單片機(jī)電子系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)—紅外遙控密碼鎖

1、<p>　　《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　實(shí)訓(xùn)報(bào)告</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　專業(yè)班級(jí)：</b><

2、;/p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：紅外遙控密碼鎖</p><p>　　完成時(shí)間： 2011年6月20日</p><p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　本文主要闡述一種基于51單片機(jī)和紅外接收管的紅外解碼的單

3、片機(jī)控制系統(tǒng)。文章詳細(xì)介紹了紅外遙控密碼鎖的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)。硬件部分利用紅外接收頭的輸出接在AT89C52單片機(jī)INT1中斷口，通過跳變沿觸發(fā)的方式來觸發(fā)單片機(jī)INT1中斷，從而可以對(duì)編碼脈沖進(jìn)行接收、存儲(chǔ)和解碼，然后和用戶所設(shè)置的密碼進(jìn)行比較，來校對(duì)密碼的正確與否，如果密碼正確，伺服電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)）正反轉(zhuǎn)進(jìn)行開鎖和關(guān)鎖，同時(shí)，還有三個(gè)LED來對(duì)系統(tǒng)的復(fù)位、紅外接收、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行指示。此外，為了防止密碼泄露，該系統(tǒng)還支持用戶重設(shè)

4、密碼，上電復(fù)位的起始密碼為0123，正確輸入密碼后，用戶可以更改密碼。最后，為了防止遙控器失竊，非法人員多次試探嘗試打開遙控鎖，該系統(tǒng)還增加了錯(cuò)誤報(bào)警功能，按五次鍵輸入密碼錯(cuò)誤后，蜂蜜器持續(xù)鳴叫一分鐘進(jìn)行報(bào)警。軟件部分用C語言進(jìn)行編程，采用模塊化設(shè)計(jì)思想。</p><p>　　該系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作方便，完全符合設(shè)計(jì)要求，也具有很高的應(yīng)用價(jià)值。例如可以作為汽車車門鎖（較常規(guī)的遙控鎖更安全），也可以作為

5、倉(cāng)庫和家用門鎖等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、紅外、遙控、密碼鎖</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒言1</b></p><p>　　1.1 課題背景、發(fā)展及意義1</p><p>　　1.2 課程的具體要求及任務(wù)1

6、</p><p>　　1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)1</p><p>　　1.2.2 基本要求1</p><p>　　1.2.3 發(fā)揮部分1</p><p>　　2 紅外遙控鎖總體設(shè)計(jì)方案2</p><p>　　2.1 任務(wù)分析與實(shí)現(xiàn)2</p><p>　　2.2紅外遙控鎖硬件方案設(shè)計(jì)3&l

7、t;/p><p>　　2.3 紅外遙控鎖軟件方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　3 紅外遙控鎖硬件電路設(shè)計(jì)方法及原理5</p><p>　　3.1紅外遙控系統(tǒng)5</p><p>　　3.1.1 調(diào)制5</p><p>　　3.1.2發(fā)射系統(tǒng)5</p><p>　　3.1.3紅外接收頭原理圖6

8、</p><p>　　3.2 單片機(jī)的原理及應(yīng)用7</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)原理簡(jiǎn)介7</p><p>　　3.2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)的介紹7</p><p>　　3.2.3 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)功能的介紹8</p><p>　　3.3 步進(jìn)電機(jī)工作原理8</p><p>　

9、　3.3.1 步進(jìn)電機(jī)原理8</p><p>　　3.3.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路8</p><p>　　3.4 LED指示電路9</p><p>　　3.5 蜂鳴器電路9</p><p>　　3.6 系統(tǒng)原理圖及印刷板圖9</p><p>　　3.6.1系統(tǒng)總原理圖9</p><p>

10、　　3.6.2 印刷版圖10</p><p>　　4軟件設(shè)計(jì)流程11</p><p>　　4.1全部軟件12</p><p>　　5 系統(tǒng)的調(diào)試與分析12</p><p>　　5.1 硬件調(diào)試12</p><p>　　5.2 軟件調(diào)試12</p><p>　　6 結(jié)論與展望13&l

11、t;/p><p><b>　　6.1 結(jié)論13</b></p><p><b>　　6.2 展望13</b></p><p><b>　　致謝14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><

12、;b>　　附錄114</b></p><p><b>　　附錄215</b></p><p><b>　　1 緒言</b></p><p>　　1.1 課題背景、發(fā)展及意義</p><p>　　由于紅外線遙控不具有像無線電遙控那樣穿過障礙物去控制被控對(duì)象的能力，所以，在設(shè)計(jì)家用

13、電器的紅外線遙控器時(shí)，不必要像無線電遙控器那樣，每套(發(fā)射器和接器)要有不同的遙控頻率或編碼(否則，就會(huì)隔墻控制或干擾鄰居的家用電器)，所以同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會(huì)出現(xiàn)遙控信號(hào)“串門”的情況。這對(duì)于大批量生產(chǎn)以及在家用電器上普及紅外線遙控提供了極大的方便。由于紅外線為不可見光，因此對(duì)環(huán)境影響很小，再由紅外光波動(dòng)波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于無線電波的波長(zhǎng)，所以紅外線遙控不會(huì)影響其他家用電器，也不會(huì)影響臨近的無線電設(shè)備。隨著

14、科技的進(jìn)步，人們對(duì)物質(zhì)生活的水平的要求也越來越高，以指代步，是人們對(duì)科技的要求。紅外技術(shù)的發(fā)展和紅外線的諸多特性，決定了它在短距里遙控上的應(yīng)用。出于方便性和安全性和方便性的設(shè)計(jì)要求，我設(shè)計(jì)了紅外遙控密碼鎖。</p><p>　　1.2 課程的具體要求及任務(wù)</p><p>　　1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　利用單片機(jī)、紅外遙控器、紅外接收頭、LED、蜂鳴

15、器等設(shè)計(jì)一個(gè)紅外遙控密碼鎖。</p><p>　　1.2.2 基本要求</p><p>　　1．根據(jù)方案設(shè)計(jì)原理電路</p><p>　　2．供電電壓5V穩(wěn)壓電源，遙控最大操作距離8m。</p><p>　　3．利用EDA仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真</p><p>　　1.2.3 發(fā)揮部分</p><

16、;p>　　連續(xù)輸入密碼輸入N（N可以軟件設(shè)定）次，實(shí)現(xiàn)可調(diào)報(bào)警功能。</p><p>　　2 紅外遙控鎖總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1 任務(wù)分析與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的任務(wù)是：以AT89C52單片機(jī)為處理核心，用紅外接收管接收來自遙控器的紅外波形，經(jīng)過接收管解調(diào)后轉(zhuǎn)化成的脈沖送入單片機(jī)進(jìn)行處理。紅外波的解碼是通過AT89C52單片機(jī)對(duì)紅外

17、接收頭產(chǎn)生的信號(hào)的脈寬進(jìn)行檢測(cè)，從而判斷接收到多少個(gè)0和1，最后合成為4個(gè)字節(jié)的8位代碼。通過軟件編碼，給該遙控器編寫相應(yīng)的初始化密碼（啟動(dòng)系統(tǒng)是可以修改成任意的四位密碼），然后通過解碼來識(shí)別密碼，以進(jìn)行進(jìn)一步的操作。</p><p>　　本系統(tǒng)總體思路如下：根據(jù)遙控器的按鍵編碼值對(duì)遙控鎖進(jìn)行編程，從而設(shè)置開鎖的初始化密碼。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)正常工作狀態(tài)，此時(shí)，如果用戶更改了初始密碼，用戶輸入新的密碼，步進(jìn)

18、電機(jī)正轉(zhuǎn)90度開鎖。為了使用方便，專門設(shè)置了一個(gè)按鍵關(guān)鎖（電機(jī)反轉(zhuǎn)）。采用初始密碼的操作同上。如果連續(xù)五次輸入的密碼均為錯(cuò)誤，蜂鳴器會(huì)長(zhǎng)鳴30秒報(bào)警（報(bào)警時(shí)間可以通過軟件設(shè)定）。</p><p>　　要求達(dá)到的各項(xiàng)指標(biāo)及實(shí)現(xiàn)方法如下：</p><p>　　利用紅外接收頭接收來自紅外遙控器的編碼波形，經(jīng)紅外接收頭解調(diào)放大后的脈沖送入單片機(jī)進(jìn)行處理。</p><p>　

19、　對(duì)脈沖信號(hào)的高低電平的時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)數(shù)。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)：通過軟件編程，用單片機(jī)的定時(shí)和計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖的高低電平進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)。</p><p>　　對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)紅外的編碼方式以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms 的組合表示二制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms 的組合表示二進(jìn)制的“1”。解碼出的32位

20、二進(jìn)制碼前16為位用戶識(shí)別碼，能識(shí)別不同的電器設(shè)備，后16位為8 位操作碼（功能碼）及其反碼。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)：利用軟件編程，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到相應(yīng)按鍵對(duì)應(yīng)的編碼值。</p><p>　　最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：對(duì)遙控器的按鍵值進(jìn)行識(shí)別、存儲(chǔ)和計(jì)數(shù)，然后和設(shè)定的密碼組進(jìn)行比較以識(shí)別密碼和控制步進(jìn)電機(jī)開關(guān)鎖?？傁到y(tǒng)框圖如圖2.1.1所示。</p><p>　　圖2.

21、1.1 紅外電控鎖系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.2紅外遙控鎖硬件方案設(shè)計(jì)</p><p>　　遙控鎖，首先要解決是編碼和解碼的問題。編碼部分采用編碼芯片為HT6221的遙控器面板，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。這種遙控碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms 的組合表示二制的“0”；以脈寬為0

22、.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms 的組合表示二進(jìn)制的“1”。上述“0”和“1”組成的32 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，然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。HT6221 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32 位二進(jìn)制碼組，其中前16 位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制01H；后16位為8 位操作碼（功能

23、碼）及其反碼。UPD6121G 最多額128 種不同組合的編碼。在解碼的時(shí)候，可以通過單片機(jī)對(duì)紅外接收頭產(chǎn)生的信號(hào)的脈寬進(jìn)行檢測(cè)，從而判斷接收到多少個(gè)0和1，最后合成為4個(gè)字節(jié)的8位代碼。接收部分，采用紅外接收頭和單片機(jī)系統(tǒng)。紅外接收頭把接收到的紅外波形轉(zhuǎn)化成紅外脈</p><p>　　本設(shè)計(jì)用到的紅外接收頭來接收、放大和解調(diào)接收到的紅外波，只要把該接收頭的輸出引腳連接單片機(jī)的外部中斷口，就可以搭建簡(jiǎn)單的紅外接收

24、電路。通過對(duì)紅外接收頭輸出的正負(fù)脈沖進(jìn)行計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)，通過計(jì)算就可以得到按鍵編碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)組。通過該數(shù)組獲得按鍵值。利用紅外接收頭來接收紅外編碼信號(hào)，電路簡(jiǎn)單，很容易操作實(shí)現(xiàn)，硬件開銷小。</p><p>　　紅外信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)的典型電路如圖１所示，紅外接收電路通常被廠家集成在一個(gè)元件中，成為一體化紅外接收頭。 內(nèi)部電路包括紅外監(jiān)測(cè)二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信

25、號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流 信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過30khz到60khz的副載波，通過解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出 高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)波形。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。 </p><p>　　紅外接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個(gè)引腳，包括

26、供電腳，接地和信號(hào)輸出腳。根據(jù)發(fā)射端調(diào)制 載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。 </p><p>　　大體積紅外接收頭IRM38A引腳說明</p><p>　　紅外接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容，一般在22uf以上。 有的廠家建議在供電腳和電源之間接入330歐電阻，進(jìn)一步降低電源干擾。 </p><p>　　紅外發(fā)

27、射器可從遙控器廠家定制，也可以自己用單片機(jī)的PWM產(chǎn)生，家庭遙控推薦使用紅外發(fā)射管(L5IR4-45)的可產(chǎn)生37.91KHz的PWM, PWM占空比設(shè)置為1/3, 通過簡(jiǎn)單的定時(shí)中斷開關(guān)PWM, 即可產(chǎn)生發(fā)射波形。 </p><p>　　2.3 紅外遙控鎖軟件方案設(shè)計(jì)</p><p>　　通過軟件控制單片機(jī)的功能是單片機(jī)的主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，程序的設(shè)計(jì)要考慮合理性和可讀性，遵循模塊化設(shè)計(jì)的原

28、則，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法。模塊化設(shè)計(jì)使程序的可讀性好、修改及完善方便。</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)包括主程序，密碼校驗(yàn)子程序，步進(jìn)電機(jī)正反準(zhǔn)子程序，定時(shí)器0和外部中斷1初始化子程序，延時(shí)子程序，紅外解碼子程序，蜂鳴器子程序等等。</p><p>　　密碼校驗(yàn)子程序用來將解碼得到的密碼數(shù)組和設(shè)定的密碼數(shù)組進(jìn)行比較，從而判斷密碼正誤。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)正

29、反轉(zhuǎn)子程序用來控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)鎖。</p><p>　　定時(shí)器0和外部中斷一用來對(duì)定時(shí)器0和外部中斷1進(jìn)行初始化。</p><p>　　紅外解碼程序用來將接收到的紅外脈沖的時(shí)間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制表示的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)一步解碼為按鍵編碼值。</p><p>　　3 紅外遙控鎖硬件電路設(shè)計(jì)方法及原理</p><p><b>　

30、　3.1紅外遙控系統(tǒng)</b></p><p><b>　　紅外遙控的概述： </b></p><p>　　紅外線的光譜位于紅色光之外， 波長(zhǎng)是0.76～1.5μm，比紅光的波長(zhǎng)還長(zhǎng)。紅外遙控是利用紅外線進(jìn)行傳遞信息的一種控制方式，紅外遙控具有抗干擾，電路簡(jiǎn)單，容易編碼和解碼，功耗小，成本低的優(yōu)點(diǎn)。紅外遙控幾乎適用所有家電的控制。 </p>&

31、lt;p>　　紅外遙控系統(tǒng)的主要部分為調(diào)制、發(fā)射和接收，如圖 所示： </p><p><b>　　圖1 紅外遙控系統(tǒng)</b></p><p><b>　　3.1.1 調(diào)制</b></p><p>　　紅外遙控是以調(diào)制的方式發(fā)射數(shù)據(jù)，就是把數(shù)據(jù)和一定頻率的載波進(jìn)行“與”操作，這樣既可以提高發(fā)射效率又可以降低電源 功

32、耗。 </p><p>　　調(diào)制載波頻率一般在30khz到60khz之間，大多數(shù)使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如圖2所示，這是由發(fā)射端所使用的 455kHz晶振決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。 </p><p>　　3.1.2發(fā)射系統(tǒng)

33、 </p><p>　　目前有很多種芯片可以實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射，可以根據(jù)選擇發(fā)出不同種類的編碼。由于發(fā)射系統(tǒng)一般用電池供電，這就要求芯片 的功耗要很低，芯片大多都設(shè)計(jì)成可以處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)才工作，這樣可以降低功耗芯片所用的晶振應(yīng)該有 足夠的耐物理撞擊能力，不能選用普通的石英晶體，一般是選用陶瓷共鳴器，陶瓷共鳴器準(zhǔn)確性沒有石英晶體高，但通常 一點(diǎn)誤差可以忽略不計(jì)。 </p&

34、gt;<p>　　紅外線通過紅外發(fā)光二極管(LED)發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管（紅外發(fā)射管）內(nèi)部構(gòu)造與普通的發(fā)光二極管基本相同，材料和普通發(fā)光二極管不同，在紅外發(fā)射管兩端施加一定電壓時(shí)，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。 </p><p>　　圖3b 射擊輸出驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　圖3a 簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　如圖3a和圖3b是LED的驅(qū)

35、動(dòng)電路，圖3a是最簡(jiǎn)單電路， 選用元件時(shí)要注意三極管的開關(guān)速度要快，還要考慮到LED的正向 電流和反向漏電流，一般流過LED的最大正向電流為100mA，電流越大，其發(fā)射的波形強(qiáng)度越大。 </p><p>　　圖3a電路有一點(diǎn)缺陷，當(dāng)電池電壓下降時(shí)，流過LED的電流會(huì)降低，發(fā)射波形強(qiáng)度降低，遙控距離就會(huì)變小。圖3b所示的 射極輸出電路可以解決這個(gè)問題，兩個(gè)二極管把三級(jí)管基極電壓鉗位在1.2V左右，因此三級(jí)管發(fā)射極電

36、壓固定在0.6V左右， 發(fā)射極電流IE基本不變，根據(jù)IE≈IC,所以流過LED的電流也基本不變，這樣保證了當(dāng)電池電壓降低時(shí)還可以保證一定的遙 控距離。 </p><p>　　3.1.3紅外接收頭原理圖</p><p>　　紅外接收頭和復(fù)位電路電路原理圖如圖3.1.3所示。</p><p>　　圖 3.1.3紅外接收頭和復(fù)位電路電路原理圖</p><

37、;p>　　3.2 單片機(jī)的原理及應(yīng)用</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)原理簡(jiǎn)介</p><p>　　單片機(jī)是指集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)，也就是把組成微型計(jì)算機(jī)的各種功能部件，包括CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、基本輸入/輸出接口電路。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等部件都制作在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)從而實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.2.1所

38、示。</p><p>　　圖 3.2.1單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)的介紹</p><p>　　AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)具有振蕩器及時(shí)鐘電路。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3.4所示。</p&g

39、t;<p>　　圖 3.2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　3.2.3 單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)功能的介紹</p><p>　　AT89C52單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作有兩個(gè)特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式：TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷請(qǐng)求。</p><p>　　3.3 步進(jìn)電機(jī)工作原理</p><p>　　3.3.1

40、 步進(jìn)電機(jī)原理</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器 </p><p>　　雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。

41、因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。 </p><p>　　步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。</p><p>　　3.3.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖3.

42、2.2所示。</p><p>　　圖3.3.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理</p><p>　　3.4 LED指示電路</p><p>　　LDE指示電路原理圖如圖3.4.1。</p><p>　　圖3.4.LED指示電路原理圖</p><p><b>　　3.5 蜂鳴器電路</b></p>

43、<p>　　蜂鳴器電路原理圖如圖3.5.1所示。</p><p>　　圖3.5.1 蜂鳴器電路原理圖</p><p>　　3.6 系統(tǒng)原理圖及印刷板圖</p><p>　　3.6.1系統(tǒng)總原理圖</p><p>　　系統(tǒng)總原理圖如圖3.6.1所示。</p><p>　　圖3.6.1 系統(tǒng)總原理圖圖<

44、/p><p>　　3.6.2 印刷版圖</p><p>　　系統(tǒng)印刷板圖如圖3.6.2</p><p>　　圖3.6.2 系統(tǒng)印刷板圖</p><p><b>　　4軟件設(shè)計(jì)流程</b></p><p><b>　　4.1全部軟件</b></p><p>

45、<b>　　相關(guān)代碼見附錄</b></p><p>　　5 系統(tǒng)的調(diào)試與分析</p><p><b>　　5.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　首先，找到所有所需的元器件并歸類放好。然后將做好的PCB板放到電腦面前，對(duì)應(yīng)畫好的PCB圖紙，將原件一一對(duì)應(yīng)的插入到板子上，并并稍稍固定以防止焊接過程中原件的掉落。原件放好

46、后便可以拿到后面去一一焊接。焊接完畢后按要求調(diào)試。調(diào)試故障及原因分析如下。</p><p>　　1.接收不到紅外信號(hào)</p><p>　　原因：紅外接收頭插反。</p><p>　　調(diào)試過程：紅外遙控對(duì)接收頭按鍵，蜂鳴器不叫，說明紅外接收管沒有接收到紅外信號(hào)，或者是程序沒有正確處理紅外信號(hào)。</p><p>　　結(jié)論：紅外接收管種類很多，但常

47、用的只有兩三種，這兩三種輸出引腳不同，使用的時(shí)候要正確識(shí)別。</p><p><b>　　2.蜂鳴器叫聲小</b></p><p>　　原因：跟蜂鳴器串聯(lián)的電阻過大</p><p>　　調(diào)試：更換與蜂鳴器串聯(lián)的電阻，換成阻值較小的電阻。</p><p>　　結(jié)論：正確識(shí)別和讀取色環(huán)電阻。</p><p

48、><b>　　5.2 軟件調(diào)試</b></p><p>　　具體的說這個(gè)應(yīng)該屬于是軟硬件聯(lián)合調(diào)試，在硬件調(diào)試好的情況下，調(diào)試軟件應(yīng)該還是比較容易的。調(diào)試故障及原因分析如下。</p><p>　　1.只是燈沒有正常工作</p><p>　　原因分析：三個(gè)LED指示燈有一個(gè)沒有正常工作，經(jīng)檢查是壞的</p><p>　

49、　結(jié)論：在焊接元件前要進(jìn)行元件檢測(cè)，確保元件是好的。</p><p><b>　　2．步進(jìn)電機(jī)不工作</b></p><p>　　原因分析：在開發(fā)箱上別寫的程序在移植到系統(tǒng)板上的時(shí)候沒有修改所用的引腳。</p><p>　　結(jié)論：在開發(fā)箱上的程序，移植到自己的功能電路中時(shí)要認(rèn)真檢查所用的引腳，把該修改的地方要正確修改，確保移植無誤。</p

50、><p><b>　　6 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　6.1 結(jié)論</b></p><p>　　該課程的主要任務(wù)是開發(fā)一個(gè)以AT89C52單片機(jī)為核心的紅外遙控密碼鎖。本設(shè)計(jì)主要分硬件部分和軟件部分，硬件部分著重考慮硬件電路的簡(jiǎn)單性，故盡可能簡(jiǎn)單硬件電路，節(jié)省線路板的空間，達(dá)到硬件電路最優(yōu)化設(shè)計(jì)。軟件采用C

51、語言編寫，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序可讀性強(qiáng)，能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了遙控開鎖、關(guān)鎖啟動(dòng)系統(tǒng)修改密碼，多次輸入錯(cuò)誤報(bào)警等功能。速度</p><p>　　本設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求，操作簡(jiǎn)單，方便易用，功能性較強(qiáng)，具有一定的實(shí)踐意義和使用價(jià)值，但也有一些不足，如沒有設(shè)計(jì)忘記密碼的應(yīng)急措施和掉電保護(hù)功能，功能有待完善。</p><p><b>　　6.2 展望</b>&

52、lt;/p><p>　　本操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。硬件部分采用的器件應(yīng)用比較廣泛，且價(jià)格低廉，如AT89C52單片機(jī)、紅外遙控器、紅外接收管、uln2003驅(qū)動(dòng)芯片、步進(jìn)電機(jī)、發(fā)光二極管等。這意味著所用的器件功能比較強(qiáng)大、穩(wěn)定，尤其是本次設(shè)計(jì)的核心元件的核心元件AT89C52單片機(jī)，軟件技術(shù)成熟。這類微處理器既可用作控制器有適合于做數(shù)據(jù)處理，而且成本低廉。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，可讀性強(qiáng)，方便二次開發(fā)。</p>

53、<p>　　這個(gè)紅外要空密碼鎖系統(tǒng)，具有較低的成本和穩(wěn)定的可靠性，具有較好的開發(fā)前景。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過程中我獲益匪淺，在當(dāng)中我遇到了許多問題。比如在畫圖過程中，封裝不會(huì)畫，沒有根據(jù)實(shí)物畫，在PCB圖連線時(shí)，線的粗細(xì)，焊盤的大小都沒有設(shè)定，在同學(xué)的幫助下，最后成功畫出了PCB與，并制作出了PCB板。

54、調(diào)試過程中，在老師的幫助下，發(fā)現(xiàn)了不少問題，并都解決了。</p><p>　　在這我非常感謝他們，是他們幫助我順利完成了我的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　李朝青.單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京航空大學(xué)出版社，1994</p><p>　　劉燦軍.使用傳感器.國(guó)防工業(yè)出版社.2004

55、</p><p>　　何希才.傳感器及其應(yīng)用. 國(guó)防工業(yè)出版社.2004</p><p>　　童詩白華成英主編. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ). 高等教育出版社。2006</p><p>　　【5】 李金平 沈明山 姜余祥編著. 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì). 電子工業(yè)出版社2009</p><p><b>　　附錄1</b></p>

56、<p><b>　　紅外遙控鎖元件清單</b></p><p><b>　　附錄2</b></p><p>　　/**********************************************************************</p><p><b>　　紅外遙控鎖全部程

57、序</b></p><p>　　***********************************************************************/</p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>

58、;　　#define uchar unsigned char</p><p>　　uchar code table[16] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; </p><p>　　uchar code table1[]={0x80,0x40,0x20,0x

59、10};</p><p>　　uchar code table2[]={0x10,0x20,0x40,0x80};</p><p>　　sbit P2_0=P2^0;</p><p>　　sbit P0_0=P0^0;</p><p>　　sbit P0_1=P0^1;</p><p>　　sbit P0_2=P0^2

60、;</p><p>　　uchar htime;//紅外時(shí)間變量</p><p>　　uchar startflag;//紅外數(shù)據(jù)開始提取變量</p><p>　　uchar hdata[33];//紅外數(shù)據(jù)的數(shù)組</p><p>　　uchar bytenumber;</p><p>　　uchar endflag;

61、</p><p>　　uchar date[4];</p><p><b>　　uchar hp;</b></p><p>　　uchar disp[8];</p><p>　　void delay1(uint a)</p><p>　　{while(a--);</p><p&

62、gt;<b>　　}</b></p><p>　　void delay(uint del)</p><p>　　{uint i,j;</p><p>　　for(i=0;i<del;i++)</p><p>　　for(j=0;j<110;j++);</p><p><b>

63、　　}</b></p><p>　　void time0_init()</p><p>　　{TMOD=0x02;</p><p><b>　　TH0=0x00;</b></p><p><b>　　TL0=0x00;</b></p><p><b>　

64、　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void int1init()</p><p><b&

65、gt;　　{EA=1;</b></p><p><b>　　EX1=1;</b></p><p><b>　　IT1=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//紅外數(shù)據(jù)提取函數(shù)</p><p>　　void

66、 hpros()</p><p>　　{uchar k=1,i,j;</p><p>　　uchar value;</p><p>　　for(j=0;j<4;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p>

67、<p>　　{ value=value>>1;</p><p>　　if(hdata[k]>6)</p><p>　　{value=value|0x80;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　k++;</b></p><

68、p><b>　　}</b></p><p>　　date[j]=value;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　hp=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　

69、//紅外數(shù)據(jù)處理函數(shù)</p><p>　　void hchuli()</p><p>　　{disp[0]=date[0]/16;</p><p>　　disp[1]=date[0]%16;</p><p>　　disp[2]=date[1]/16;</p><p>　　disp[3]=date[1]%16;</

70、p><p>　　disp[4]=date[2]/16;</p><p>　　disp[5]=date[2]%16;</p><p>　　disp[6]=date[3]/16;</p><p>　　disp[7]=date[3]%16;</p><p><b>　　}</b></p>&l

71、t;p>　　//蜂鳴器發(fā)聲和Led亮</p><p>　　void BEEP()</p><p>　　{uchar m=20;</p><p><b>　　P0_0=0;</b></p><p>　　while(m--)</p><p><b>　　{P2_0=1;</b&g

72、t;</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P2_0=0;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

73、;b>　　P0_0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p>　　{uint i=0,k,flag=0,b=0,d=0,FLAG=1,rflag=1,RFLAG=1,alarm=0,G=0,g=0,rag=0;</p><p>　　

74、uchar key[8]={4,5,4,6,4,7,4,4},key1[8],key2[8]={4,0,4,3,0,7,1,5};//電控鎖密碼數(shù)組為key,key2為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，key1為轉(zhuǎn)載紅外數(shù)據(jù)的數(shù)組</p><p>　　time0_init();</p><p>　　int1init();</p><p><b>　　while(1)</b

75、></p><p>　　{ if(endflag)</p><p><b>　　{hpros();</b></p><p>　　endflag=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(hp)</b></

76、p><p>　　{hchuli();</p><p><b>　　hp=0;</b></p><p>　　flag=1;//按鍵按下蜂鳴器發(fā)聲和led亮的標(biāo)志</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//電控鎖復(fù)位標(biāo)志</b>&l

77、t;/p><p>　　if((disp[4]==1)&&(disp[5]==6))</p><p><b>　　{uchar a;</b></p><p>　　for(a=0;a<8;a++)</p><p>　　{key1[a]=0;}</p><p><b>　　F

78、LAG=1;</b></p><p><b>　　rflag=1;</b></p><p><b>　　alarm=0;</b></p><p><b>　　RFLAG=1;</b></p><p><b>　　i=0;</b></p&g

79、t;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(flag)</b></p><p><b>　　{BEEP();</b></p><p>　　key1[i]=disp[4];</p><p>　　key1[i+1]=disp[5];</

80、p><p><b>　　i=i+2;</b></p><p><b>　　flag=0;</b></p><p><b>　　rag=1;</b></p><p><b>　　alarm++;</b></p><p><b>

81、　　if(i==8)</b></p><p><b>　　{i=0;}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//修改密碼</b></p><p>　　if((disp[4]==1)&&(disp[5]==9))

82、</p><p>　　{ uchar a;</p><p>　　for(a=0;a<8;a++)</p><p>　　{key1[a]=0;}</p><p><b>　　RFLAG=0;</b></p><p><b>　　i=0;</b></p>&l

83、t;p><b>　　}</b></p><p>　　//進(jìn)入修改密碼的具體的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　if(RFLAG==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//確認(rèn)要修改的密碼的原密碼</p><p>　　if((key[0]==key1

84、[0])&&(key[1]==key1[1])&&(key[2]==key1[2])&&(key[3]==key1[3])&&(key[4]==key1[4])&&(key[5]==key1[5])&&(key[6]==key1[6])&&(key[7]==key1[7]))</p><p><b

85、>　　{uint H;</b></p><p><b>　　G=1;</b></p><p>　　for(H=0;H<10;H++)</p><p>　　{ P0_1=0;</p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　P0_1=1;&l

86、t;/b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(H=0;H<8;H++)</p><p>　　{key1[H]=0;}</p><p><b>　　i=0;</b></p>

87、<p><b>　　rag=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((key2[0]==key1[0])&&(key2[1]==key1[1])&&(key2[2]==key1[2])&&(key2[3]==key1[3])&&(ke

88、y2[4]==key1[4])&&(key2[5]==key1[5])&&(key2[6]==key1[6])&&(key2[7]==key1[7]))</p><p><b>　　{uint h;</b></p><p><b>　　g=1;</b></p><p>　　f

89、or(h=0;h<10;h++)</p><p><b>　　{P0_2=0;</b></p><p>　　delay(30);</p><p><b>　　P0_2=1;</b></p><p>　　delay(30);</p><p><b>　　}<

90、;/b></p><p>　　for(h=0;h<8;h++)</p><p>　　{key1[h]=0;}</p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　rag=0;</b></p><p><b>　　}</b>

91、;</p><p>　　//修改密碼，輸入新密碼</p><p><b>　　if(G)</b></p><p><b>　　{if(rag)</b></p><p><b>　　{ uint B;</b></p><p>　　key[b]=disp[4

92、];</p><p>　　key[b+1]=disp[5];</p><p><b>　　b=b+2;</b></p><p><b>　　if(b==8)</b></p><p><b>　　{b=0;</b></p><p><b>　　G

93、=0;</b></p><p><b>　　RFLAG=1;</b></p><p><b>　　alarm=0;</b></p><p>　　for(B=0;B<8;B++)</p><p>　　{key1[B]=0;</p><p><b>　

94、　}</b></p><p>　　for(B=0;B<10;B++)</p><p><b>　　{P0_1=0;</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　P0_1=1;</b></p><p>　　delay(20);

95、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　rag=0;</b></p><p><b>　　}</b&

96、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(g)</b></p><p>　　{ if(rag)</p><p><b>　　{uint D;</b></p><p>　　key2[d]=disp[4];</

97、p><p>　　key2[d+1]=disp[5];</p><p><b>　　d=d+2;</b></p><p><b>　　if(d==8)</b></p><p><b>　　{d=0;</b></p><p><b>　　g=0;<

98、;/b></p><p><b>　　RFLAG=1;</b></p><p><b>　　alarm=0;</b></p><p>　　for(D=0;D<8;D++)</p><p>　　{key1[D]=0;</p><p><b>　　}<

99、/b></p><p>　　for(D=0;D<10;D++)</p><p><b>　　{P0_2=0;</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　P0_2=1;</b></p><p>　　delay(20);</p

100、><p><b>　　}</b></p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　rag=0;</b></p><p><b>　　}</b><

101、;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//紅外控制電控鎖旋轉(zhuǎn)</p><p><b>　　if(RFLAG)</b></p><p><b>　　{</b></p>

102、;<p>　　if((key[0]==key1[0])&&(key[1]==key1[1])&&(key[2]==key1[2])&&(key[3]==key1[3])&&(key[4]==key1[4])&&(key[5]==key1[5])&&(key[6]==key1[6])&&(key[7]==key1[

103、7]))</p><p>　　{uint j=128;</p><p><b>　　if(FLAG)</b></p><p><b>　　{P0_1=0;</b></p><p>　　while(j--)</p><p>　　{for(k=0;k<4;k++)</

104、p><p>　　{P2=table1[k];</p><p>　　delay1(800);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P0_1=1;</b></p><p&

105、gt;<b>　　FLAG=0;</b></p><p><b>　　rflag=1;</b></p><p><b>　　alarm=0;</b></p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b>

106、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((key2[0]==key1[0])&&(key2[1]==key1[1])&&(key2[2]==key1[2])&&(key2[3]==key1[3])&&(key2[4]==key1[4])&&(key2[5]==k

107、ey1[5])&&(key2[6]==key1[6])&&(key2[7]==key1[7]))</p><p>　　{ uint j=128;</p><p><b>　　if(rflag)</b></p><p><b>　　{P0_2=0;</b></p><p&g

108、t;　　while(j--)</p><p>　　{for(k=0;k<4;k++)</p><p>　　{P2=table2[k];</p><p>　　delay1(800);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></

109、p><p><b>　　P0_2=1;</b></p><p><b>　　rflag=0;</b></p><p><b>　　FLAG=1;</b></p><p><b>　　alarm=0;</b></p><p><b&

110、gt;　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((disp[4]==0)&&(disp[5]==9))</p><p><b>　　{if(FLAG)</b><

111、;/p><p><b>　　{uchar n;</b></p><p>　　for(n=0;n<10;n++)</p><p><b>　　{P0_1=0;</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　P0_1=1;</b&

112、gt;</p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(rflag)</b></p><p><b>　　{uchar m;</b

113、></p><p>　　for(m=0;m<10;m++)</p><p><b>　　{P0_2=0;</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　P0_2=1;</b></p><p>　　delay(20);</p&g

114、t;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　disp[4]=0;</p><p>　　disp[5]=0;</p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>

115、　　}</b></p><p>　　if(alarm>5)</p><p>　　{uint f=20;</p><p>　　while(f--)</p><p><b>　　{BEEP();}</b></p><p><b>　　i=0;</b></p

116、><p><b>　　alarm=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

117、/p><p>　　void time0() interrupt 1</p><p><b>　　{htime++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void int1() interrupt 2</p><p><b>　　{ <

118、;/b></p><p>　　if(startflag)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(htime>35)</p><p>　　bytenumber=0;</p><p>　　hdata[bytenumber]=htime;</p>&

119、lt;p><b>　　htime=0;</b></p><p>　　bytenumber++;</p><p>　　if(bytenumber==33) </p><p>　　{bytenumber=0;</p><p>　　endflag=1;</p><p><b>　　}&l

120、t;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　startflag=1;</p><p><b>　　htime=0;<