1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄第一章 緒論41.1 引言4第二章 系統(tǒng)設(shè)計的研究方案52.1單片機的概述 52.2設(shè)計分析 92.3紅外通信原理92.4硬件電路設(shè)計102.5遙控開鎖的原理11第三章 程序設(shè)計123.1程序框圖123.2紅外遙控電子密碼鎖程序12結(jié)論22參考文獻22致謝22第1章 緒論1.1 引言在較復雜的工業(yè)系統(tǒng)中，經(jīng)常要采用分布式測控系統(tǒng)完成大量的分布參數(shù)的采集。在這類系統(tǒng)中，采用單片機作為分布式系統(tǒng)的前端采集模塊，系統(tǒng)具有運行可靠，數(shù)據(jù)采集方便靈活，成本低廉等一系列優(yōu)點。家用電器是單片機的又一重要應用領(lǐng)域，前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔

2、玩具等。在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機的廣泛應用。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子等 。紅外線技術(shù)時在最近幾十年發(fā)展起來的一門新興科學。紅外線是一種十分豐富的波譜資源，目前它已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、日常生活、醫(yī)療衛(wèi)生等多反面得到了廣泛的應用，例如紅外線加熱、紅外線治療儀、紅外線通信、金融保安監(jiān)控系統(tǒng)、紅外線遙控等。紅外線遙控只是紅外線眾多應用中的一個分支，目前在家用電器仲廣泛應用的彩電遙控器、空調(diào)遙控器等，都采用了紅外遙控。目前大部分的鎖采用的都是機械式的，其最大的缺點是利用簡單工具就能很容易地把鎖打開。而一般設(shè)備都采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，其制作簡單、容易，

3、但由于特定功能的限制，只適用于專用的電器產(chǎn)品，其應用范圍受到限制。針對傳統(tǒng)的機械鎖的各種缺點和重要部門安全性要求，設(shè)計了一種紅外遙控電子密碼鎖。因為紅外線具有很好的隱蔽性，保密性，環(huán)境光線對它的影響很小，抗干擾能力強；且使用這種發(fā)射、接受器件的電路簡單而無特殊的環(huán)境要求。所以可以滿足安全方面的要求，也能夠?qū)崿F(xiàn)特殊環(huán)境下的使用需求。 第2章 系統(tǒng)設(shè)計方案的研究2.1 單片機的概述單片機是由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備以及輸出設(shè)備共五個基本部分組成的。單片機是把包括運算器、控制器、少量的存儲器、最基本的輸入輸出口電路、串行口電路、中斷和定時電路等都集成在一個尺寸有限的芯片上。通常，單片機由單個

4、集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。單片機經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展，目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓、低功耗。可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電

5、路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。現(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。 目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置

6、，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。它主要是作為控制部分的核心部件。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。2.1.1 80C51系列概述1、MCS-51系列（1）MCS-51是Intel公司生產(chǎn)的一個單片機系列名稱。屬于這一系列的單片機有多種，如：8051/8751/8031；8052/8752/8032；80C5

7、1/87C51/80C3180C52/87C52/80C32等 。（2）該系列生產(chǎn)工藝有兩種：一是HMOS工藝（高密度短溝道MOS工藝）。二是CHMOS工藝（互補金屬氧化物的HMOS工藝）。CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，既保持了HMOS高速度和高密度的特點，還具有CMOS的低功耗的特點。在產(chǎn)品型號中凡帶有字母“C”的即為CHMOS芯片，CHMOS芯片的電平既與TTL電平兼容，又與CMOS電平兼容。（3）在功能上，該系列單片機有基本型和增強型兩大類：基本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C31增強型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32

8、（4）在片內(nèi)程序存儲器的配置上，該系列單片機有三種形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess(無片內(nèi)程序存儲器)。如：80C51有4K字節(jié)的掩膜ROM；87C51有4K字節(jié)的EPROM ；80C31在芯片內(nèi)無程序存儲器。2、80C51系列80C51是MCS-51系列中CHMOS工藝的一個典型品種 ；其它廠商以8051為基核開發(fā)出的CMOS工藝單片機產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。當前常用的80C51系列單片機主要產(chǎn)品有：Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；Philips、華邦、Dallas

9、、Siemens(Infineon)等公司的許多產(chǎn)品 。2.1.2 80C51典型產(chǎn)品資源配置表218051芯片一覽表2.1.3 80C51的引腳封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2280C51單片機引腳圖圖238051內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；I/O口：四個8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；T/C：兩個定時/記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數(shù)模式五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的

10、串行I/O口，用于實現(xiàn)單片機之間或單片機與微機之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率為12M。2.1.4 控制器1、時鐘電路圖24內(nèi)部時鐘接法圖 圖25型單片機時鐘接法圖 圖26型單片機時鐘接法圖2.1.5 單片機工作的基本時序1、機器周期和指令周期：（1）振蕩周期: 也稱時鐘周期, 是指為單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期。 （2）狀態(tài)周期: 每個狀態(tài)周期為時鐘周期的 2 倍, 是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。 （3）機器周期: 一個機器周期包含 6 個狀態(tài)周期S1S6, 也就是 12 個時鐘周期。 在一個機器周期內(nèi), CPU可以完成一個獨立的操作。

11、 （4）指令周期: 它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。 每條指令執(zhí)行時間都是有一個或幾個機器周期組成。MCS - 51 系統(tǒng)中, 有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。 2、時鐘電路引腳： XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在單片機內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入端。當采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部振蕩器的輸入端。 XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在單片機內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸出端。當采用外部振蕩器時，此引腳應懸空。3、控制信號引腳：RST/VPD:RST是復位信號輸入端，高電平有效。當此輸入端保持2個機器周期

12、的高電平時，就可以完成復位操作。RST引腳的第二功能是備用電源的輸入端。圖27復位電路連接圖ALE/PROG:(Address Latch Enable/ Programming)當單片機上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正弦脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。CPU訪問外部存儲器時，ALE作為鎖存低8位地址的控制信號。此引腳的第二功能PROG作為8751編程脈沖輸入端使用。PSEN：(Program Store Enable)在訪問片外存儲器時，此端定時輸出負脈沖作為片外存儲器的選通信號。EA/VPP：(Enable Address/Voltage Pulse Of Programmi

13、ng)當EA接高電平時，CPU訪問片內(nèi)ROM，并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令，但當PC（程序計數(shù)器）的值超過4K時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外存儲器內(nèi)的程序。當EA腳接低電平時，CPU只訪問片外ROM并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲器。VPP是對8751片內(nèi)ROM固化程序時，作為施加較高編程電壓（12V21V）的輸入端。4、輸入輸出引腳：P0P3：4個8位雙向輸入輸出端口，每個端口都有鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。4個端口都可以做輸入輸出口使用，其中，P0和P2通常用于對外部存儲器的訪問。在這種方式下，把P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用，分時輸出外部存儲器的地址和傳送8位數(shù)據(jù)。當擴充

14、外部存儲器的地址為16位時，P2口作為地址總線的高8位地址使用。2.2設(shè)計分析本系統(tǒng)采用單片機8051作為本設(shè)計的核心元件，利用紅外線遙控原理和單片機串行發(fā)射、接處等功能而設(shè)計的一款有本機開鎖和遙控開鎖的電子密碼鎖。2.3紅外通信原理2.3.1紅外的發(fā)射和接收紅外線波長在750nm至1um之間的電磁波，它的頻率低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。紅外遙控具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易于實現(xiàn)等顯著優(yōu)點。紅外遙控由發(fā)送和接收兩部分組成，發(fā)送端采用單片機將待發(fā)送的二進制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外接收采用性能可靠的一體化紅外接收頭接收紅外信

15、號，它同時對信號進行放大，檢波，整形，得到TTL電平的編碼信號，再送給單片機，經(jīng)單片機解碼并進行相關(guān)操作。發(fā)送與接收示意圖如下所示： 圖 發(fā)送與接收示意圖由上所述可知，遙控系統(tǒng)分為編碼，調(diào)制，解調(diào)和解碼如圖所示四大部分：圖 遙控與接收系統(tǒng)2.4硬件電路設(shè)計2.4.1紅外發(fā)射部分的設(shè)計如圖所示：首先，將從串行發(fā)射口P3.1送出的數(shù)據(jù)反饋到P1.1口時行內(nèi)部調(diào)制,再從P1.2口送出,再經(jīng)過紅外發(fā)射二極管發(fā)射出去,發(fā)射距離為10m2.4.2接收電路的設(shè)計接收時:如圖所示，采用與發(fā)射擊隊配套的紅外接收頭,將發(fā)射出的數(shù)據(jù)接收后送到串行口P3.0中,再由系統(tǒng)進行確認接收數(shù)據(jù)是否與發(fā)送數(shù)據(jù)是否相符,相符則開

16、鎖,以發(fā)光二極管D2亮來表示，不相符則放棄，以發(fā)光二極管滅來表示。2.5遙控開鎖的工作原理 當選擇遙控開鎖時,本機鍵便會被封鎖.這時,用戶手執(zhí)遙控器按下圖（A）805上的P1.0口上的按鍵時,便有數(shù)字從8051 的P1.2口發(fā)出,發(fā)送的過程如下:先將從P3.0送出5FH,然后將5FH反饋到P1.1口進行內(nèi)部調(diào)制,調(diào)制的規(guī)則是”0”電平調(diào)制,”1”電平不調(diào)制,最后將調(diào)好的數(shù)據(jù)從P1.2口通過紅外發(fā)光二極管以波長為940mm的紅外光發(fā)出紅外遙控信號.然后,在本機控制電路中的8051的P3.0口接有與紅外發(fā)光二極管配套的接收頭,將接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號數(shù)據(jù).最后,通過系統(tǒng)與內(nèi)部原先設(shè)置的數(shù)據(jù)進行比

17、較確認,如果一致便可開鎖,如果不一致放棄開鎖.第三章 程序設(shè)計3.1、程序框圖串行口初始化開始發(fā)射鍵按送數(shù)據(jù)到CPU串行口數(shù)據(jù)送完返回開始串行口初始化接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是否接完接收數(shù)據(jù)正確進入開鎖程序不處理返回主程序 遙控發(fā)射程序框圖 遙控接收程序框圖3.2、紅外遙控防盜密碼鎖程序 ORG 0000H ；主程序CLR P1.7 ; 清零MOV RO , #OOHCLR P1.3 ; 關(guān)報警CLR P1.7 ; P1.7清零CLR P1.4 ;關(guān)報警MOV RO , #OOH ;串行口初始化MOV 52H , #02H ;將立即數(shù)02H送52HMOV TMOD , #20H ;設(shè)置T1工作方式2MOV

18、 TL1 , #OF4H ;定時初始值送TL1MOV TH1 , #OF4H ;定時初始值送TH1SETB TR1 ;啟動定時器T1MOV SCON , #ODOH ;定義串行行工作方式3 MOV PCON , #OOHKEY: JNB P1.5 , KEP1 ;選擇密碼57618 LJMP KEP2*密碼57618程序KEP1: MOV P2 , #0FFH ;關(guān)顯示 MOV A , P0 ；判斷是否有鍵按下 CPL A ;對P0口的數(shù)據(jù)取反 ANL A , #OFFH ;立即數(shù)OFF 與PO的數(shù)據(jù)相與 JNZ JP ;有鍵按下轉(zhuǎn)至JP MOV A , P1 ;判斷是否有鍵盤按下 CPL A

19、 ;將P1口的數(shù)據(jù)取反 ANL A , #O7H ;累加器數(shù)據(jù)為零轉(zhuǎn)遙控接收程序 JZ WAIT ACALL K10MS ;調(diào)用10秒延時 MOV A , P1 CPL A ANL A , #O7H JZ WAITPP1: CJNE A , #01H , JP1 MOV P2 , #89H ;顯示字符”H” LJMP K0P1PP2: CJZE A , #02H , JP2 MOV P2 , #89H ;顯示字符”H” LJMP KOP1JP2: CJNE A ， #04H , KY MOV P2 , #89H ;顯示字符”H”JP3: MOV A , #O7H CJNE A , #07H ,

20、 JP3 LJMP LP1KOP1: MOV A , P1 ANL A , #07H CJNE A , #07H , KOP1 LJMP KEP1JP: LCALL D10MS MOV A , PO CPL A ANL A , #OFFH JZ C6 CJZE A , #01H , KEY02 MOV P2 , #89H LJMP KEY1KEY02: CJNE A , #02H , KEY03 MOV P2 , #89H LJMP KJP1KEYO3: CJNE A , #04H , KEY04 MOV P2 , #89 LJMP KJP1KEY04: CJZE A , #08H , KEY

21、05 MOV P2 , #89H LJMP KJP1KEY05: CJZE A , #10H , KEY06 MOV P2 , #89H LJMP KJP1KEY06: CJZE A , #08H , KEY07 MOV P2 , #89H LJMP KJP1KEY07： CJZE A , #10H ，KEY08 MOV P2 , #89H LJMP KJP1KEY08： CJZE A , #10H , C6 MOV P2 , #89H LJMP KJP1KJP1: MOV A , P0 CJNE A , #OFFH , KJP1 C6: LJMP WAIT*KEY1: LCALL MP CJ

22、NE A , #02H , KEY03 MOV P2 , #89HKEY2： LCALL MP CJNE A , #04 , KEY02 MOV P2 , #89HKEY3： LCALL MP CJNE A , #08 , KEY02 MOV P2 , #89HKEY4： LCALL MP CJNE A , #10H , KEY02 MOV P2 , #89HKEY5： MOV A , P0 CJNE A , #0FFH , KEY5 MOV P2 , #OFFH MOV R5 , #30HKEY6: MOV A , PO CPL A ANL A , #OFFH JNZ BB2 MOV A ,

23、 P1 CPL A ANL A , #O7H JZ BB1 LCALL D10MS MOV A , P1 CPL A ANL A , #07H JZ CJNE A , #04H , B1 MOV P2 , #89H LJMP LP2B1: CJNE A , #01H , BL1 MOV P2 , #89H LJMP KOP1BL1: CJNE A , #02H , BB1 MOV P2 , #89H LJMP KOP1BB2: LCALL D10MS MOV A , P0 CPL A ANL A , #OFFH JZ BB1 LJMP KEY02BB1: MOV R7 , #OC8HBB4:

24、MOV R6 , #OF9H NOP NOP BB5: JNZ R6 , BB5 DJNZ R7 , BB4 DJNZ R5 , KEY6 LJMP WAIT*密碼81675程序KEP2: MOV P2 , #OFFH ;關(guān)顯示 MOV A , PO CPL A ANL A , #OFFH JNZ HP MOV A , P1 CPL A ANL A , #07H JZ C9 LCALL D1OMS MOV A , P1 CPL A ANL A , #07H JZ C9 BB: CJNE A , #O1H , HP1 MOV P2 , #89H LJMP K1P1HP1: CJNE A , #0

25、2H , HP2 MOV P2 , #89H LJMP K1P1HP2: CJNE A , #04H , C9 MOV P2 , #89HHP3: MOV A , P1 ANL A , #07H CJNE A , #07H , HP3 MOV P2 , #OFFH LJMP LP1 K1P1: MOV A , P1 ANL A , #O7H CJNE A , #07H , K1P1C9: LJMP WAITHP: LCALL D1OMS MOV A , PO CPL A ANL A , #OFFH JZ C9 CJNE A , #1OH , K0Y02 MOV P2 , #89H LJMP K

26、0Y1K0Y02: CJNE A , #01H , K0Y03 MOV P2 , #89H LJMP KUP1K0Y03： CJNE A , #02H , K0Y04 MOV P2 , #89H LJMP KUP1K0Y04： CJNE A , #04H , K0Y05 MOV P2 , #89H LJMP KUP1K0Y05： CJNE A , #08H , K0Y06 MOV P2 , #89H LJMP KUP1K0Y06： CJNE A , #20 , K0Y07 MOV P2 , #89H LJMP KUP1K0Y07： CJNE A , #40 , K0Y08 MOV P2 , #

27、89H LJMP KUP1K0Y08： CJNE A , #80 , U2 MOV P2 , #89H LJMP KUP1KUP1: MOV A , PO CJNE A , #OFFH , KUP1U2: LJMP WAITK0Y1: LCALL MP CJNE A #08H , K0Y02 MOV P2 , #89HK0Y2： LCALL MP CJNE A #04 , K0Y02 MOV P2 , #89HK0Y3： LCALL MP CJNE A #02 , K0Y02 MOV P2 , #89HK0Y4： LCALL MP CJNE A #01H , K0Y02 MOV P2 , #8

28、9HK0Y6: MOV A , PO CPL A ANL A , #OFFH JNZ PP2 MOV A , P1 CPL A ANL A , #07H JZ PPL LCALL D10MS MOV A , P1 CPL A ANL A , #07H JZ PP1 CJNE A , #04H , Y1 MOV P2 , 389H LJMP LP2Y1: CJNE A , #01H , Y11 MOV P2 , #89H LJMP K1P1Y11: CJNE A , #02H , PP1 MOV P2 , #89H LJMP K1P1PP2: LCALL D10MS MOV A , PO CPL

29、 A ANL A , #OFFH JZ PP1 LJMP K0Y02PP1: MOV R7 , #OC8HPP4: MOV R6 , #OF9H NOP NOPPP5: DJNZ R6 , PP5 DJNZ R7 , PP4 DJNZ R5 , K0Y6 LJMP WAIT*報警程序LP1: SETB P1.4 INC ROP019: MOV R3 , #05HP020: MOV R7 , #0A0HP018: SETB P1.3 LCALL P01A CLR P1.3 LCALL P01A DJNZ R7 , P018 DJNZ R3 , P020 CLR P1.3 CJNE R0 , #0

30、3H , P017 LJMP P019P017: CLR P1.4 LJMP WAIT*開鎖程序LP2: SETB P1.7 LCALL T5S CLR P1.7 MOV R0 , #00H LJMP WAIT*判斷鍵是否釋放MP: MOV A , PO CJNE A , #OFFH , MP MOV P2 , #OFFHPM: MOV R5 , #30H LCALL TP RET*判斷是否有鍵按下TP: MOV A , PO CPL A ANL A , #OFFH JNZ AP MOV A , P1 CPL A ANL A , #O7H JZ TP3 LCALL D10MS MOV A ,

31、P1 CPL A ANL A , #07H JZ TP3 LCALL D10MS MOV A , P1 CPL A ANL A , #07H JZ TP3K CJNE A , #04H , C1 MOV P2 , #89HC3: MOV A ， P1 ANL A , #07H CJNE A ， #07H , C3 MOV P2 , #0FFH LJMP LP1C1: CJNE A , #01H , C2 MOV P2 , #OCOH LJMP KCP1C2: CJNE A , #02 , U11 MOV P2 , #90HP LJMP KCP1KCP1: MOV A , P1 ANL A ,

32、#07H CJNE A , #07H , KCP1U11: LJMP WAIT AP: LCALL D10MS MOV A , P0 CPL A ANL A , #0FFH JZ TP3 RET *400M延時程序 TP3: MOV R7 , #OC8H TP1: MOV R6 , #OF9H NOP NOPTP2: DJNZ R6 , TP2 DJNZ R7 , TP1 DJNZ R5 , TP ; 10S LJMP WAIT*10延時程序D10MS: MOV R7 , #05HLOOP1: MOV R6 , #OF9H NOP NOPLOOP2: DJNZ R6 , LOOP2 DJNZ R7 , LOOP1 RET*延時程序P01A: MOV R2 , #06H LCALL DELY RETDELY: PUSH 02HDEL2: PUS