象。發(fā)送端采用單片機將待發(fā)送的二進制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。最后，聯(lián)合軟、硬件調(diào)試電路板，完成本次設(shè)計。第三步，使用Keil uVision3軟件編寫單片機的C語言程序、仿真、軟件調(diào)試。 課題研究方法主要的設(shè)計實施過程：首先，選用ATMEL公司的單片機AT89C51，以及選購其他電子元器件。該系統(tǒng)具有普通電子密碼鎖功能的同時,還增加了遙控功能。針對這種情況，我們設(shè)計了一種紅外遙控密碼鎖，而一般設(shè)備都采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，其制作簡單、容易，但由于特定功能的限制，只適用于專用的電器產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍受到限制。發(fā)展前境也是非常大的。 當今電子密碼鎖發(fā)展已經(jīng)到了非常高的境界，由于電子元件特別是單片機應(yīng)用在這幾年得到空前發(fā)展，無論功能性，穩(wěn)定性都比較全面，在保密方面已做到人眼識別，指紋識別，人聲識別基本上電影上有的現(xiàn)實也有。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。3) 誤碼輸入保護，當輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。隨機開鎖成功率幾乎為零。六位密碼同時輸入正確，鎖才能打開。 本文從經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，設(shè)計采用單片機為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子密碼控制系統(tǒng)，密碼鎖共6位密碼，每位的取值范圍為0～9，用戶可以自行設(shè)定和修改密碼，每個密碼按鍵都有聲、光提示。所以紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外遙控具有許多優(yōu)點， 例如紅外線發(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格低廉； 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_性，減少誤動作，而且功率消耗低；紅外線不會向室外泄露，不會產(chǎn)生信號串擾；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。基于單片機的紅外遙控電子密碼鎖畢業(yè)設(shè)計論文目錄1 引言 3 電子密碼鎖的背景與研究意義 3 紅外電子密碼鎖的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 4 課題研究方法 52 紅外通信原理 5 紅外的發(fā)射和接收 5 編碼解碼 6 調(diào)制 7 解調(diào)接收 73 硬件電路設(shè)計 7 整系統(tǒng)框圖 7 8 有關(guān)芯片的簡介 9 單片機 AT89C51 9 11 I2C總線介紹 12 LCD1602 液晶顯示 15 18 19 復(fù)位電路 19 振蕩電路 20 繼電器驅(qū)動電路 20 24C02 21 LCD 1602 214 系統(tǒng)軟件設(shè)計 22 KEIL 軟件的簡介 22 系統(tǒng)功能子程序 22 數(shù)據(jù)讀寫模塊 22 紅外發(fā)射接收模塊 24 主流程圖 265 電路仿真及調(diào)試 27 報警電路 27 顯示電路 27 開鎖電路 28致謝 29參考文獻 30附錄A 外文資料翻譯 31附錄B 源程序 38附錄C 電路圖 601 引言 電子密碼鎖的背景與研究意義 在當今社會，安全防盜已成為社會問題，而鎖自古以來就是防盜的重要工具，目前國內(nèi)大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機械鎖，然而，眼下假冒偽劣的機械鎖互開率非常之高，此外，即使是一把質(zhì)量過關(guān)的機械鎖，通過急開鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開。機械鎖的這些弊端為一種新型的鎖——電子密碼鎖，提供了很大的發(fā)展空間。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。 在本設(shè)計中，紅外遙控密碼鎖和 PC 機、數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)適時的、強大的管理，使得整個紅外遙控系統(tǒng)得到更好的完善。用戶想要打開鎖，必先通過提供的鍵盤輸入正確的密碼才可以，密碼輸入錯誤有提示，為了提高安全性，當密碼輸入錯誤將報警，期間輸入密碼無效，以防竊賊多次試探密碼。其特點如下：1) 保密性好，編碼量多，遠遠大于彈子鎖。2) 密碼可變，用戶可以隨時更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。 紅外電子密碼鎖的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務(wù)報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，隨著單片機的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化、科技化等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性。在國外發(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，保險柜等應(yīng)用較多，在國內(nèi)這方面發(fā)展也較快，不管自己開發(fā)或是引進都有，在重要地方應(yīng)用也較多，由于價錢比普通彈子鎖較貴，早幾年應(yīng)用較少，現(xiàn)在越來越普及到平?；?，未來的發(fā)展也會越來越被大眾采用，由于它的功能、安全是彈子鎖無法相比的[5]。目前大部分的鎖采用的都是機械式的，其最大的缺點是利用簡單工具就能很容易地把鎖打開。而設(shè)計的紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)能提高門禁系統(tǒng)的可靠性和安全性,適應(yīng)市場需要。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)、單片機控制技術(shù)、紅外遙控系統(tǒng)編碼及譯碼技術(shù)、電路設(shè)計與演示板制作技術(shù)等。第二步，使用PROTEL99完成原理圖，并設(shè)計PCB圖完成人工布線（后因PCB板損壞決定采用萬能板焊接的方法）。第四部，使用PROTEUS軟件進行模擬軟、硬件調(diào)試。2 紅外通信原理紅外遙控有發(fā)送和接收兩個組成部分。紅外接收完成對紅外信號的接收、放大、檢波、整形，并解調(diào)出遙控編碼脈沖。單片機 HX1838紅外發(fā)射電路 單片機 圖2 原理方框圖（編碼與解碼是一對逆過程，不僅在原理上是一對逆過程，在碼的發(fā)收過程也是互反的，即以前發(fā)射端原始信號是高電平,那接收頭輸出的就是低電平，反之亦然。紅外遙控具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易于實現(xiàn)等顯著優(yōu)點。紅外接收采用性能可靠的一體化紅外接收頭接收紅外信號，它同時對信號進行放大，檢波，整形，得到TTL電平的編碼信號，再送給單片機，經(jīng)單片機解碼并進行相關(guān)操作。039。139。前導(dǎo)碼：是一個遙控碼的起始部分，由一個9ms的高電平 ( 起始碼 ) 和一個4. 5ms的低電平 ( 結(jié)果碼 )組成，作為接受數(shù)據(jù)的準備脈沖。16 位操作碼：用來執(zhí)行不同的操作?！?調(diào)制 上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經(jīng)38kHz的載頻進行二次調(diào)制，然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。后16位為8位的操作碼和8位的操作反碼，用于核對數(shù)據(jù)是否接收準確。遙控串行數(shù)據(jù)編碼波形如下圖所示： 編碼波形 解調(diào)接收接收方一般使用HX1838一體化紅外線接收器進行接收解碼，當HX1838接收到38kHz紅外信號時，輸出端輸出低電平，否則為高電平。 紅外接收完成對紅外信號的接收、放大、檢波、整形，并解調(diào)出遙控編碼脈沖。3 硬件電路設(shè)計 整系統(tǒng)框圖 AT89C51 發(fā)射電路4*4鍵盤 復(fù)位電路