1、摘 要紅外遙控電子密碼鎖是將紅外遙控技術和單片機技術應用相結合的一種電子設備。紅外電子密碼鎖能實現多種控制功能，有較好的市場發展潛力。針對傳統的機械鎖的各種缺點和重要部門安全性需求，設計了一種紅外遙控電子密碼鎖，可以滿足安全方面的要求。密碼鎖電路主要由紅外線編碼電路、紅外線解碼開鎖電路、掉電保護電路、聲光提示報警電路、鍵盤及顯示電路等組成。系統能完成開鎖、出錯報警、超次鎖定、修改用戶密碼等基本功能，并且能實現遙控、掉電存儲等功能。關鍵詞 電子密碼鎖；紅外遙控；單片機；掉電保護abstractthe electronic password lock is based on infrared re

2、mote control. it is the design of combining technical application of the micro-control unit with infrared remote control technology. a lot of functions are accomplished and it has good market perspective and the value of technical application. this electronic password lock not only meets safety requ

3、irements, but also be able to adapt to the needs in some special environment. the circuit of password lock consists of infra-red coding circuit, infrared decoder circuit, the protecting circuit of drop electricity, sound and light alarm circuit, the keyboards and display circuit. this system has the

4、 basic function of opening the lock, alarming the error prompt and modifying the password of the users as well as the function of remote control, protecting drop electricity and saving, the hint of sound and light etc. key words electronic password lock infrared remote control single chip microcupte

5、r protecting of dropping electricity目 錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1電子密碼鎖的優點11.2市場潛力1第2章 系統的設計方案22.1本系統設計的任務22.2設計方案的選擇22.3系統的控制與性能42.4 系統組成42.5 本章小結5第3章 系統的設計63.1 stc89c52單片機63.2單片機串行通信原理83.2.1串行通信83.2.2串行通信中i/o和數據傳送93.3紅外通信原理93.4硬件電路設計103.4.1紅外發射部分的設計103.4.2本機電路的設計113.5 本章小結14第4章 程序設計154.1模塊介紹154.2程序流程圖

6、154.3 本章小結16第5章 仿真結果分析175.1仿真軟件175.2紅外遙控電子密碼鎖仿真結果175.3紅外遙控電子密碼鎖的實物圖185.4本章小結20結論21參考文獻22致謝23附錄24第1章 緒論1.1電子密碼鎖的優點電子密碼鎖是一種通過輸入密碼來控制電路或單片機工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、關鎖任務的電子產品。這樣使開鎖更加方便，更加安全。電子密碼鎖有以下優點：1保密性好，編碼量多。隨機開鎖成功率幾乎為零。2密碼可變。 用戶可以經常更改密碼，防止密碼被盜。3密碼保護。當輸入密碼多次錯誤時，報警系統自動啟動。4遠程控制，更加方便，更加安全。1.2市場潛力隨著人們生活水平的提高

7、，人們的財富不斷積累，如何實現家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統的機械鎖由于其構造的簡單，被撬的事情已經屢見不鮮，安全防盜已成為社會問題。而鎖自古以來就是把守門戶的，人們對它要求甚高，既要安全可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長期以來所致力的。目前國內，大部分人使用的還是傳統的機械鎖。然而，眼下假冒偽劣的機械鎖泛濫嚴重。機械鎖的弊端為一種新型的鎖電子密碼鎖，提供了發展的空間。紅外線遙控電子密碼鎖是一種新型的現代化安全管理系統，它涉及電子，機械，光學，計算機技術，通訊技術等新技術。它是解決重要部門出入口實現安全防范管理的有效措施，適用各種場合，如銀行、賓館、機房、軍械庫、機要室、辦公間、

8、智能化小區、工廠、家庭等場所。紅外遙控技術在工農業生產，通信技術，家用電器等多種領域中得到了廣泛的應用，特別是在門禁系統中的應用，更加受到了人們的矚目。本設計的紅外線遙控電子密碼鎖就是將紅外遙控技術和單片機應用相結合的一種方案。它的特點是：抗干擾能力強，工作可靠，使用方便，具有較強的隱蔽性、保密性。 密碼鎖無需鑰匙，開啟方便。傳統的機械密碼鎖的位數低(3位數左右)、重碼率高、安全性差、開啟操作不便。電子式密碼鎖具有高位數組碼、按鈕式操作、安全 ，可靠等優點，逐步取代機械密碼鎖。紅外遙控電子密碼鎖由于其保密性高，使用靈活性好，可近距離遙控，安全系數高。市場前景看好。第2章 系統的設計方案2.1本

9、系統設計的任務要求設計一個紅外遙控電子密碼鎖控制器1，能實現紅外遙控，修改密碼，顯示提示，開鎖聲光提示，出錯報警，超次鎖定等功能。2.2設計方案選擇(1)遙控器部分方案一：采用遙控專用芯片專用紅外編碼芯片種類很多，如日本三菱公司的m50426ap、pt2262、等，此類芯片一般集載波振蕩、編碼、發射于一體，具有很強的抗干擾能力，外圍電路簡單，使用很方便，而且價格也低廉。通用的遙控器上大多使用此類專用芯片，節約成本。但是，專用芯片也有致命的弱點：其一是專用芯片的應用靈活性很差，其內部編碼已經固定，無法修改內部數據，不適用于經常需要改動傳送數據的場合；其二專用芯片幾乎都是面向指令型的編碼遙控方式，

10、傳輸效率較低；其三大多數的專用芯片的內部編碼及技術數據已經公開，會產生安全漏洞。方案二：采用單片機控制使用單片機的i/o口直接產生 38khz已調波，驅動紅外發光二極管，發射紅外數據。38khz方波由cpu的定時器產生或由軟件編程產生。紅外編碼工作由軟件完成，因此，紅外編碼方案可以任意設計，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。由于使用軟件編碼方案，占用了cpu 的一定的時間，cpu處理速度受到一定的影響，但是，對于遙控器這一類功能比較單一的系統來說，處理任務比較少，根本影響不了 cpu 的處理效率。 顯然，方案二既可滿足題目要求，電路又非

11、常簡單，硬件成本又很低，只是增加了軟件的編程負擔，使得紅外編碼非常靈活，所以采用第二個方案。系統方框圖2-1所示4*4鍵盤顯示發射部分at89s52單片機圖2-1 紅外遙控方框圖(2)本機部分方案一：采用數字電路控制2。該方案原理圖如圖2-2所示。圖2-2 數字密碼鎖電路方案采用數字密碼鎖電路的好處就是設計簡單。用以74ls112雙jk觸發器構成的數字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制部分，共設了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵。鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過40秒，電路將報警80秒，若電路連續報警三次

12、，電路將鎖定鍵盤5分鐘，防止他人的非法操作。電路由兩大部分組成：密碼鎖電路、備用電源(ups)，其中設置ups電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效。密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執行電路、報警電路、鍵盤輸入次數鎖定電路等。at89s52單片機晶振at24c08掉電存儲紅外接收模塊lcd顯示復位電磁鎖電路報警控制電路4*4鍵盤電路圖2-3 單片機控制方案方案二：用單片機控制。利用單片機靈活的編程設計、豐富的io端口，及其控制的準確性，不但能實現基本的密碼鎖功能，還能添加掉電存儲、聲光提示和遙控控制功能。故本設計采用第二種方案2.3 系統的控制與性能為了提高電子密碼

13、鎖的安全性和可靠性3，紅外遙控電子密碼鎖除了在器件選擇上采取措施外，在設計中還要求采用單片機技術、模擬電子技術、數字電子技術以及紅外光學等技術。紅外遙控技術在工農業生產，通信技術，家用電器等領域中得到了廣泛的應用，特別是在門禁系統中的應用，更是受到了世界的矚目。本設計的紅外線遙控電子密碼鎖就是將紅外遙控技術和單片機應用相結合的一種方案。它的優點是：抗干擾能力強，工作可靠，使用方便，具有較強的隱蔽性、保密性。 密碼鎖無需鑰匙，開啟方便，用途廣泛。傳統的機械密碼鎖的位數低(在3位數左右)、安全性差、開啟操作不便。電子式密碼鎖具有高位數組碼、按鈕式操作、安全 ，可靠等優點，逐步取代機械密碼鎖。該設計

14、使用密碼控制技術，克服了傳統機械式密碼鎖具的缺陷，具有電子式密碼鎖具的特點。同時它的機件牢固，安全可靠，造價低廉，集機械式、電子式密碼鎖具的優點為一體。2.4 系統組成電子密碼鎖在今天之所以能得以廣泛的應用，與紅外線遙控技術和單片機技術密不可分的。當按下遙控發射器上的按鍵時，發射器內的編碼器輸出一組對應的二進制代碼（這是編碼過程），再將此二進制代碼按一定格式調制到高頻載波上、加至紅外發光二極管上變成光信號發射出去。該信號被紅外接收二極管所接收變成電信號，經放大，限幅檢波4等處理后送入微處理器。 微處理器是遙控電路的核心，同時又是各種合成電壓信號及開關控制信號的產生源，人們稱其為cpu。它包括只

15、讀存儲器（rom）、隨機存取（讀/寫）存儲器（ram）及專用數/模（d/a）轉換器等單元電路。微處理器對遙控送來的功能信號進行譯碼、識別出控制種類和內容，據此控制門的開或關。 接口電路介于cpu 與被控制電路之間。它的主要任務是cpu輸出的各種脈沖信號變為模擬電壓去控制相應的電路，因此它的功能是完成數字模擬轉換和電平轉換。 存儲器用來記憶或存儲各種控制參數，一般采用閃存，它所存儲的信息可長時間地保存下來，即使關閉電源，存儲的信息也不會丟失。 紅外遙控電子密碼鎖具的組成框圖如圖2-4所示，它也是以單片機為核心，配以相應硬件電路，完成密碼的設置、存貯、識別和顯示、驅動電磁執行器并檢測其驅動電流值、

16、接收傳感器送來的報警信號、發送數據等功能。單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在閃存中的密碼進行比較。若密碼正確，則密碼鎖打開；若密碼不正確，密碼鎖打不開。 at89s52單片機4*4鍵盤電路報警控制電路電磁鎖電路復位晶振lcd顯示紅外接收模塊at24c08掉電存儲紅外遙控器圖2-4 紅外遙控電子密碼鎖組成框圖2.5 本章小結本章簡要講述了紅外遙控電子密碼鎖的設計任務，提出了兩種方案并分別進行了詳細的說明比較。通過對兩個方案的比較，選擇出最佳的設計方案作為最后的方案。最后，對最佳的設計方案進行了分析，介紹了系統的組成，系統的控制特點與性能要求等。第3章 密碼鎖系統的設計3.1 stc89c52單片機

17、(1)主要性能與mcs-51單片機產品兼容；8k字節在系統可編程flash存儲器；1000次擦寫周期；全靜態操作：0hz33hz；三級加密程序存儲器；32個可編程i/o口線；三個16位定時器/計數器；八個中斷源；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；看門狗定時器；雙數據指針；掉電標識符。(2)功能特性描述stc89c52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k 在系統可編程flash 存儲器。使用atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80c51 產品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有

18、8 位cpu 和在系統可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、有效的解決方案。stc89c52具有以下標準功能：8k字節flash，256字節ram，32 位i/o 口線，看門狗定時器，2 個數據指針，三個16 位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，stc89c52 可降至0hz 靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，cpu停止工作，允許ram、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，ram內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。(3)stc89c52引

19、腳結構如圖3-1所示。圖3-1 stc89c52引腳圖vcc ：電源gnd ：地p0 口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下，p0具有內部上拉電阻在flash編程時，p0口也用來接收指令字節；在程序校驗時，輸出指令字節。程序校驗時，需要外部上拉電阻。p1 口：p1口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅動4 個ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作

20、為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸入（p1.0/t2）和時器/計數器2的觸發輸入（p1.1/t2ex）。在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節。引腳號和其第二功能如下p1.0 t2（定時器/計數器t2的外部計數輸入），時鐘輸出p1.1 t2ex（定時器/計數器t2的捕捉/重載觸發信號和方向控制）p1.5 mosi（系統編程用）p1.6 miso（系統編程用）p1.7 sck（系統編程用）p2 口：p2 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅動4 個ttl 邏輯電平。對

21、p2 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執行movx dptr）時，p2 口送出高八位地址。在這種應用中，p2 口使用很強的內部上拉發送1。在使用8位地址（如movx ri）訪問外部數據存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節和一些控制信號。p3 口：p3 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅動4 個ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高

22、，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（iil）。p3口亦作為stc89c52特殊功能（第二功能）使用如下。在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。引腳號 第二功能p3.0 rxd（串行輸入）p3.1 txd（串行輸出）p3.2 int0(外部中斷0)p3.3 int1 (外部中斷1)p3.4 t0（定時器0外部輸入）p3.5 t1（定時器1外部輸入）p3.6 wr(外部數據存儲器寫選通)p3.7 rd(外部數據存儲器寫選通)rst：復位輸入。晶振工作時，rst腳持續2個機器周期高電平將使單片機復位。看門狗計時完成后，rst 腳輸出

23、96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器auxr(地址8eh)上的disrto位可以使此功能無效。disrto默認狀態下，復位高電平有效。ale/prog：地址鎖存控制信號（ale）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（prog）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ale 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調，在每次訪問外部數據存儲器時，ale脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8eh的sfr的第0位置 “1”，ale操作將無效。這一位置 “1”，ale 僅在執行movx 或movc指令時有效。否則，ale 將被微

24、弱拉高。這個ale 使能標志位（地址為8eh的sfr的第0位）的設置對微控制器處于外部執行模式下無效。psen：外部程序存儲器選通信號（psen）是外部程序存儲器選通信號。當stc89c52從外部程序存儲器執行外部代碼時，psen在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數據存儲器時，psen將不被激活。ea/vpp：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000h 到ffffh的外部程序存儲器讀取指令，ea必須接gnd。為了執行內部程序指令，ea應該接vcc。在flash編程期間，ea也接收12伏vpp電壓。xtal1：振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端。xtal2：振蕩器反相放大器的輸出

25、端5。3.2 單片機串行通信原理3.2.1 串行通信在實際工作中，cpu與其外部設備之間常常要進行信息的交換，一臺計算機與其他的計算機之間有時也要交換信息，所有這些信息交換均可稱為“通信”。 通信的基本方式可分為并行通信和串行通信兩種5，本設計選取串行通信，如圖3-2所示為串行通信的示意圖。而按照串行數據的傳送方式，串行通信可分為異步傳送和同步傳送兩種，本設計選取異步傳送方式。計算機計算機圖3-2 串行通信的示意圖異步傳輸方式中的每個字符由4個部分組成：起始位、數據位、奇偶校驗位和停止位。一個字符由起始位開始，停止位結束。這4個部分組成異步傳輸中的一幀，即異步傳輸以幀為單位進行。（1）起始位：

26、起始位為0信號，占用一位，用來通知接收設備的字符幀開始來到。線路上在不傳送字符時，應保持為1。接收端不斷檢測線路的狀態，若連續為1以后又測到一個0，就知道是發出一個新的字符幀，馬上應準備接收。字符幀的起始位還被用來同步接收端的時鐘以保證以后的接收正確進行。（2）數據位：起始位后面緊接著的就是數據位，它可以是5位、6 位、7位或8 位，由于串行通信的代價是與數據的位數成比例，所以要根據需要來確定數據的位數，本設計取8位數據，即一幀數據傳11位數據，其中1位起始位，8位數據位，1位奇偶校驗位，1位停止位。發送時，總是最低位先傳送。（3）奇偶校驗位：位于數據之后，只占有一位。奇偶校驗位在信息發送中用

27、處很大，它可以用來檢驗信息傳送過程中是否有錯。它的狀態常由發送端的奇偶校驗電路自動根據發送字符中的“1”的個數來確定。本設計采用奇偶校驗，即在傳輸信息中，若“1”的個數為奇數，則奇偶校驗位為0。若“1”的個數為偶數，則奇偶校驗位為1。（4）停止位：用來表征一個字符的結束，高電位有效。接收端收到停止位時，就表明這一字符已接收完畢，同時，也為接收下一個字符幀做好準備只要收到0 就是新的字符幀的起始位。3.2.2 串行通信中i/o 和數據傳送數據的串行轉換通常都是用硬件手段一種稱為通用異步接收器/發射器uart來實現的。硬件uart由3部分組成：接收部分、發送部分和控制部分。它既能進行并行到串行和轉

28、換，又能進行串行到并行的轉換。同時接收和發送都具有雙緩沖結構。（1）接收部分接收時，由rxd送來的串行數據先進入接收移位寄存器，變為并行數據后傳送給接收數據緩沖器，在控制信號的作用下，并行數據通過數據總線送給cpu。接收的關鍵問題是如何實現接收字符信息的再同步。在uart處于工作狀態時，接收部分始終檢測著rxd線，一旦發現線路上出現低電平信號，便開始一個字符數據的同步過程。uart使用外部時鐘 clock 來同步接收的字符。（2）發射部分uart的發送過程由發送數據緩沖器接收cpu送來的并行數據，然后并行送至發送移位寄存器，并在發送時鐘和發送控制電路控制下通過txd線一位一位地發送出去。起始位

29、、停止位是由uart在發送時自動添加上去的。uart發送完一幀后產生中斷請求，cpu響應后可以把下一個字符送到發送數據緩沖器，重復上述過程。（3）控制部分uart在發送時，電路自動檢測發送字符位中“1”的個數，并在奇偶校驗位上添加 “1”或“0”， 使得“1”的總數（包括奇偶校驗位）為偶數（奇校驗位時為奇數）。uart 在接收時，電路對字符和奇偶校驗位中“1”的個數加以檢測，如“1”的個數為偶數（奇校驗位時為奇數），則表明數據傳輸正確；如“1”的個數為奇數（奇校驗位時為偶數）則表明數據在傳輸過程中出現錯誤6。3.3 紅外通信原理紅外遙控是單工的紅外通信方式7，本設計的紅外遙控采用以通信方式為基

30、礎的紅外遙控，而且本設計也使用了紅外通信技術，所以著重分析紅外通信的基本原理。 紅外通信是利用紅外技術實現兩點間的近距離保密通信和信息轉發。它一般由紅外發射和接收系統兩部分組成。發射系統對一個紅外輻射源進行調制后發射紅外信號，而接收系統用光學裝置和紅外探測器進行接收，就構成紅外通信系統。 紅外線是波長在750nm至1mm之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。紅外通信一般采用紅外波段內的近紅外線，波長在0.75um至25um之間。為了保證不同廠商的紅外產品能夠獲得最佳的通信效果，紅外通信協議將紅外數據通信所采用的光波波長的范圍限定在850至900nm之內。 紅外

31、通信的基本原理4是發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號 （載波信號），通過紅外發射管發射紅外信號。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制 （pwm）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制 （ppm）兩種方法。脈時調制（ppm）是紅外數據協會(irda)和國際電子電工委員會(ieee)都推薦的調制方式，本設計采用脈時調制方法，即用兩個脈沖串之間的時間間隔來表示二進制信息，數據比特的傳送仿照不帶奇偶校驗的rs232通信，首先產生一個同步頭，然后接著8位數據比特，如圖3-3所示。圖3-3 ppm 調制波形圖載波信號的頻率 f=38khz，載波周期 t=26.32us，本設

32、計使用單片機軟件產生載波，取t=26us，脈沖寬度 t1=10t=260us，二進制數0 的脈沖串周期 t2=500us，二進制數 1 的脈沖串周期t3=1000us。由于紅外光存在反射,在全雙工的方式下發送的信號也可能會被本身接收，因此，紅外通信應采用異步半雙工方式，即通信的某一方發送和接收是交替進行的。這樣做有兩點好處：第一，減少了有效的發射時間，有利于降低平均功耗，這對于采用干電池供電的發射器十分重要；第二，外部干擾信號多為緩變信號，有利于抗干擾。3.4 硬件電路設計3.4.1遙控器部分的設計當用紅外遙控開鎖時，按下紅外遙控器上按鍵，經過紅外編碼，通過紅外發射頭（p1.0）發射紅外線，等

33、待本機接收。整個遙控部分包括單片機最小系統電路，鍵盤電路，數碼管顯示電路，紅外發射電路，總電路圖如圖3-4所示：圖3-4紅外遙控器電路圖3.4.2 本機電路的設計本機電路原理圖如圖3-5所示：圖3-5 本機電路圖各部分設計分析如下。1 開鎖原理通過單片機送給開鎖執行機構，電路驅動電磁鎖吸合，從而達到開鎖的目的。其原理如圖3-6所示。單片機微控制器開鎖驅動電路電磁鎖密碼正確確？確確？確確？y返回n圖3-6密碼鎖開鎖機構示意圖當用戶輸入的密碼正確而且是在規定的時間輸入的話，單片機便輸出開門信號，送到開鎖驅動電路，然后驅動電磁鎖，達到開門的目的。其實際電路如電路圖3-7所示。電路由驅動和開鎖兩級組成

34、。由d5、r1、t10組成驅動電路，其中t10可以選擇普通的小功率三極管如9014、9018都可以滿足要求。d5作為開鎖的提示；由d6、c24、t11組成。其中d6、c24是為了消除電磁鎖可能產生的反向高電壓以及可能產生的電磁干擾。t11可選用中功率的三極管如8050，電磁鎖的選用要視情況而定，但是吸合力要足夠并且有一定的余量。圖3-7密碼鎖開鎖機構電路圖在本次設計中，為節省材料，節約成本，使用發光二極管代替電磁鎖，發光管亮，表示開鎖；滅，表示沒有開鎖。2 按鍵電路設計設計使用行列式矩陣鍵盤8，這樣能減少鍵盤與單片機接口時所占用的i/o線的數目，在按鍵比較多的時候，通常采用這樣方法。原理如圖3

35、-8所示。每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結構只需要n條行線和m條列線，即可組成具有nm個按鍵的鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤編碼的單片機系統中，鍵盤處理程序首先執行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。圖3-8 行列式鍵盤原理電路圖當確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉法。對照圖3-9所示的4*4鍵盤，說明線反轉法工作原理。首先辨別鍵盤中有無鍵按下，由單片機i/o口向鍵盤發送全掃描字，然后讀入行線狀態來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00h，把全部列

36、線置為低電平，然后將列線的電平狀態讀入累加器a中。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。判斷鍵盤中哪一個鍵被按下是通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態來實現的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點上的那個鍵。其中10個數字鍵用來輸入密碼，另外6個鍵可設置功能鍵。3 顯示電路設計（1）液晶顯示器lcd1602顯示。（如圖3-9）第1腳：vss為地電源 第2腳：vdd接5v正電源 第3腳：v0為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度

37、最高，使用時可以通過一個50k的電位器調整對比度第4腳：rs為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：rw為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當rs和rw共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當rs為低電平rw為高電平時可以讀忙信號，當rs為高電平rw為低電平時可以寫入數據。第6腳：e端為使能端，當e端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。第714腳：d0d7為8位雙向數據線。 第1516腳：空腳（2）本設計采用四線（數據線）接法，如圖3-9所示.。圖3-9 1602液晶顯示器接法圖3.5 本章小結本章介紹了系統的設計，使用stc89c52單

38、片機作為核心部件。對stc89c52單片機做了詳細的介紹包括每個引腳的作用和使用方法。簡要介紹了單片機的串行通信原理；紅外通信原理，作為硬件設計原理的基礎。進一步詳細介紹了紅外發射部分的設計和本機電路的設計。第4章 程序設計4.1 模塊介紹該密碼鎖的軟件設計分為以下5個模塊：(1)主程序模塊主程序主要完成初始化、設置中斷向量、檢查有無按鍵按下、以及調用顯示等等。主程序的流程圖如4-1所示。(2)紅外遙控的編碼和解碼程序紅外遙控的編碼通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制 （ppm）9。脈時調制（ppm）就是讓遙控器的每一個按鍵發射不同頻率的紅外線，再通過紅外接收頭傳到主機cpu進行解

39、碼。(3)鍵盤掃描及識別子程序鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環主程序，一旦有按鍵按下，便轉向相應的子程序處理，處理結束再返回。(4)掉電存儲服務程序當比較密碼的時候，需要讀at24c08程序，將存儲在芯片內的數據讀到ram中，然后和輸入的密碼相比較。當修改密碼的時候，需要把輸入的密碼保存到at24c08中。(5)顯示子程序由于是分屏顯示數據，所以就要用到5個顯示子程序，分別是：關閉狀態顯示子程序、開鎖狀態顯示子程序、密碼輸入及修改狀態顯示子程序、密碼輸入錯誤后的提示子程序。密碼在規定的時間內輸入錯誤次數超過3次后的鎖定狀態顯示子程序10。4.2 程序流程圖（1

40、）主程序流程圖如圖4-1所示。由下圖的程序流程圖我們可知：系統是在不斷地檢測是否有接收到紅外信號的，當有接收到紅外信號，則系統會把接收到得信息和儲存在系統中的密碼作比較，如果接收的信息和儲存在系統中的密碼一致，則單片機控制系統開鎖，若不一致，則不開鎖，并發出警告，錯誤次數超過三次，蜂鳴器則發出長時間的報警。當沒有接收到紅外信號時，并且系統檢測到本機鍵盤上的按鍵被按下，則系統進入中斷程序，這時系統會判斷按下的按鍵是否和儲存在系統中的密碼一致，若一致，則單片機控制系統開鎖，若不一致，則不開鎖，并發出警告，錯誤次數超過三次，蜂鳴器則發出長時間的報警。開始中斷服務程序紅外接收解碼開始開始始終始初始化有

41、紅外？調用顯示啟動定時識別按鍵全部接完？超時？自動清除/短報警3次？鎖定/長時報警nnyyyyn比較密碼？開鎖yn有本機鍵按下？中斷返回n圖4-1 主程序流程圖4.3 本章小結本章進行了系統軟件模塊的介紹。分別對主程序模塊、紅外遙控的編碼和解碼程序、鍵盤掃描及識別子程序、掉電存儲服務程序、顯示子程序進行了簡要的說明介紹，最后用流程圖的方式介紹了整個程序的流程。第5章 仿真結果分析5.1 仿真軟件（1）使用keilc51編譯工具。（2）使用proteus進行仿真調試。5.2 紅外遙控密碼鎖仿真結果（1）遙控器在紅外遙控器的鍵盤上按任何一個鍵，紅外遙控器就會發出紅外線，本機就會接收解碼，執行相應的

42、任務。如圖5-1所示。圖5-1 紅外遙控器仿真圖（2）本機因為1602液晶顯示上有英文提示，所以在本機鍵盤上操作時更加方便。如圖5-2所示。開鎖過程 先用4*4鍵盤輸入開鎖密碼（密碼初始值是 123456）。結果是： 若密碼正確，發光二極管會亮，1602液晶提示如圖5-2 c,表示開鎖； 若密碼錯誤且錯誤次數小于 3次，則揚聲器鳴叫以報警； 若密碼錯誤且錯誤次數大于 3次，則揚聲器長時間鳴叫報警，直到按復位鍵方可重新輸入密碼。圖5-2本機仿真圖a 圖5-2 b本機仿真圖 圖5-2 c本機仿真圖圖5-2 d本機仿真圖5.3 紅外遙控電子密碼鎖的實物圖遙控器實物圖如圖5-3所示。圖5-3 遙控器實

43、物圖 本機實物圖如圖5-4所示。圖5-4 本機實物圖5.4 本章小結本章主要介紹了使用protues仿真軟件對設計紅外遙控電子密碼鎖的程序進行仿真運行，仿真結果表明，其能較好地實現預定的功能。系統仿真調試過程中遇到了很多困難，每次仿真失敗后都仔細檢查程序，經過不斷修改，最后實現了預期的結果。但是仿真通過不一定在實際的硬件電路上就一定能夠實現，在真正的硬件實際運行可能是錯誤的，在程序編寫過程中，由于自身的知識和經驗有限，可能有些問題沒有考慮到，導致在調試電路板的時候調試不出來。這就需要一定的調試經驗和技巧。只有通過不斷地思考，不斷地請教老師和同學，反復地進行仿真和實際電路板的調試，最后才能實現預

44、期的結果。結 論紅外線遙控電子密碼鎖是一種新型的現代化安全管理系統，它集微機自動識別技術和現代安全管理措施為一體，它涉及電子，機械，光學，計算機技術，通訊技術等諸多新技術。它是解決重要部門出入口實現安全防范管理的有效措施，適用各種場合，如銀行、賓館、機房、軍械庫、機要室、辦公間、智能化小區、工廠、家庭等場合。本設計具有許多優點：其一紅外線發射裝置采用紅外發光二極管，遙控發射器易于小型化且價格低廉；其二采用數字信號編碼和二次調制方式，不僅可以實現多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號傳輸的抗干擾性，減少誤動作，而且功率消耗低；其三紅外線不會向室外泄露，不會產生信號串擾、反應速度快、傳輸效率高、工

45、作穩定可靠等。通過本次的畢業設計我受益良多，為了完成畢業設計任務，我在圖書館和網上查閱了大量的資料，了解了紅外遙控電子密碼鎖的許多知識，在編程的時候遇到了很多問題，通過查閱資料和請教老師和同學，最后通過自己思考解決了問題。自認為編好的程序沒有問題，到仿真的時候卻不能實現預期的結果，經過多翻努力仿真通過了，但是到實際電路調試時卻不能調出預期的結果，經過分析，原因可能是仿真的時候，參與仿真的元件都是在理想情況下工作的，但在實際的元件工作時并不是這樣的。通過這次的畢業設計我學到許多知識，懂得理論必須和實際結合才能實現自己的預期結果。通過這次畢業設計我積累了一些軟件和硬件設計的經驗。我相信這次經驗將是

46、我踏入社會工作之前的一筆寶貴財富。 參考文獻1 楊剛,周群等. 電子系統設計于實踐.電子工業出版社,2004.2 閻石主編. 數字電子技術基礎.高等教育出版社,2005.3 康華光主編. 電子技術基礎模擬部分. 高等教育出版社,1999.4 廖惜春,項華珍編著. 模擬電子技術基礎.華中科技大學出版社,2008.5 劉煥成.工程背景下的單片機原理及系統設計.清華大學出版社,2008.6 吳飛青,丁曉,李林功編著.單片機原理與應用實踐指導.機械工業出版社,2009.7 孫余凱.電子實用電路集錦，電子工業出版社,2008.8 曹漢房主編.數字電路與邏輯設計.華中科技大學出版社,2004.9 dona

47、ldd.voisinet.microcomputerapplicationsfortechnicians.macmillan/mcgraw-hill,1993.10claudey.laporte,jean-louishoule.adistributedcomputersystemfortiledevelopmentofvoiceinteractiveapplicationsj.internationaljournalofminiandmicrocomputers.1988,10(2):34-40.致 謝本論文是在我的畢業設計導師項華珍以及我的班導師廖惜春的親切關懷和悉心指導下完成的。他們嚴肅的

48、科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在此謹向項華珍老師及廖惜春老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學四年的舍友。無論是學習還是生活上他們給予了我很多幫助，不求回報。從開始進入課題到論文的順利完成，歷時接近半年的時間，有多少可敬的師長、同學、朋友給予我無言的幫助，在這里請接受我真誠的謝意!最后我還要感謝培養我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!附錄： 單片機部分控制程序/*紅外遙控器程序*/*主函數*/#include #include /#include int k;void main(void)flag=0;p1_0=0;p2=table0;while(1)mainkey();/fa();if(flag=1) t=(key+1)*8.6; for(k=0;k300;k+) p1_0=1; for(i=0;it;i+) ; p1_0=0; for(