【正文】 按編碼分類，有兩種編碼方式，主要分為 RC5碼和 NEC碼 【 35】 。 NEC格式的特征： （ 1） 使用 16位客戶代碼 （ 2） 使用 8位數(shù)據(jù)代碼 （ 3） 引導碼間隔是 9 ms + ms 8 （ 4） 使用 38 kHz載波頻率 下圖為 接收頭上 觀察到 的波形： 圖 11 遙控信號周期波形 圖 12 引導碼間隔圖 NEC碼編碼原理如下： （ 1）數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)（組成） N E C 遙 控 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 格 式低 8 位 地 址 碼 高 8 位 地 址 碼 8 位 數(shù) 據(jù) 8 位 數(shù) 據(jù) 反 碼2 0 0 9 7 1 3 2 0 0 9 7 2 0前 導 電 平2 0 0 9 7 1 3 2 0 0 9 7 2 03 2 位 二 進 制 編 碼2 0 0 9 7 1 3 2 0 0 9 7 2 0連 發(fā) 代 碼4 . 5 m s2 . 5 m s 圖 13 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)圖 9 （ 2）“ 0”、“ 1”的表示方法： 圖 14 “ 0”和“ 1”的發(fā)射圖 2）紅外接收 本次設(shè)計采用的紅外遙控信號的接收集紅外接收和放大于一體 ， 不需要添加其他外圍電路 ，就可以輸出與 TTL電平兼容的信號。本次設(shè)計采用的是 VS_1838b。由原理圖可知，接收頭的三個管腳，只需要將 GND 接地 VCC 接入電源，另一根輸出線接入到單片機的外部中斷 1 口即 可。如下圖所示： 圖 17 led 連接圖 報警電路采用的是蜂鳴器， 由于蜂鳴器的工作電流一般比較大， 這將導致單片機的 IO 口無法直接進行驅(qū)動 【 6】 【 7】 。 蜂鳴器驅(qū)動 電路的外圍設(shè)計 ： 蜂鳴器、 三極管 再加上一個 1K 電阻接到單片機的IO 口上 。由于LCD 接的是單片機的 P0 口所以每個管腳要接一個 10K 的上拉電路，即 10K 排阻。 再考慮每個模塊需要加入的外圍電路，以及接入到單片機相應(yīng)的 IO 口，為了方便程序的修改，要嚴格按照仿真的接法接到單片機的管腳，本設(shè)計總體原理圖如下圖所示： 12 圖 19 總體原理圖 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 程序設(shè)計思路 本次設(shè)計的密碼鎖，采用的是雙控模式，即在主控模塊中有 4 4 矩陣鍵盤可以輸入 數(shù)字來進行改密 等功能， 同時也可以用遙控器來實現(xiàn) 。 其次是 1602LCD 顯示問題，先將 LCD 初始化，首行顯示提示語例如登陸界面 顯示 wele，開鎖是顯示 input code 等?？紤]到安全性，將會將數(shù)字顯示成 *，提示語及密碼均顯示在 LCD 的正中間以保證屏幕的整體美觀效果。 然后是 AT24c02 存儲器，防止密碼斷電丟失。讓 LCD 13 顯示 字符 的同時保存到 AT24c02 中。由前面的硬件介紹部分可知接收 頭 連接的是外部中斷 1，當 發(fā)射 器發(fā)送信號時，外部中斷 1 打開，此時進入中斷程序，遙控器的 21 個按鍵有各自的鍵碼值，同上述按鍵掃描采用 switch 語句可返回各個按鍵代表的數(shù)字及功能，以此來實現(xiàn)遙控器對密碼鎖的控制。即當接發(fā)光二極管接的 IO 口 為低電平時 led 點亮（可認為開鎖）。蜂鳴器是用三極管來驅(qū)動接入到單片機的 IO 口，如發(fā)光二極管，當 IO 口為低電平時蜂鳴器響。 算法與流程圖 鑒于密碼鎖在輸入密碼時可有矩陣按鍵及遙控器進行雙控，紅外遙控采用中斷的方式進行接收信號，先是按鍵的掃描，判斷是執(zhí)行某個任務(wù)還是將輸入密碼輸送到LCD1602 上面。先是遙控器發(fā) 射出紅外波，由接收部分將發(fā)射過來的信號轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過放大電路等將其還原成相應(yīng)的編碼信號，然后通過譯碼器譯碼，將相應(yīng)的解碼賦予不同的功能，從而進行對密碼鎖的控制，實現(xiàn)遙控效果。仿真圖如下圖 21 所示： 開始 紅外解碼 有紅外中斷？ 接收碼正確否？ 密碼對否？ 調(diào)用中斷解碼程序 紅外解碼 報警 開鎖 中斷返回 15 圖 21 整體仿真圖 仿真圖與 PCB 原理圖稍有差異，例如圖 中的存儲器 24c02 實物為 8 個管腳，但在 PROTEUS 仿真中卻只有六個管腳，其中少的兩個管腳：管腳 4 為 GND 即直接接地，管腳 8 為 VCC，為電源。另外，1602 本為 16 個管腳，在 PROTEUS 仿真中是 14 個管腳，管腳 3 調(diào)節(jié) 1602 亮度接 1K滑動變阻器。 為了保證程序可在實物中使用，每個芯片接入到單片機的 IO 口都會與 PCB 原理圖保持一致。 由于本次設(shè)計采用的是市場賣的遙控器，在 PROTEUS 中無法進行仿真，所以在 16 PROTEUS 仿真中只有主控模塊的原理圖。根據(jù)程序設(shè)計思路首先對矩陣鍵盤進行掃描，將對應(yīng)的 數(shù)字以 *的形式顯示到 1602 上，這里要考慮 1602 的寫地址。 系統(tǒng)硬件調(diào)試 1） 1602 顯示模塊 電源能夠供電并芯片沒有出現(xiàn)發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象說明焊接正確。若調(diào)節(jié)滑動變阻器 1602 依然不顯示，此時再看看程序中 1602 初始化函數(shù)是否有錯，再看硬件有沒有問題，本人在調(diào)試 1602的時候就遇到類似問題，電路與程序都完全正確， 1602 卻依然不能正常顯示， 有時會出現(xiàn)亂碼的現(xiàn)象，最后發(fā)現(xiàn)竟然是單片機沒有與插槽接觸完全，導致 1602 的控制端與單片機接觸不良，因此，會出現(xiàn)時而亂碼時而不顯示的狀況。 2）按鍵掃描 1602 能夠正常顯示之后再看通過按鍵掃描能不能將數(shù)字傳遞到 1602 顯示，首先檢測硬件電路是否完全通路，再將程序燒進單片機中，按下數(shù)字鍵看能否將數(shù)字顯示到 1602 制定的位置上，此時還要注意密碼不能超過六位數(shù)。 3）存儲器硬件調(diào)試 在 本次設(shè)計中，如上述介紹為了防止掉電丟失采用 AT24c02 進行存儲數(shù)據(jù)。按下解鎖鍵， LCD1602 首行顯示提示語，令一行則是顯示將要輸進去的密碼。錯誤，則燈滅，說明鎖已經(jīng)關(guān)閉。說明存儲器在讀密碼的時出現(xiàn)某些未知的錯誤。這說明原始設(shè)定的密碼在調(diào)用的過程中被某一句程序改寫。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)電路板上放置的芯片并不是 AT24c02，更換芯片后便能夠?qū)崿F(xiàn)開鎖，改密等功能。參考網(wǎng)上給的遙控器鍵碼值使用 swith 語句同矩陣按鍵掃描返回數(shù)字及調(diào)用功能函數(shù)。再將寫好的程序燒到單片機中，驗證通過則證明遙控器可以正確使用，再將兩個程序綜合到一起來實現(xiàn)雙控。若密碼正確模擬鎖 led 點亮并顯示 right，密碼 不正確 顯示 error 蜂鳴器 鳴叫 并跳轉(zhuǎn)到 最初的 界面。再一次鍵入設(shè)置的新密碼。然后切斷電源，重新給電路板供電，再次輸入密碼（輸入剛才設(shè)定的新密碼）， 1602 顯示 right 并模擬鎖發(fā)光二極管點亮。 6 總結(jié)與展望 確定研究課題之后，查閱相關(guān)資料，設(shè)計相應(yīng)的原理圖。另外要考慮仿真與實物的不同，所以在畫 PCB 板時，除了注意與仿真保持一致還要注意在實物中的效果，因此要考慮元器件封裝及接入器件的電阻大小等等。最艱難的應(yīng)該是對電路板的調(diào)試，雖然在仿真中效果了令人滿意，但當在實物中時卻達不到仿真的效果，這就要通過多次檢測，從每根線的焊接到每個芯片的管腳接通情況都要一一測量。本次 畢業(yè)設(shè)計 不僅僅是對我大學四年的檢測也是對我毅力的考驗，讓我在一次次 的打擊之后變得更堅強 。遇到不懂的問題實驗室那些經(jīng)驗豐富的同學都會過來給予建議，感謝他們的幫助。 參考文獻 [1] 張毅剛 . 單片機原理及應(yīng)用 （第二版） [M]. 北京 :高等教育出版社 , 2021: 1642. [2] 林伸茂 . 8051 單片機徹底研究基礎(chǔ)篇 [M]. 北京 :人民郵電出版社， 2021:24150. [3] 麥山，皮佑國 .基于單片機的協(xié)議紅外遙控系統(tǒng) [J].1998. [4] 邱玉春，李文俊 .單片機系統(tǒng)中的紅外通信接口 [J].2021:56163. [5] 張文崢 ,李先亮 ,張其善 .IrDA 紅外通信在導航儀中的應(yīng)用 [J]. 2021. [6] 康華光等 .電子技術(shù)基礎(chǔ)第 2 版 [M].北京 :高等教育出版社， 2021:10156. [7] 牛翌光 .單片機原理及接口技術(shù) [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2021： 3279. 附錄 1．元器件清單 元器件名稱及規(guī)格 數(shù)量 51 單片機 1 晶振 12MHZ 1 瓷片電容 30PF 2 電解電容 10 uF 2 USB 1 發(fā)光二極管 2 蜂鳴器 1 三極管 PNP 1 AT24C02 1 滑動變阻器 10K 1 排阻 10K 1 電阻 1K 4 按鍵 17 自鎖按鍵 1 電阻 10K 3 電阻 10 歐 1 2．源程序 include include //包含 _nop_()函數(shù)定義的頭文件 define uchar unsigned char define uint unsigned int define delayNOP()。_nop_()。_nop_()。 define dword unsigned long 19 define keypad P1 define PASSWORD_LENGTH 6 //不要超過 9 define PASSWORD_ADDR 0x10 define PASSWORD_ENTRY 0x08 define AddWr 0xa0 //寫數(shù)據(jù)地址，需要參考 24c02芯片文檔 define AddRd 0xa1 //讀數(shù)據(jù)地址 define default_passwords 123456 define default_entrywords 20210411 define wait_time 600 //等待 600s后關(guān)閉顯示屏，節(jié)電 uchar IRCOM[7]。 void delay1ms()。 void display()。 sbit IRIN=P3^3。//模擬鎖 sbit buzzer=P2^4。 while(x) { for (i = 0。 i++) {} } } sbit sda=P2^6。 dword time_value=0,passwords=123456。 uchar second=0,minute=0,hour=0。 uchar code tab1[]={Input code }。 uchar code tab3[]={Error }。 uchar code tab5[]={Input old code }。 uchar code tab7[]={Input code again}。 uchar code cls[]= { }。 uchar code tab9[]={ }。 /****************************LCD1602驅(qū)動 **************************/ define LCD_Data P0//數(shù)據(jù)接口 sbit rs=P2^0。 sbit en=P2^2。 void LCD_Init(void)。 void LCD_WriteCommand(uchar WCLCD)。 void DisplayListChar(uchar X, uchar Y, uchar code *DData)。} 21 void delay2(uint t) //延時函數(shù) ms { uint x,y。x0。y0。 } /****************************1602寫數(shù)據(jù)函數(shù) **************************/ void LCD_WriteData(uchar WDLCD) { rs=1。 en=1。 delay2(1)。 } /****************************1602寫指令函數(shù) **************************/ void LCD_WriteCommand(uchar WCLCD)//BusyC為 0時忽略忙檢測 { rs=0。 en=1。 delay2(1)。 } /****************************1602初始化函數(shù) **************************/ void LCD_Init(void) { LCD_WriteCommand(0x38)。 //開顯示 ,顯示光標 ,光標閃爍 LCD_WriteCommand(0x06)。 //設(shè)置光標指針 } /******************1602按指定位置顯示一個字符函數(shù) **********************/ void DisplayOneChar(uchar X, uchar Y, uchar DData) {