【正文】 omer has established in the EEPROM. If the password is correct, the system will urge the electromagic carrying out device to be turned on and locked, it is all right for people to enter the door。 本章闡述了紅外遙控智能密碼鎖的研究背景、現(xiàn)狀以及發(fā)展方向，明確指出了在家庭防盜門 系統(tǒng)中所面臨的問(wèn)題。它是解決重要部門出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施，適用各種場(chǎng)合，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫(kù)、機(jī)要室、辦公間、智能化小區(qū)、工廠、家庭等。遙控電路通常由遙控 發(fā)射、遙控接收、微處理器等幾塊集成電路及其外圍元件組成。 在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，智能密碼鎖技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用 [2]。 智能密碼鎖是在傳統(tǒng)的門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展 而來(lái)的。在出入人很多的通道鑰匙的管理很麻煩，鑰匙丟失或人員更換都要把鎖和鑰匙一起更換。密碼鎖的問(wèn)題是密碼容易泄露，又無(wú)從查起，安全系數(shù)很低 [3]。這個(gè)時(shí)期的門禁系統(tǒng)還停留在早期不成熟階段，因此當(dāng)時(shí)的門禁系統(tǒng)通常被人稱為電子鎖，應(yīng)用也不廣泛。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(jì)中，紅外遙控密碼鎖和 PC 機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)適時(shí)的、強(qiáng)大的管理，使得整個(gè)紅外遙控系統(tǒng)得到更好的完善。本設(shè)計(jì)的紅外線遙控智能密碼鎖就是將紅外遙控技術(shù)和單片機(jī)應(yīng)用相結(jié)合的一種方案 。 它與傳統(tǒng)鎖具的不同之處在于：它與微電腦相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)適時(shí)、智能控制管理功能。 密碼鎖具無(wú)需鑰匙，開啟方便，用途廣泛。電子式密碼鎖具以其高位數(shù)組碼、按鈕式操作、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，逐步取代機(jī)械密碼鎖。按鈕式開鎖，無(wú)需光照和電源，機(jī)件牢固，安全可靠，造價(jià)低廉，集機(jī)械式、電子式密碼鎖具優(yōu)點(diǎn)為一體，具有較好的市場(chǎng)發(fā)展前景和技術(shù)應(yīng)用價(jià)值[6]。隨著我國(guó)對(duì)外開放的不斷深入，高檔建筑發(fā)展很快，3 高檔鎖具市場(chǎng)的前景樂(lè)觀。在安防工程中，門禁系統(tǒng)的鎖具產(chǎn)品是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)安全性的重要設(shè)備，所以鎖具 產(chǎn)品的優(yōu)劣也關(guān)系了整個(gè)安防工程的質(zhì)量和驗(yàn)收 。而且， TCL 智能門鎖還采用智能編碼技術(shù)，抗強(qiáng)光干擾，使門鎖的功耗很低，降低更換門鎖電池的頻率。 在國(guó)外，美國(guó)、日本、德國(guó)的 智能密碼鎖保密性較好，并結(jié)合感應(yīng)卡技術(shù)，生物識(shí)別技術(shù)，使智能密碼鎖系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展。 課題主要解決系統(tǒng)在硬件和軟件兩方面的問(wèn)題。 本設(shè)計(jì)的 紅外遙控發(fā)射器直接采用市售的成品彩色電視機(jī)遙控器，型號(hào)為 SAA3010T。 當(dāng)然，電子產(chǎn)品的兼容性也是不容忽視的。除此之外， 程序還要完成基本的密碼修改和開鎖功能，并通過(guò)蜂鳴器長(zhǎng)時(shí)間鳴叫報(bào)警通知用戶。而智能密碼鎖是與紅外線遙控和單片機(jī)密不可分的。該信號(hào)被紅外接收二極管所接收變成電信號(hào)，再經(jīng)放大，限幅檢波及波形等處理后送入微處理器。它包括只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、隨機(jī)存?。ㄗx /寫）存儲(chǔ)器（ RAM）及專用數(shù) /模（ D/A）轉(zhuǎn)換器等單元電路。 接口電路介于 CPU 與被控制電路之間。 存儲(chǔ)器用來(lái)記憶或存儲(chǔ)各種控制參數(shù)，一般采用 EAROM（電可改寫只讀存儲(chǔ)器），它所存儲(chǔ)的信息可長(zhǎng)時(shí)間地保存下來(lái)，即使關(guān) 閉電源，存儲(chǔ)的信息也不會(huì)丟失。 單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在 EEPROM 中的密碼進(jìn)行比較。 52列單片機(jī) LCD1602 顯示 電 源 EEPROM 紅外接收部件 繼電器部件 蜂鳴器部件 圖 電子鎖具的組成框圖 5 方案一 本設(shè)計(jì)基于 STC8952 單片機(jī)系列，運(yùn)用兩塊單片機(jī)芯片，一片實(shí)現(xiàn)紅外解碼，一塊用來(lái)按鍵控制，數(shù)碼管顯示以及數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)查找資料確定各個(gè)模塊的功能及實(shí)現(xiàn)方法，先在軟件上進(jìn)行調(diào)試，再根據(jù)硬件修改調(diào)試軟件，最后將各個(gè)模塊合理組合在一起，達(dá)到預(yù)計(jì)的功能與目標(biāo)。紅外解碼部分澤與方案一一樣，只需要了解紅外遙控發(fā)射器的編碼，即可實(shí)現(xiàn)與方案一相同的功能。 紅外遙控發(fā)射電路 本電路使用的紅 外線遙控編碼芯片為 SAA3010T，該芯片常常用在彩電遙控器中，我們可以直接采用市售成品彩電遙控器。 發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、 LED 紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器，解調(diào)、解碼電路。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。 上述 “ 0”和 “ 1”組成的 42 位二進(jìn)制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。后 16 位為8位的操作碼和 8 位的操作反碼用于核對(duì)數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別 “ 0”和 “ 1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) “ 0”、“ 1”均以 的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同， “ 0”為 ,“ 1”為 ,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別 “ 0”和 “ 1”。 根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待 9ms 的起始碼和 的結(jié)果碼完成后才能讀碼。 7 3 紅外遙控密碼鎖的設(shè)計(jì) 元件的選用 為使基于單片機(jī)控制的紅外線遙控密碼鎖在實(shí)際使用過(guò)程中方便快捷，并且具有較高的性 能 /價(jià)格比，所以對(duì)該系統(tǒng)的元器件作了精心挑選。其中， STC89C52 單片機(jī)是整個(gè)電路的核心，它控制其他模塊來(lái)完成各種復(fù)雜的操作；紅外線一體化接收頭負(fù)責(zé)接受命令；繼電器是開鎖執(zhí)行部件；發(fā)光二極管和蜂鳴器用來(lái)提示和報(bào)警。其主要特點(diǎn)為采用 Flash 存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與 MCS51完全兼容，且采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制 造，將多功能 8 位CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，可以很快被中國(guó)廣大用戶接受。 89C51 有很寬的工作電源電壓，可為 ～ 6V,當(dāng)工作在 3V 時(shí)，電流相當(dāng)于6V 工作時(shí)的 1/4。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。 （ 2） AT89C51 的功能描述 AT89C51 是一種低損耗、高性能、 CMOS 八位微處理器，片內(nèi)有 4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入 /擦除 1000 次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為 十年。 AT89C51 可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本?？捎?5V電壓編程 ,而且擦寫時(shí)間僅需 10 毫秒，僅為 8751/87C51 的擦除時(shí)間的百分之一 ,與 8751/87C51 的 12V電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒(méi)有兩種電源的要求，改寫時(shí)不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。 AT89C51 芯片提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。 （ 3） AT89C51 引腳功能 AT89C51 單片機(jī)為 40 引 腳芯片，如上圖 。 P0 口也用以輸出外部存儲(chǔ)器的低 8 位地圖 1 址。 ② P1 口是專門供用戶使用的 I/O 口，是準(zhǔn)雙向口。不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口也可以作為用戶 I/O 口線使用， P2 口也是準(zhǔn)雙向口。作為第一功能使用時(shí)操作同 P1 口。 控制口線 RESET(復(fù)位控制 )、 PSEN(片外選取控制 )、 ALE/PROG(地址鎖存控制 )、 PSEN（選通信號(hào)）、 EA/VPP(片外存儲(chǔ)器選擇 )、 XTAL1 /XTAL2（晶震）； RST：當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編 程脈沖；在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 EA/VPP ：當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 （ 4） 操作方法 ① 程序存儲(chǔ)器加密。 ② 工作模式。間歇模式是由軟件來(lái)設(shè)置的 ,當(dāng)外圍器件仍然處于工作狀態(tài)時(shí)， CPU 可根據(jù)工作情況適時(shí)地進(jìn)入睡眠狀態(tài)，內(nèi)部 RAM 和所有特殊的寄存器值將保持不變。 掉電模式是 VCC 電壓低于電源下限，振蕩器停止振動(dòng)， CPU停止執(zhí)行指令。只有 VCC電壓恢復(fù)到正常工作范圍而且 在振蕩器穩(wěn)定振蕩后，通過(guò)硬件復(fù)位掉電模式可被終止。采用這個(gè)芯片的遙控器非常普遍，很容易買到，且價(jià)格也便宜。 11 SAA3010 引腳說(shuō)明： X7（ IPU）：識(shí)別來(lái)自矩陣鍵盤的輸入。 Z0Z3（ IPU）：識(shí)別來(lái)自矩陣鍵盤的輸入。 DATA（ OP3）：產(chǎn)生輸出信號(hào)。 VSS：地。 OSC（ I）：精準(zhǔn)輸入。 TP1（ I）：測(cè)試點(diǎn) 1。 VDD（ I）： 電壓供應(yīng)。在第一次按下遙控按鍵后芯片要經(jīng)過(guò) 16 位的防抖動(dòng)時(shí)間和 2 位掃描時(shí)間才會(huì)發(fā)送第一幀數(shù)據(jù)。在解碼時(shí)可以用定時(shí)采樣的方式進(jìn)行解碼，一個(gè)為采樣二次，分別在為波形的三分子一和三分子二處進(jìn)行采樣，如位 1 用這種方法采樣的值就是 0和 1，如下圖 所示。如圖 所示 ： 圖 輸出波形 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別 “0”和 “1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) “0”、 “1”均以 的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同， “0”為 ,“1”為 ,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別 “0”和 “1”。 遙控接收電路 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，圖 示： 圖 SM0038引腳圖 紅外線接收電路如圖 所示： 圖 紅外線接收電路 SM0038 芯片介紹