【正文】 ........................ 46 5 1 緒論 選題的依據(jù)及意義 現(xiàn)在，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，單片機技術(shù)已經(jīng)深入到了人們生活的各個層面及領(lǐng)域，各種各樣的電子產(chǎn)品也正在不斷地向著高、精、尖技術(shù)發(fā)展。該系統(tǒng)具有體積小，成本低，性能可靠，使用方便等特點。使用 PT2262， PT2272芯片來實現(xiàn)信號的編碼和解碼。使用戶在一定范圍內(nèi)的任何位置都能對保險箱進行開啟，可以提高密碼的安全性，克 服了固定鍵盤式密碼鎖的不足。 1 廣州大學(xué)松田學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 基于 AT89C52單片機的自動告警密碼鎖的設(shè)計 _ 2 基于 AT89C52 單片機的自動告警密碼鎖的設(shè)計 摘要： 隨著電子工業(yè)的發(fā)展， 當今智能電子密碼鎖技術(shù)也在不斷更新，特別是單片機在該領(lǐng)域的應(yīng)用正 不斷地向著高、精、尖技術(shù)發(fā)展 ，無論功能性，穩(wěn)定性都比較全面。 將無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)。 本系統(tǒng)就是基于單片機實現(xiàn)對密碼鎖遠程控制的研發(fā)，其硬件設(shè)計由遙控發(fā)射和遙控接收兩個子系統(tǒng)組成，接收部分主要以 AT89C52單片機為核心。另外，結(jié)合 移植性及可讀性強的 C語言 程序來實現(xiàn)開鎖、報警和顯示等功能，同時，采用 EEPROM存儲器 AT24C02使得系統(tǒng)在掉電狀態(tài)下，仍能夠保存密碼信息。 關(guān)鍵詞： 遙控技術(shù) 密碼鎖 編碼 解碼 單片機 3 Design of automatic alarm password lock based on MCU Abstract： With the development of the electronics industry, today39。在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，處于安全方面的需要性，許多電子密碼鎖已廣泛進入了人們的生活和工作。根調(diào)查，市場上的保險箱鎖有以下幾種形式：機械式、電子式、磁卡式、智能 IC 卡式、指紋式等，電子式的密碼鎖市場占有量最大，其原因是它的成本相對較低，保密性高，使用靈活性好，操作簡單，而且還 它克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點 。這就使得用戶在操作時沒有隱蔽性，極易被人看見和偷拍而使得密碼不安全，因而操作的安全性不是很高。此外，采用特定的編碼解碼技術(shù)還可以防止無線電波的相互干擾，抗干擾能力很強。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 從目前的技術(shù)水平和市場認可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，鍵盤式電子密碼最突出的優(yōu)點是“密碼”是記在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既 準確又可靠，不會丟失，難以被竊。當然，密碼又不能太復(fù)雜，太復(fù)雜了可能自己都糊涂了，或者輸入密碼操作成功率低，造成使用不便。總之，盡管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤式電子密碼防盜鎖仍然在市場上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。無線電遙控的優(yōu)點也是傳輸信息量可以很大、速度快、人眼識別不出來，但發(fā)射的信號彌散空間，容易被儀器捕獲，因此適合采用“變化的密碼”，這樣即使捕獲了當時的信號也無利用、復(fù)制的價值。 再者，卡式電子防盜鎖是當前最為活躍的產(chǎn)品，無論卡的種類如何多種多樣，按照輸入卡的操作方式，都可分為接觸式卡和非接觸式卡兩大類。儲存信息量大是卡的優(yōu)勢，它不僅作為鑰匙，還可載入多項個人信息，特別適合金融業(yè)注重“驗明正身”的行業(yè)特點，而且一卡多用帶來持卡人的便利。 總之，當今智能電子密碼鎖在飛速發(fā)展，特別是單片機的應(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。發(fā)展前境是非常大的。 遙控發(fā)射器和遙控接收電路，存儲電路和鍵盤顯示電路 在 10米范圍內(nèi)用遙控器對保險箱進行開啟操作 可設(shè)置兩組密碼 ，用戶可修改密碼，密碼位數(shù)可在 1～ 8位任意設(shè)置 在任何掉電情況下，原設(shè)定密碼保持不變 二、主要特色 該裝置是以單片機為核心的遙控密碼鎖的硬件部分。將無線電遙控技術(shù)與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)，使用戶在有效工作范圍內(nèi)的任何位置都能對保險箱進行開啟，可以提高密碼的安全性，克服了固定鍵盤式電子密碼鎖的不足。 系統(tǒng)組成框圖及工 作原理 該遙控密碼鎖系統(tǒng)由兩部分組成：遙控發(fā)射器和遙控接收電路。本次設(shè)計將常用的 PT2262 作為編碼芯片。要使解碼芯片 PT2272 能夠正常地接收并解碼信號產(chǎn)生輸出就必須使其地址位的狀態(tài)與編碼芯片 PT2262的地址狀態(tài)完全相同，也就是說，只要解碼芯片 PT2262和編碼芯片 PT2262 的地址位同時接地，接高電平或懸空，那么解碼芯片就會有數(shù)據(jù)輸出。當沒有按鍵按下時，電源截斷，遙控發(fā)射器的靜態(tài)功耗為零。 圖 遙控接收原理框圖 要說明的是框圖中的驅(qū)動輸出包括：蜂鳴器的報警和繼電器的開鎖等。在不使用遙控發(fā)射器的時候，固定鍵盤上的任意一個按鍵按下時，單片機硬件復(fù)位，單片機從掉電模式轉(zhuǎn)入正常工作模式，完成密碼的比對，產(chǎn)生驅(qū)動輸出。另一方面，單片機內(nèi) CPU 訪問存儲器、Ｉ /Ｏ接口的信息傳輸線（即總線 —— 地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）大多數(shù)在芯片內(nèi)部，因此不易受外界的干擾。 單片機種類很多， 8位單片機有 MCS51系列、 PIC系列等， 16位單片機有 Intel MCS96系列等。目前， 8為單片機以 Intel MCS51系列單片機的品種最多，接口芯片以及應(yīng)用軟件也非常豐富。 同時， AT89C52 具有以下特點： ● 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 ● 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器且可 反復(fù)擦除 ● 32 個可編程 I/O 口線 ● 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 ● 八個中斷源兩級中斷處理 ● 全雙工 UART 串行通道 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 因此，綜合上述 AT89C52 的特點， 選用 AT89C52 單片機作為遙控接收系統(tǒng)的中央處理器，完全能夠滿足此次設(shè)計的要求。 AT89C52 最小系統(tǒng)主要由單片機、時鐘電路、復(fù)位電路等基本組成，所謂最小系統(tǒng)就是具有上電復(fù)位和手動復(fù)位功能；能夠使用單片機片內(nèi)程序存儲器；具有基本的人機交互接口，按鍵輸入， 10 LED顯示功能；具有一定的可擴展性，單片機 I/O口可方便地與其他電路板連接。 任何工作都按時間順序。一般由晶體震蕩器、晶震控制芯片和電容組成 。 AT89C52 內(nèi)部都有一個反相放大器， XTAL XTAL2 分別是反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件就組成震蕩器產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件。片內(nèi)振蕩器的震蕩頻率 fOSC非常接近晶振頻率，一般多在～ 12MHz 之間選取，這次畢設(shè)用的時鐘頻率是 6MHz。圖 11 C C4 是反饋電容，其值在 5pF～ 30pF 之間選擇 ,其典型值是 30Pf。作用有兩個：其一是使振蕩器起振，其二是對振蕩器的頻率 f起微調(diào)作用（ C C4 大， f變小）在設(shè)計印制版時，晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機芯片靠近，以減小寄生電容，保證振蕩器可靠的工作，一般采用瓷片電容。 P0— P3 口輸出高電平，初始值 07H 寫入堆棧指針 SP、清 0程序計數(shù)器 PC 和其余特殊功能寄存器。 RST/Vpd 從高電平變成低電平時，單片機將從 0 號單元開始執(zhí)行程序。 12 單片機在啟動運行前都要復(fù)位，使微處理器和系統(tǒng)中的其他部件都處于初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作。一個電阻 R2至 Vss(地 ),當按下復(fù)位鍵時， 74LS04給單片機的 RST 端一個高電平，就能實現(xiàn)上電自動復(fù)位。倒向器從上電開始輸出一個完整的正脈沖，只要該脈沖能夠保持 10ms 以上，就可使 CPU 有效復(fù)位。圖 中 R1=51kΩ ,R2=200Ω， C4=100nF, C3=22uF。如果頻率降低，可以適當加大電容 C3。在經(jīng)過查詢資料 且對比了一些比較完善的模塊后，最終鎖定在以下兩個方案： 方案一：選用 TDC1808 發(fā)射模塊和 MC145026 編碼芯片組合來完成遙控的發(fā)射部分。發(fā)射模塊 TDCl808 在出廠時已將發(fā)射頻率調(diào)在 250350MHz 之間，可提供 l0種頻率使用。因此可外接各種調(diào)制信號來構(gòu)成發(fā)射電路 。 編碼器MC145026 由時鐘振蕩器、分頻器、地址 /數(shù)據(jù)編碼輸入電路以及數(shù)據(jù)選擇與緩沖器等幾部分構(gòu) 成。地址 /數(shù)據(jù)編碼輸入電路將輸入的不同地址及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的編碼信號，以不同脈沖寬度及數(shù)目來表征不同指令。 其 引腳圖如下： 14 圖 MC145026引腳圖 則以下是 MC145026 的各引腳功能： Rs， R， C：這三個引腳是供編碼器振蕩電路外接 RC 元件。 Dｏ：編 碼數(shù)據(jù)輸出端。 Vdd：電源正極端，工作電壓范圍為 — 18V。其中每位都可有三種狀態(tài)：高電平、低電平、開路。數(shù)據(jù)從第 15腳 Do串行輸出，每位數(shù)據(jù)用兩個數(shù)字脈沖表示，兩個連續(xù)的寬脈沖表示“ 1”，兩個連續(xù)的窄脈沖表示“ 0”，一寬一窄則表示“開路”。 TE為低時有效，發(fā)送數(shù)據(jù)， 1個發(fā)送周期將 9 位數(shù)據(jù) A0— A8 重復(fù)發(fā)送 2次。 方案二：采用 F05C 發(fā)射模塊和 PT2262 編碼芯片組合來實現(xiàn)遙控的發(fā)射部分。 PT2262 發(fā)射芯片地址編碼輸入有 “1” 、 “0” 和 “ 開路 ” 三種狀態(tài)，數(shù)據(jù)輸入有 “1” 和 “0” 兩種狀態(tài)。該 編碼 信號是 從輸出端 Dout 輸出，通過 F05C 發(fā)射裝置 發(fā)射出去 。 遙控發(fā)射模塊是 按鍵、 編碼芯片 PT2262 和 無線發(fā)送裝置 組成，其電路圖如下： 16 圖 遙控發(fā)射電路 PT2262 的 1013 腳接的四個按鍵開關(guān)（即 D0D3），作為數(shù)據(jù)輸入端，隨著按鍵的按下數(shù)據(jù)段輸入也會隨之變化。 PT2262 工作時，由 10到 13 腳輸入的數(shù)據(jù)和地址端的地址在芯片內(nèi)部進行編碼，再從 17腳輸出至 F05C。 17 F05C 輸入端平時應(yīng)處于低電平狀態(tài)，輸入的數(shù)據(jù)信號應(yīng)是正邏輯電平，幅度最高不應(yīng)超過 F05C 的工作電壓。 FO5C系列采用 AM方 式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號停止，發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與 FO5C用電阻而不能用電容耦合，否則 FO5C 將不能正常工作。當高電平脈沖寬度在 時發(fā)射效果較好，大于 1ms 后效率開始下降；當?shù)碗娖絽^(qū)大于 10ms，接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾 (即零電平干擾 )而引起不解碼。 顯然，以上兩種方案在功能上相差不大，而且穩(wěn)定性也比較好， 在經(jīng)過市場調(diào)查以及大概的設(shè)計預(yù)算后，決定選擇電路相對簡單一點的 PT2262 與 F05C 組合成的發(fā)射模塊，不但能夠滿足此次設(shè)計的要求，且在價格上也便宜了不少。既然前面選擇了 PT2262和 F05C的配套，那么就可以知道此次設(shè)計在遙控接收這部分，本人依然會用 PT2272 與 J04E的組合來完成遙控的接收。 方案一： 選用 TDC1809 接收模塊和 MC145027 解碼芯片組合來完成遙控的發(fā)射部分。其引腳圖如下 : 圖 MC145027引腳圖 其該芯片的作用與 MC145026 對應(yīng)，因為前面有過介紹，所以在此不再贅述。 R C1:這兩個引腳所接的電阻和電容用于確定接收到的信息是窄脈沖還是寬脈沖。 R2/C2：該引腳連接的電阻與電容用于確定檢測接收終止與發(fā)送終止。即可以確定引腳上的數(shù)據(jù)是否保持了 4 個數(shù)據(jù)周期的低電平，也就是判斷發(fā)送是否結(jié)束。由于 MC145027 只有 5個地址位，最多只能控制 243 個分機。 D0— D3