【正文】 半雙工方式，即通信的某一方發(fā)送和接收是交替進行的。 ⑵ 利用軟件來加密和解密，加強密碼的安全性。 ⑷ 要有鑰匙丟失之后，可將該鑰匙報廢的功能。 ⑵ 紅外傳輸要有 1M 以上的距離。 ⑷ 單 片機內(nèi)的序列號是產(chǎn)品在出廠時就已經(jīng)設(shè)定，無法更改。它通過一個 RS232串行通信接口將紅外鑰匙和 紅外遙控門鎖連接 到計算機。 RS232C標 準傳輸信號采用 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。 RS232C通信口與計算機連接常用 DB25插座和 DB9插座，其接口連線分三種：信號線、握手線與地線。 紅外鑰匙（從機）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)部存儲了本套系統(tǒng)的序列號、注冊及加密方法等信息。在待機狀態(tài)下，整個紅外鑰匙系統(tǒng)工作在完全掉電方式，當有鍵盤按下，系統(tǒng)上電工作，發(fā)射 一個信息給主機，然后接收了主機發(fā)過來的隨機密碼信息，再將接收到的休息加密經(jīng)紅外線調(diào)制后發(fā)射出去。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)，整個系統(tǒng)除了實時時鐘電路和紅外檢測開關(guān)外，均不加電。收到信息后就產(chǎn)生一個隨機數(shù)發(fā)送給從機，當接收到經(jīng)過從機將發(fā)過去的隨機數(shù)與本套系統(tǒng)序列叫加密后的信息，就解密并檢驗解密后的序列號是否正確，否就繼續(xù)等待，是就通過。 注冊協(xié)議： 第一步：同上； 第二步：不同時同上；相同時，發(fā)送“注冊啦”＋密碼； 第三步：從機：保存密碼，將密碼返回給主機 ； 主機：密碼對了，注冊完畢，發(fā)送“結(jié)束 ”，不對重發(fā)。 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，具有很強的抗干擾能力，外圍電路簡單，使用很方便，而且價格也很低。 但是，專用芯片也有致命的弱點：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，會產(chǎn)生安全漏洞。 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。 PT2262把 6位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，減輕編程負擔，使傳輸速度更快 。 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。 方案三：微處理器單獨解決方案。 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)動紅外發(fā)光二極管，發(fā)射紅 8 外數(shù)據(jù)。 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，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雜性，有利于降低成本，減小遙控器的體積。 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擔，使得紅外編碼非常靈活，所以采用該方案。 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，當接收到較強的信號是保護 VT1。 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)臏蚀_性。 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。 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。 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。 當紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號經(jīng)空間傳送到 TL1838時，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行處理。當接收到頻帶內(nèi)的紅外信號時， TL1838接收器會輸出低電平，否則數(shù)據(jù)高電平，從而 “ 將時斷時續(xù) ” 的紅外信號解調(diào)成原來的連續(xù) 方波信號。而且它的工作電壓是 ～ ，有效傳輸距離為 15M,是一款性價比很高的紅外一體化接收頭。 紅外鑰匙（從機）子系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)紅外遙鑰匙（從機）的功能需求 和總體設(shè)計方案，建立紅外鑰匙（從機）的邏輯框圖，如圖 37所示。 圖 38 數(shù)據(jù)存儲電路 紅外鑰匙（從機）的加密程序和主機產(chǎn)生的密碼存放在 AT24C02 中，當需要更改或讀取密碼時，只需對 AT24C02 里的數(shù)據(jù)更改或讀取。 芯片介紹： AT24C01 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 I2C串行 E2PROM。芯片 至 6V的工作電壓，可擦寫 100 萬次，數(shù)據(jù)保存可長達 100 年， 提供 8腳 DIP 和 SOIC 封裝。 管腳介紹： WP：寫保護。將該管腳接地或懸空，可以對器件進行讀寫操作 SCL：串行時鐘腳串行輸入輸出數(shù)據(jù)時，該腳用于輸入時鐘。該腳為射 （漏）極開路輸出，需接上拉電阻。用于芯片尋址。 器件地址的約定： 主器件在發(fā)送啟動命令后開始傳送，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。最后一位為讀寫控制位。 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)送一個應(yīng)答信號。 AT24C02 應(yīng)答時序如圖 10 所示 圖 310 AT24C01應(yīng)答時序 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。 AT24C01再響應(yīng)一個應(yīng)答信號，主器件產(chǎn)生一個停止信號；然后， AT24C01啟動內(nèi)部寫周期。 圖 311 AT24C01字節(jié)寫時序 頁寫 頁寫操作時，最多可以一次向 AT24C01中寫入 8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 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，先前寫入的數(shù)據(jù)被自動覆蓋。頁寫時序如圖 311 所示。 立即地址讀： AT24C01 的地址計數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1。主機產(chǎn)生一個停止信號。 14 圖 312 AT24C01立即地址讀時序 選擇地址讀 選擇 /隨機讀操作允許主機對寄存器的任意字節(jié)進行讀操作。 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)。AT24C01 選擇地址讀如圖 313所示。在 AT24C01發(fā)送完 8位一字節(jié)數(shù)據(jù)后，主機產(chǎn)生一個應(yīng)答信號來響應(yīng)，告知 AT24C01 主機要求更多的數(shù)據(jù)，對應(yīng)每個主機產(chǎn)生的應(yīng)答信號 AT24C01 將發(fā)送一個 8 位的數(shù)據(jù)字節(jié)。 從 AT24C01 輸出的數(shù)據(jù)按順序輸出，由 N 到 N+1。當超過 E（對于24C01, E=255）字節(jié)數(shù)據(jù)被讀出時，計數(shù)器將循環(huán)計數(shù)繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。 15 圖 314 AT24C01連續(xù)讀時序 紅外遙控門鎖子系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)紅外遙控門鎖的功能需求和總體設(shè)計方案，建立紅外遙控門鎖的邏輯框圖，如圖315 所示。電路參見下面的電路總圖。 3． 5． 3 紅外發(fā)射模塊設(shè)計 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）的發(fā)射模塊幾乎相同，具體設(shè)計在方案比較部分已做詳細的論述，在此不再贅述。 3． 5． 5 工作指示模塊設(shè)計 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。 單片機 AT89S52 資源豐富，內(nèi)含一個 8 位的微處理器（ CPU）， 8kB 的片內(nèi)程序存儲器 ROM（ Read Only Memory）， 256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM（ Random Access Memory），四個 8 位并行 I/O 接口 P0－ P3，三個定時 /計數(shù)器，五個中斷源，一個全雙工通用異步接收發(fā)送器 UART（ Universal Asynchronous Receiver Transmitter），有片內(nèi)震蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，內(nèi)部晶振 ，內(nèi)置看門狗定時器 WDT（ Watch Dog Timer）和在系統(tǒng)編程 ISP（ In System Program） 6 .50。為了方便單片機引腳的使用，將單片機所有 I/O 口引腳用接口引出。 電路設(shè)計時，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（從機只加 C2）。它運行于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，該軟件的特點是：①實現(xiàn)了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。③提供軟件調(diào)試功能。④具有強大的原理圖繪制功能。本章介紹 Proteus ISIS 軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。 程序是在 Windows XP 環(huán)境下采用 Keil uVision 2 軟件編譯的，可以實現(xiàn)單片機對紅外對管的查詢、電機方向的確定等功能。點滴速度監(jiān)控 21 系統(tǒng)的各種功能的實現(xiàn)主要是通過調(diào)用具體的子程序。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 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、仿真等整個開發(fā)流程。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標文件 (.OBJ)。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標準的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對 目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 22 紅外數(shù)據(jù)發(fā)射模塊設(shè)計 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。其模塊框圖如圖 4－ 3 所示。 數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收以數(shù)據(jù)包的形式進行，數(shù)據(jù)包的開始為起始標志 STX，隨后為數(shù)據(jù)塊的長度、和數(shù)據(jù)塊內(nèi)容，最后為校驗碼及數(shù)據(jù)包結(jié) 束標志 EXT。數(shù)據(jù)塊長度和校驗碼各占 2個字節(jié)，數(shù)據(jù)塊最大長度為 32 個字節(jié)，數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容為發(fā)送者身份標識、指令、和數(shù)據(jù)，發(fā)送者身份標識和指令各占 1 個字節(jié)，用 ASCII 字符表示，具體參見各個子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述。定時器用于測量兩 個脈沖串之間的時間間隔，設(shè)定工作于方式 1，定時常數(shù)為零，每次啟動測量前，定時器均清零。考慮到發(fā)射器和接收器中斷響應(yīng)的延遲以及接收器信