畢業(yè)設(shè)計---基于單片機的紅外遙控智能密碼鎖設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代生活中，很多行業(yè)的許多地方都需要密碼鎖，密碼鎖的應(yīng)用就顯得尤為重要?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機技術(shù)和集成電路技術(shù)的日臻成熟，為防盜遙控技術(shù)提供了功能齊全、操作方便、工作可靠、成本低廉的系統(tǒng)電路。該設(shè)計的紅外遙控密碼鎖是將紅外遙控技術(shù)和單片機技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合的一種方案，它主要應(yīng)用在家庭防盜門系統(tǒng)中。</p>

2、<p>　　它的任務(wù)是：用戶先給密碼鎖設(shè)定一個密碼，當外面的人要進門時，就在紅外遙控器鍵入代碼，該密碼與用戶設(shè)定的密碼比較，如果密碼正確，則驅(qū)動電磁執(zhí)行器開鎖，人可以進門；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次，若三次都不正確，則單片機通過蜂鳴器給予警告，并自動鎖門半小時，才允許再次輸入代碼再試。</p><p>　　通過如此嚴密的檢查程序，可以極大地排除陌生人進門的可能性，從而保

3、證了住戶安全。</p><p>　　關(guān)鍵詞：密碼鎖，紅外遙控，單片機，智能控制</p><p><b>　　Abstact</b></p><p>　　In the modern life, a lot of places of trade need password lock, the application of password lock

4、s seems particularly important. The development of science and technology, especially the situation that the technology of the micro-control unit and integrated circuit technology are ripe day by day, has offered the the

5、ft-proof remote control technology with a systematic circuit with such virtues as cheap cost, multiple function, easy operation, etc. It is a kind of scheme of combining technical app</p><p>　　Its task is: t

6、he homer locks and establishes a password for the password lock first. When the person outside wants to enter the door, he or she must type the code in the micro-control unit, and this password will be compared with the

7、password that the homer has established in the EEPROM. If the password is correct, the system will urge the electromagnetic carrying out device to be turned on and locked, it is all right for people to enter the door; If

8、 the password is incorrect, the result is that</p><p>　　Through such procedures, the possibility of strangers’ coming into the house doesn’t establish, and so does the safety of the house.</p><p&g

9、t;　　Keywords：Coded-lock, Infrared remote control, Micro-control unit, the intelligent control</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Abstact

10、II</p><p>　　1 緒 言1</p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義2</p><p>　　1.3國內(nèi)外概況2</p><p>　　1.4課題的主要研究工作3</p><p>　　2 系統(tǒng)設(shè)計方案的研究4</p

11、><p>　　2.1系統(tǒng)的控制特點與性能要求4</p><p>　　2.2系統(tǒng)實現(xiàn)的原理5</p><p>　　2.3系統(tǒng)實現(xiàn)方案分析6</p><p>　　2.3.1紅外遙控發(fā)射電路6</p><p>　　2.3.2 遙控發(fā)射器及其編碼：6</p><p>　　2.3.3、接收器及解碼

12、7</p><p>　　3 紅外遙控密碼鎖的設(shè)計8</p><p>　　3.1 元件的選用8</p><p>　　3.1.1 中央控制器——AT89C518</p><p>　　3.1.2紅外遙控發(fā)射器11</p><p>　　3.1.3 紅外遙控接收組件13</p><p>　　

13、3.1.4 EEPROM存貯器AT24C02電路14</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的設(shè)計15</p><p>　　4 系統(tǒng)的實現(xiàn)17</p><p>　　4.1軟件子系統(tǒng)17</p><p>　　4.2實驗仿真系統(tǒng)的介紹19</p><p>　　4.2.1系統(tǒng)概述19</p><

14、;p>　　4.2.2系統(tǒng)組成19</p><p>　　4.3實驗仿真20</p><p>　　4.3.1仿真實驗接線20</p><p>　　4.3.2 仿真實驗演示21</p><p>　　5 總結(jié)與展望23</p><p><b>　　致謝24</b></p>

15、<p><b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　附 錄27</b></p><p><b>　　1 緒 言</b></p><p>　　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)中所面臨的問題。</p>

16、;<p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　智能密碼鎖是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機械，光學(xué)，計算機技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門出入口實現(xiàn)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(qū)、工廠、家庭等。 而紅外技術(shù)在遙控技術(shù)領(lǐng)域的

17、應(yīng)用越來越廣泛，遙控技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷大致了從有線到無線的超聲波揚聲器，從振動子到紅外線，再到使用總線接口的微機紅外線遙控這樣幾個發(fā)展階段[1]。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。所以把這兩種技術(shù)融合起來所得的密碼鎖的性能將會更好。</p><p>　　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。智能密碼鎖系統(tǒng)早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展

18、成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。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]。 </p><p>　　在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的輔助設(shè)備可以進行電梯控制、車輛進出控制，物業(yè)消防監(jiān)控、保安巡檢管理、餐飲收費管理等，真正實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一卡智能管理。</p><p>　　智能密碼鎖是在傳統(tǒng)的門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。傳統(tǒng)的機械門鎖僅僅是單純的機械裝置，無論結(jié)構(gòu)設(shè)計多么合理，材料多么堅

19、固，人們總能用通過各種手段把它打開。在出入人很多的通道（象辦公室，酒店客房）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。為了解決這些問題，就出現(xiàn)了電子磁卡鎖，電子密碼鎖，這兩種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對出入口通道的管理程度，使通道管理進入了電子時代，但隨著這兩種電子鎖的不斷應(yīng)用，它們本身的缺陷就逐漸暴露，磁卡鎖的問題是信息容易復(fù)制，卡片與讀卡機具之間磨損大，故障率高，安全系數(shù)低。密碼鎖的問題是密碼容易泄露，又無從查

20、起，安全系數(shù)很低[3]。同時這個時期的產(chǎn)品由于大多采用讀卡部分（密碼輸入）與控制部分合在一起安裝在門外，很容易被人在室外打開鎖。這個時期的門禁系統(tǒng)還停留在早期不成熟階段，因此當時的門禁系統(tǒng)通常被人稱為電子鎖，應(yīng)用也不廣泛。</p><p>　　紅外遙控智能密碼鎖出現(xiàn)克服了這幾個缺點，因而得到了更加廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義</p><

21、p>　　電子雜志、報刊經(jīng)?？怯忻艽a開關(guān)，密碼鎖這樣電路，大多數(shù)是使用常用的數(shù)字電路，如CD4017，然后通過不同的連接方式實現(xiàn)密碼控制功能。這種電路的特點就是密碼修改只能通過改變電路的連接來實現(xiàn)，密碼很容易被破解，電路復(fù)雜，故障率高[4]。本制作是針對這些電路而設(shè)計的，而且還增加了紅外遙控功能，移動方便。如果使用該紅外密碼開關(guān)安裝在電子鎖上，就成了一個功能強大，操作方便的電子密碼鎖了。因為不用安裝控制鍵盤，所以安裝方便、快捷，還

22、消除了控制鍵盤被人為破壞的可能。 </p><p>　　紅外遙控技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通信技術(shù)，家用電器等多種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在門禁系統(tǒng)中的應(yīng)用，更加受到了人們的矚目[5]。本設(shè)計的紅外線遙控智能密碼鎖就是將紅外遙控技術(shù)和單片機應(yīng)用相結(jié)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，而且可以智能修改密碼。 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、

23、智能控制管理功能。紅外遙控智能密碼鎖作為一種高科技產(chǎn)品，在酒店門鎖領(lǐng)域已成為主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)在它正以飛快的速度進入尋常百姓家。</p><p>　　密碼鎖具無需鑰匙，開啟方便，用途廣泛。傳統(tǒng)的機械密碼鎖組碼位數(shù)低(3位數(shù)左右)、重碼率高、安全性差、開啟操作不便。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，逐步取代機械密碼鎖。該設(shè)計使用密碼控制技術(shù)，克服了傳統(tǒng)機械式密碼鎖具的缺陷，具有電子式密碼鎖具的特點

24、，組碼位數(shù)最高可達到10位。按鈕式開鎖，無需光照和電源，機件牢固，安全可靠，造價低廉，集機械式、電子式密碼鎖具優(yōu)點為一體，具有較好的市場發(fā)展前景和技術(shù)應(yīng)用價值[6]。</p><p><b>　　1.3國內(nèi)外概況</b></p><p>　　隨著我國對外開放的不斷深入，高檔建筑發(fā)展很快，高檔鎖具市場的前景樂觀。我國鎖具行業(yè)對鎖具高新技術(shù)的投入正逐年增大，高檔鎖的市場需

25、求也逐年增加。在安防工程中，門禁系統(tǒng)的鎖具產(chǎn)品是關(guān)系到整個系統(tǒng)安全性的重要設(shè)備，所以鎖具產(chǎn)品的優(yōu)劣也關(guān)系了整個安防工程的質(zhì)量和驗收。其重要性由如下事例可看出。</p><p>　　溫州客商擬投資20億元打造枝江中國鎖都 3月17日，溫州市五金商會會長、天宇鎖業(yè)有限公司董事長奚德平透露，該會擬投資20億元，在枝江市建設(shè)“中國鎖都”。這是奚德平應(yīng)枝江市政府之邀，率30多位企業(yè)董事長、總經(jīng)理到枝江考察后作出的

26、決定。據(jù)悉，溫州有“中國鎖都”之稱，全市鎖具產(chǎn)品占全國市場份額65%以上[7]。</p><p>　　智能門鎖作為一種高科技產(chǎn)品，在酒店門鎖領(lǐng)域已成為主導(dǎo)產(chǎn)品。一般情況下，酒店希望智能門鎖的使用壽命至少在5年以上，所以選擇智能門鎖時必須考慮多種因素，如產(chǎn)品的品牌、質(zhì)量、價格、服務(wù)等，以免帶來經(jīng)濟損失。綜觀硝煙彌漫的智能門鎖市場，浙江的智能門鎖技術(shù)無論在品牌、質(zhì)量、價格，還是服務(wù)上，都走在國內(nèi)該行業(yè)的前列的。<

27、;/p><p>　　在電子控制方面，TCL智能門鎖的控制電路主板采用自動貼片技術(shù)（SMT）、高溫老化、在線測試、振動老化、侵漆防潮等生產(chǎn)工藝，從而徹底杜絕了因室內(nèi)外的溫差引起門鎖內(nèi)部水氣凝結(jié)而對電路主板元器件的損壞，提高了電路的性能。而且，TCL智能門鎖還采用智能編碼技術(shù)，抗強光干擾，使門鎖的功耗很低，降低更換門鎖電池的頻率。</p><p>　　在智能卡鑰匙的加密方面，智能門鎖的各種智能卡鑰

28、匙均應(yīng)采用具備物理密碼驗證功能、安全性好、可靠性高的電子鑰匙，可保存數(shù)據(jù)在10年以上，而所有的電子鑰匙為了提高保密性能在編碼上都采用加密算法，除了采用具有獨立知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)的軟件系統(tǒng)制作電子鑰匙外，電子鑰匙是根本不可能復(fù)制的，克服了機械鑰匙很強的可復(fù)制性，使門鎖整體的安全性能降低的缺點，提高了門鎖的安全性能。  </p><p>　　在國外，美國、日本、德國的智能密碼鎖保密性較好，并結(jié)合感應(yīng)卡技

29、術(shù)，生物識別技術(shù)，使智能密碼鎖系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展。這幾個國家的密碼鎖識別的密碼更復(fù)雜，并且綜合性比較好，已經(jīng)進入了成熟期，出現(xiàn)了感應(yīng)卡式門禁系統(tǒng)，指紋門禁系統(tǒng)，虹膜門禁系統(tǒng)，面部識別門禁系統(tǒng)，亂序鍵盤門禁系統(tǒng)等各種技術(shù)的系統(tǒng)，它們在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特長，新型的密碼鎖系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣[8]。</p><p>　　1.4課題的主要研究工作</p><p>　　課題主

30、要解決系統(tǒng)在硬件和軟件兩方面的問題。</p><p>　　硬件方面要解決單片機與外圍電路的接口問題，還要解決紅外遙控系統(tǒng)的編碼解碼。本設(shè)計的紅外遙控發(fā)射器直接采用市售的成品彩色電視機遙控器，型號為RM-F，內(nèi)部芯片型號為LC7461。采用這個芯片的彩電非常普遍，很容易買到，且價格也便宜，所以只需要了解紅外遙控發(fā)射器的編碼。當然，電子產(chǎn)品的兼容性也是不容忽視的。 </p><p>　　在軟件

31、方面，主要工作是怎樣防止人為的多次試探密碼和增加破解密碼的難度。除此之外，程序還要完成基本的密碼修改和開鎖功能，并通過蜂鳴器長時間鳴叫報警通知屋主或保安。</p><p>　　2 系統(tǒng)設(shè)計方案的研究</p><p>　　2.1系統(tǒng)的控制特點與性能要求</p><p>　　為了提高智能密碼鎖的安全性和可靠性，成熟的紅外遙控智能密碼鎖除在器件選擇上采取措施（如采用低工

32、耗、寬溫度范圍的器件）外，在設(shè)計中還要求采用以下關(guān)鍵技術(shù)：</p><p><b>　　（1）線路復(fù)用技術(shù)</b></p><p>　　智能監(jiān)控器和電子鎖具異地放置，智能監(jiān)控器供給電子鎖具所需的電源并接收其發(fā)送的報警信息。如果采用通信線路和供電線路分開的方式，勢必要增加電纜芯數(shù)，安全隱患增加，本文采用了線路復(fù)用技術(shù)，僅用一根二芯電纜，實現(xiàn)了供電和信息的傳輸[9]。&l

33、t;/p><p>　　在發(fā)送端，電子鎖具通過脈沖變壓器T將調(diào)制好的數(shù)據(jù)信號升壓后發(fā)送出去：在接收端，脈沖器T到的數(shù)據(jù)信號降壓后送解調(diào)器，以減少載波信號在傳輸過程中的損耗。為了減少通信和供電之間的相互干擾，對扼流圈L、電容C的選擇也綜合考慮。</p><p>　　設(shè)載波頻率f0=40千赫茲,為了保證絕大部分能量傳輸?shù)浇邮斩?，取L=33.7微亨,c1=0.047微法拉。</p>&l

34、t;p><b>　　（2）電流監(jiān)視技術(shù)</b></p><p>　　為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈，本文在智能密碼鎖設(shè)計中采用電流監(jiān)視技術(shù)。電流監(jiān)視器采用MAXIM公司生產(chǎn)的電流/電壓轉(zhuǎn)換芯片AX471，該芯片能將被測電流I轉(zhuǎn)化成對地輸出電壓U，且有測量范圍大、精度高、輸出電壓U和被測電流I成正比等特點。電流監(jiān)視器輸出電壓送A/D轉(zhuǎn)

35、換器，單片機通過讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，獲知線路中電流的變化情況，通過分析及時發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報警信號。</p><p>　　（3）數(shù)據(jù)通訊與預(yù)處理技術(shù)</p><p>　　智能監(jiān)控器接收鎖具發(fā)來的狀態(tài)信息（其中包括鎖具的開啟、關(guān)閉、第一次密碼錯、第二次密碼錯、第三次密碼錯等）、流過電磁執(zhí)行器線圈的電流值，并讀取該時刻通訊線路的供電電流值，三者結(jié)合起來構(gòu)成一個數(shù)據(jù)塊，其中操作狀態(tài)占1個字節(jié)，供電

36、電流占2個字節(jié)，線圈電流占2個字節(jié)。智能監(jiān)控器在與電子鎖具通信過程中，始終處于接收狀態(tài)。為了提高通信可靠性，本文在通信協(xié)議中采用重復(fù)發(fā)送的方式，電子鎖具對每一組數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)送5次，智能監(jiān)控器接收到這組數(shù)據(jù)后，采用大數(shù)譯碼定律糾錯，保證了數(shù)據(jù)接收的準確性。</p><p>　　2.2系統(tǒng)實現(xiàn)的原理</p><p>　　智能密碼鎖在今天能得以廣泛的應(yīng)用。而智能密碼鎖是與紅外線遙控和單片機密不可分

37、的。 </p><p>　　當按下遙控發(fā)射器上的按鍵時，發(fā)射器內(nèi)的編碼器輸出一組對應(yīng)的二進制代碼（這便是編碼過程），再將此二進制代碼按一定格式調(diào)制到高頻載波上、加至紅外發(fā)光二極管上變成光信號發(fā)射出去。該信號被紅外接收二極管所接收變成電信號，再經(jīng)放大，限幅檢波及波形等處理后送入微處理器。</p><p>　　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(guān)控制信號的產(chǎn)生源，人們習慣稱

38、其為CPU[10]。它包括只讀存儲器（ROM）、隨機存?。ㄗx/寫）存儲器（RAM）及專用數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)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(nèi)容，據(jù)此控制門的開或關(guān)[11]。</p><p>　　接口電路介于CPU與被控制電路之間。它的主要任務(wù)是CPU輸出的各種脈沖信號變?yōu)槟M電壓去控制相應(yīng)的電路，因此它的功能是完成數(shù)模轉(zhuǎn)換和電平轉(zhuǎn)換。</p><p>

39、　　存儲器用來記憶或存儲各種控制參數(shù)，一般采用EAROM（電可改寫只讀存儲器），它所存儲的信息可長時間地保存下來，即使關(guān)閉電源，存儲的信息也不會丟失。</p><p>　　電子鎖具的組成框圖如圖2.1所示，它也是以51系列單片機（8051）為核心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識別和顯示、驅(qū)動電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動電流值、接收傳感器送來的報警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。</p><p>

40、;　　單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的密碼進行比較。若密碼正確，則門打開；否則，門不開。</p><p>　　2.3系統(tǒng)實現(xiàn)方案分析</p><p>　　大部分紅外遙控智能密碼鎖在硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計上差別不大，整個紅外部分電路主要由紅外遙控發(fā)射電路和紅外接收解碼電路組成。</p><p>　　電子鎖具的組成框圖是以51系列單片機(AT89C8051)為核

41、心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識別和顯示、驅(qū)動電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動電流值、接收傳感器送來的報警信號等功能。 </p><p>　　單片機接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的密碼進行比較，如果密碼正確，則驅(qū)動電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確，則單片機通過通信線路向智能監(jiān)控器報警。單片機將每次開鎖操作和此時電磁執(zhí)行器的驅(qū)動電流值作為狀態(tài)

42、信息發(fā)送給智能監(jiān)控器，同時將接收來自傳感器接口的報警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器，作為智能化分析的依據(jù)。</p><p>　　2.3.1紅外遙控發(fā)射電路 </p><p>　　本電路使用的紅外線遙控編碼芯片為LC7461，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。</p><p>　　通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路

43、芯片來進行控制操作[12]，如圖2.2所示。</p><p>　　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。</p><p>　　2.3.2 遙控發(fā)射器及其編碼：</p><p>　　紅外遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類，這里我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的脈沖寬度調(diào)

44、制來加以說明，現(xiàn)以LC7461組成發(fā)射電路為例說明編碼原理[13]。當發(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：</p><p>　　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的組合表示二進制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”。</p><p>

45、;　　上述“0”和“1”組成的42位二進制碼經(jīng)38kHz的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達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，</p><p>　　LC7461產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的42位二進制碼組，其中前26位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機種遙控碼互相干擾。后16位為8位的操作碼和8位的操作反碼用于核對數(shù)據(jù)是否接收準確。</p><p&g

46、t;　　當遙控器上任意一個按鍵按下超過36ms時，LC7461芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個特定的同步碼頭，對于接收端而言就是一個9ms的低電平,和一個4.5ms的高電平，這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　解碼的關(guān)鍵是如何識別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”

47、為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右即可。</p><p>　　根據(jù)紅外編碼的格

48、式，程序應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。</p><p>　　2.3.3、接收器及解碼</p><p>　　LT0038是塑封一體化紅外線接收器，它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號時為高電平，收到紅外信號時為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合

49、于各種紅外線遙控和紅外線</p><p><b>　　數(shù)據(jù)傳輸[14]。</b></p><p>　　3 紅外遙控密碼鎖的設(shè)計</p><p><b>　　3.1 元件的選用</b></p><p>　　為使基于單片機控制的紅外線遙控密碼鎖在實際使用過程中方便快捷，并且具有較高的性能/價格比，所以

50、對該系統(tǒng)的元器件作了精心挑選。按在實際工作中的作用，可分為以下幾個部分。其中，AT89C51單片機是整個電路的核心，它控制其他模塊來完成各種復(fù)雜的操作；紅外線一體化接收頭負責接受命令；繼電器是開鎖執(zhí)行部件；發(fā)光二極管和蜂鳴器用來提示和報警。</p><p>　　3.1.1 中央控制器——AT89C51</p><p>　　89C51是由ATMEL公司推出的一種小型單片機，95年出現(xiàn)在中國

51、市場。其主要特點為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，且采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，可以很快被中國廣大用戶接受。其程序的電可泦寫特性，使得開發(fā)與試驗比較容易，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案[15]。</p><p>　　89C51有很寬的工作電源電壓，可為2.7～6V,當工作在3V時，電

52、流相當于6V工作時的1/4。89C51工作于12Hz時，動態(tài)電流為5.5mA，空閑態(tài)為1mA,掉電態(tài)僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。</p><p>　　（1）AT89C51的特點</p><p>　　AT89C51具有以下幾個特點[16]：</p><p>　?、貯T89C51與MCS-51系列的單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；<

53、/p><p>　?、谄瑑?nèi)有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲器；</p><p>　　③全靜態(tài)工作,工作范圍:0Hz～24MHz；</p><p>　?、?28×8位內(nèi)部RAM；</p><p>　?、?2位雙向輸入輸出線；</p><p>　?、迌蓚€十六位定時器/計數(shù)器；</p><p&g

54、t;　?、呶鍌€中斷源,兩級中斷優(yōu)先級；</p><p>　?、嘁粋€全雙工的異步串行口；</p><p>　?、衢g歇和掉電兩種工作方式。</p><p>　?。?） AT89C51的功能描述</p><p>　　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器，能重復(fù)寫入/擦

55、除1000次，數(shù)據(jù)保存時間為十年。它與MCA-51系列單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可完全代替MCS-51系列單片機，而且能使系統(tǒng)具有許多MCS-51系列產(chǎn)品沒有的功能。</p><p>　　AT89C51可構(gòu)成真正的單片機最小應(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。只要程序長度小于4K，四個I/O口全部提供給用戶?？捎?V電壓編程,而且擦寫時間僅需10毫秒，僅為8751/87C51的擦

56、除時間的百分之一,與8751/87C51的12V電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒有兩種電源的要求，改寫時不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。工作電壓范圍寬（2.7V~6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在0Hz～24MHz之間，比8751/87C51等51系列的6MHz～12MHz更具有靈活性,系統(tǒng)能快能慢。AT89C51芯片提供三級程序存儲器加密，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。P0口是三態(tài)雙向口,通稱數(shù)據(jù)總線

57、口,因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀/寫操作[17]。</p><p>　?。?） AT89C51引腳功能</p><p>　　AT89C51單片機為40引腳芯片，如上圖3.1。</p><p>　　地址總線和數(shù)據(jù)總線：P0、P1、P2、P3共四個八位口：</p><p>　　① P0口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因為只有該口能直接用

58、于對外部存儲器的讀/寫操作。P0口也用以輸出外部存儲器的低8位地圖1址。由于是分時輸出，故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存信號用ALE。</p><p>　　② P1口是專門供用戶使用的I/O口，是準雙向口。</p><p>　?、?P2口是從系統(tǒng)擴展時作高8位地址線用。不擴展外部存儲器時，P2口也可以作為用戶I/O口線使用，P2口也是準雙向口。</p><

59、p>　?、?P3口是雙功能口，該口的每一位均可獨立地定義為第一I/O功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時操作同P1口。P3口的第二功能如下表3.1所示[18]。</p><p>　　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）、EA/VPP(片外存儲器選擇)、XTAL1 /XTAL2（晶震）；</p><p>

60、　　RST：當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖；在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止

61、ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　EA/VPP：

62、當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

63、</p><p>　?、?電源及時鐘：VCC、VSS、XTAL1、XTAL2　見操作方法。</p><p><b>　?。?） 操作方法</b></p><p>　　① 程序存儲器加密。AT89C51芯片程序存儲器有三級硬件加密,能夠有效地保證系統(tǒng)不被仿制和軟件不被復(fù)制，實現(xiàn)加密等級設(shè)置[19]。</p><p>　?、?/p>

64、 工作模式。AT89C51有間歇和掉電兩種工作模式。間歇模式是由軟件來設(shè)置的,當外圍器件仍然處于工作狀態(tài)時，CPU可根據(jù)工作情況適時地進入睡眠狀態(tài)，內(nèi)部RAM和所有特殊的寄存器值將保持不變。這種狀態(tài)可被任何一個中斷所終止或通過硬件復(fù)位。</p><p>　　掉電模式是VCC電壓低于電源下限，振蕩器停止振動，CPU停止執(zhí)行指令。該芯片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器值保持不變，直到掉電模式被終止。只有VCC電壓恢復(fù)到正常工

65、作范圍而且在振蕩器穩(wěn)定振蕩后，通過硬件復(fù)位掉電模式可被終止。</p><p>　　3.1.2紅外遙控發(fā)射器</p><p>　　本設(shè)計的紅外遙控發(fā)射器直接采用市售的成品彩色電視機遙控器，型號為RM-F，內(nèi)部芯片型號為LC7461[20]。采用這個芯片的彩電非常普遍，很容易買到，且價格也便宜。</p><p>　　該遙控器的基本組成如下圖3.2所示。它主要由形成遙控信

66、號的微處理器芯片、晶體振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)光二極管以及鍵盤矩陣組成。其工作原理如下：</p><p>　　微處理器芯片IC1內(nèi)部的振蕩器通過2、3腳與外部的振蕩晶體X組成一個高頻振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩信號（480kHz）。此信號送入定時信號發(fā)生器后產(chǎn)生40KHz的正弦信號和定時脈沖信號。正弦信號送入編碼調(diào)制器作為載波信號；定時脈沖信號送制掃信號發(fā)生器、鍵控輸入編碼器和指令編碼器作為這些電路的時間標準信號?！?/p>

67、　IC1內(nèi)部的掃描信號發(fā)生器產(chǎn)生五種不同時間的掃描脈沖信號，由5～9腳輸出送至鍵盤矩陣電路。當按下某一鍵時，相應(yīng)于該功能按鍵的控制信號分別由10～14腳輸入到鍵控編碼器，輸出相應(yīng)功能的數(shù)碼信號。然后由指編碼器輸出指令碼信號，經(jīng)過調(diào)制器調(diào)制在載波信號上，形成包含有功能信息的高頻脈沖串，由17腳輸出經(jīng)過晶體管BG放大，推動紅外線發(fā)光二極管D發(fā)射出脈沖調(diào)制信號。</p><p>　　該紅外遙控編碼芯片采用脈寬調(diào)制的串行

68、碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”，其波形如下圖3.3所示[21]。 </p><p>　　3.1.3 紅外遙控接收組件</p><p><b>　　（1）紅外線傳感器</b></p><p>　　系統(tǒng)

69、選用性價比高的紅外線傳感器集成芯片BISS0001，該芯片主要特點是：</p><p>　　用CMOS工藝，功耗低[22]；</p><p>　　獨立的高輸入阻抗的運算放大器，可與多種傳感器匹配；</p><p>　　雙向鑒幅器可有效抑制干擾信號內(nèi)設(shè)延時和封鎖定時器，性能穩(wěn)定，調(diào)節(jié)范圍寬；</p><p>　　內(nèi)置參考電源工作電壓范圍寬（3V

70、——6V）。</p><p>　　BISS0001采用雙列直插（DIP）封裝，共16個引腳。</p><p>　　1腳（A）：可重復(fù)觸發(fā)或不可重復(fù)觸發(fā)控制端。當A=1時，允許重復(fù)觸發(fā)；否則不可重復(fù)觸發(fā)。</p><p>　　2 腳（V0）：控制信號輸出端。由Vs的上跳沿觸發(fā)，使V0從低電平跳變到高電平為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間Tx之外和無Vs的上跳變時，V0為低電平

71、狀態(tài)。</p><p>　　3、4腳（RR1，RC1）：輸出延遲時間Tx的調(diào)節(jié)端，Tx=49225R1C1。</p><p>　　5、6腳（RC2，RR2）：觸發(fā)封鎖時間的調(diào)整端Ti，Ti=24R2C2。</p><p>　　7腳（Vss）：電源負端，接地。</p><p>　　8腳（Vrf/Reset）：參考電壓及復(fù)位輸入端。一般接Vdd，

72、為低時可使定時器復(fù)位。</p><p>　　9腳（Vc）：觸發(fā)禁止端。當Vc〈Vr時，禁止觸發(fā)；否則，允許觸發(fā)，Vr=0.2Vdd。10腳（IB）：運算放大器偏置電流設(shè)置端。經(jīng)由1毫歐姆左右的Rb接Vss端。</p><p>　　11腳（Vdd）：電源端。Vdd=3——5V。</p><p>　　12腳（2OUT）：第二級運算放大器輸出端。</p>&

73、lt;p>　　13腳（2IN-）：第二級運算放大器反向輸入端。</p><p>　　14腳（1IN+）：第一級運算放大器同向輸入端。</p><p>　　15腳（1IN-）：第一級運算放大器反向輸入端。</p><p>　　16腳（1OUT）：第一級運算放大器輸出端。</p><p>　　BISS0001工作原理：利用運算放大器OP1組

74、成信號預(yù)處理電路，將傳感器信號放大，然后耦合算放大器OP2，再進行第二級放大，同時，將直流電平抬高為Vm（=1/2Vdd）：送到比較器COP2和COP2組成的雙向鑒幅器，撿出有效觸發(fā)信號Vs，由于雙向鑒幅器的門檻電壓為Vh=0.7Vdd，Vl=0.3Vdd時。當Vdd=5V時，可有效地抑制+或-1V的噪聲干擾，提高各級系統(tǒng)的可靠性。COP3是一個條件比較器，當輸入控制電平Vc〈Vr（=0.2Vdd），輸出為高電平。</p>

75、<p>　?。?）紅外接收解碼電路 </p><p>　　解碼的關(guān)鍵是如何識別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時必

76、須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms，否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可[23]。</p><p>　　遙控接收放大器由遙控接收放大器集成電路TDA3047/48及周圍元件組成。 </p><p>　　遙控信號接收電路的作用是將接收到的紅外遙控信號轉(zhuǎn)換成電信號，并加以解調(diào)輸出，

77、送給微處理器進行譯碼處理，譯出指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作程序，再通過執(zhí)行部件實現(xiàn)對鍵盤的控制。</p><p>　　紅外遙控接收器由紅外檢波二極管D1、放大集成電路IC1和外圍元件組成，。IC1（CX20106A）是紅外線遙控預(yù)放集成電路，它是8腳雙極性器件集成電路，主要由放大器、限幅放大級、帶通濾波器、信號檢波器和整形器等組成。CX20106A集成電路具有以下特點：</p><p><b

78、>　　低功率損耗； </b></p><p>　　低電源電壓（Vcc=5v）；</p><p>　　帶通濾波器制造在塊內(nèi)芯片上，它不使用電感，故能防止電磁干擾，同時內(nèi)裝的濾波器可用外加電阻改變中心頻率；</p><p>　　可以直接連接到發(fā)光二極管；</p><p>　　集電極開路輸出可以直接接到TTL和CMOS。</

79、p><p>　　遙控信號是調(diào)制在紅外線上的脈沖信號，當遙控器工作時，紅外檢波二極管D1檢出載有相應(yīng)頻率的脈沖信號，然后經(jīng)濾波器濾波，再經(jīng)過檢波器檢波后得到指令碼脈沖，該指令碼脈沖在經(jīng)積分電路和磁滯曲線比較器對脈沖整形，最后輸出指令碼脈沖。該指令碼脈沖在送至單片機，經(jīng)處理后，發(fā)出命令執(zhí)行相應(yīng)的動作。</p><p>　　3.1.4 EEPROM存貯器AT24C02電路</p>&

80、lt;p>　　ATW4C02是美國ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內(nèi)含256×8位，具有工作電壓寬（2.5—5.5V）、擦寫次數(shù)多（大于1000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點[24]。下圖3.4為AT24C02的引腳圖。</p><p>　　圖3.4 AT24C02的引腳圖</p><p>　　圖中A0、A1、A2是三條地址線，用于確定芯片的硬

81、件地址。Vcc和Vss分別為正、負電源。SDA為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端，數(shù)據(jù)通過這條雙向PC總線傳送。SCL為串行時鐘輸入線。SDA和SCL需要和正電源間各接一個10k的電阻上拉。第7腳需要接地。</p><p>　　對DPROM來說：從部件AT24C02從地址的前四位是固定的1010，它的低3位為A0、A1、A2，且是可編程的。在電路中3位地址輸入引腳必須接Vcc或Vss，不能懸空。PC總線最多可掛8片 AT24

82、C02，不需要附加任何硬件電路。它們很適合應(yīng)用于一些非高速系統(tǒng)中。AT24C02即可用于帶PC總線的單片機吸引，也可用于不帶PC總線的單片機系統(tǒng)。 </p><p><b>　　3.2 系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　電路原理圖如下圖3.5： </p><p>　　圖 3.5 系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　

83、把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0用導(dǎo)線連接到“音頻放大模塊”區(qū)域中的SPK IN端子上； </p><p>　　把“音頻放大模塊”區(qū)域中的SPK OUT端子接喇叭或蜂鳴器； </p><p>　　把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0/A8－P2.7/A15用8芯排線連接到“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的任一ABCDEFGH端子上； </p><p>　　把“單片機系

84、統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0用導(dǎo)線連接到“八路發(fā)光二極管模塊”區(qū)域中的L1端子上； </p><p>　　把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.6/WR、P3.7/RD用導(dǎo)線連接到“獨立式鍵盤”區(qū)域中的SP1和SP2端子上。</p><p><b>　　程序設(shè)計內(nèi)容： </b></p><p>　?。?）密碼的設(shè)定，在此程序中密碼是固定在程序存儲器ROM中，假

85、設(shè)預(yù)設(shè)的密碼為“1111”共4位密碼； </p><p>　?。?）密碼的輸入問題</p><p>　　由于采用兩個按鍵來完成密碼的輸入，那么其中一個按鍵為功能鍵，另一個按鍵為數(shù)字鍵。在輸入過程中，首先輸入密碼的長度，接著根據(jù)密碼的長度輸入密碼的位數(shù)，直到所有長度的密碼都已經(jīng)輸入完畢；或者輸入確認功能鍵之后，才能完成密碼的輸入過程。進入密碼的判斷比較處理狀態(tài)并給出相應(yīng)的處理過程；</

86、p><p>　?。?）按鍵禁止功能：初始化時，是允許按鍵輸入密碼，當有按鍵按下并開始進入按鍵識別狀態(tài)時，按鍵禁止功能被激活，但啟動的狀態(tài)在3次密碼輸入不正確的情況下發(fā)生的。</p><p>　　要修改密碼時，先按ENTER一下，修改密碼燈就閃一下，表示將要修改密碼了，請先輸入原密碼。當輸入原密碼正確后，修改密碼燈就一直亮著，直到密碼修改完畢并按一次ENTER鍵為止。</p>&l

87、t;p>　　第二個二極管為開鎖燈。當直接輸入密碼（輸入密碼前沒按ENTER鍵）后，在按ENTER鍵結(jié)束，若密碼正確，則此燈閃亮多次同時打開鎖。</p><p>　　第三個二極管為與蜂鳴器配套用燈，與蜂鳴器一起動作。當燈亮時，蜂鳴器同時叫；燈熄滅時，蜂鳴器也同時停。它的閃爍方式有如下幾種：</p><p>　?。?）每按鍵一下，此燈閃爍一次；</p><p>　

88、?。?）輸入密碼錯誤時，此燈較長時間地閃爍；</p><p>　?。?）輸入密碼錯誤達三次時，此燈持續(xù)閃爍30分鐘時間；</p><p>　　在密碼輸入正確時，開鎖的整個過程匯總，此燈一直閃爍直至鎖已打開。</p><p><b>　　4 系統(tǒng)的實現(xiàn)</b></p><p><b>　　4.1軟件子系統(tǒng)&l

89、t;/b></p><p>　　系統(tǒng)總體程序流程圖如下：</p><p><b>　　實驗：</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)定好的密碼，采用兩個按鍵實現(xiàn)密碼的輸入功能，當密碼輸入正確之后，鎖就打開，如果輸入的三次的密碼不正確，就鎖定按鍵3秒鐘，同時發(fā)現(xiàn)報警聲，直到?jīng)]有按鍵按下3秒種后，才打開按鍵鎖定功能；否則在3秒鐘內(nèi)仍有按鍵按下，就

90、重新鎖定按鍵3秒時間并報警。</p><p>　　下圖是實驗仿真程序流程圖：</p><p>　　該系統(tǒng)程序的編寫可以看成以下三部分：</p><p>　　第一部分：紅外接收程序。這一部分的任務(wù)是完成密碼的接收并校驗此密碼的傳輸是否正確；</p><p>　　第二部分：密碼核對程序。這一部分比較簡單，只要在一一核對密碼的過程中發(fā)現(xiàn)一個數(shù)字不對

91、，就把標志位00H清零。系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)00H為0就判斷此時輸入的密碼錯誤；</p><p>　　第三部分：密碼修改程序。這一部分主要注意的是密碼位數(shù)用一個數(shù)據(jù)存儲器單元存放，這個數(shù)據(jù)只在修改密碼時可改。這樣用戶設(shè)定的密碼位數(shù)就成了隨意的，而每位數(shù)字均可為8位數(shù)字中的任意一個，這樣組成的密碼被破解的可能性就非常?。ㄈ魯U展為10位數(shù)則更佳），特別是當別人不知密碼位數(shù)時更不可能破解。</p><p&g

92、t;　　由于仿真實驗箱的條件限制，省略了紅外遙控部分，用扳鍵與單片機直接相連，實驗仿真程序就沒有紅外接收程序，其他部分程序也相應(yīng)有所變化。另外一點要說明的是為了防止別人多次試探密碼，報警時間設(shè)置得長一些以引起周圍人的注意。</p><p>　　4.2實驗仿真系統(tǒng)的介紹</p><p><b>　　4.2.1系統(tǒng)概述</b></p><p>　　

93、該設(shè)計是以8051單片機芯片為核心，以蜂鳴器，扳鍵開關(guān)等為輔助器件的紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)。通過紅外遙控發(fā)射、編碼，紅外遙控接收、解碼，單片機的軟件核對密碼，開門或關(guān)門幾個步驟實現(xiàn)對門的開或關(guān)的控制。在仿真系統(tǒng)中，開或關(guān)門的動作以蜂鳴器的報警時間以及不同的指示燈來區(qū)別。</p><p><b>　　4.2.2系統(tǒng)組成</b></p><p>　　Dais系列單片機微機仿真

94、實驗系統(tǒng)的MCS-51單片機實驗與仿真由管理CPU89C52系統(tǒng)單元、接口實驗單元和內(nèi)置穩(wěn)壓電源等組成，通過RS232C串行接口與PC微機相連，系統(tǒng)硬件主要內(nèi)容如下表4.1[25]：</p><p><b>　　表4.1</b></p><p><b>　　4.3實驗仿真</b></p><p>　　4.3.1仿真實驗接線

95、</p><p>　　整個系統(tǒng)的接線可分為按鍵部分和執(zhí)行部分。</p><p>　　（1）按鍵部分。在此部分用9個扳鍵開關(guān)K1～K9代表9個按鍵，扳鍵從高電平打至低電平再打回高電平狀態(tài)，即是按鍵一次。</p><p>　　K1～K8表示數(shù)字鍵1～8，接在單片機P1.0～P1.7上，K9表示Enter鍵和修改密碼起始鍵的復(fù)合鍵，接在P3.0上。K9模仿按鍵來回動作一次

96、，若該動作在輸入數(shù)字鍵之前，則表示修改密碼，此后系統(tǒng)進入修改密碼狀態(tài)；若該動作在輸入數(shù)字鍵之后，則表示“Enter”鍵，其意義是該動作之前輸入的密碼結(jié)束（即確認該動作之前輸入的數(shù)字為輸入的密碼）。</p><p><b>　?。?）執(zhí)行部分</b></p><p>　　P3.1接在發(fā)光二極管L1上（L1是修改密碼指示燈）。L1迅速閃爍一下表示按下了修改密碼鍵，系統(tǒng)已經(jīng)

97、進入了修改密碼模式，接下來操作人員需輸入原始密碼。</p><p>　　L1始終亮著則表示在修改密碼時輸入的原密碼正確了，現(xiàn)在請輸入新密碼。</p><p>　　P3.2接發(fā)光二極管L2，它表示開鎖信號，L2亮表示開鎖成功。</p><p>　　P3.3接發(fā)光二極管L5，它有多種工作方式。在按鍵時，每按一個鍵，L5</p><p>　　都閃爍

98、一下，表示成功地按下了這個鍵；在報警時，L5在整個報警過程中都在閃爍；</p><p>　　P3.4接蜂鳴器，它與P3.3保持完全一致。L5亮時，蜂鳴器就響；L5滅時，蜂鳴器就不響。蜂鳴器及驅(qū)動電路如圖下4.3：</p><p>　　圖4.3 蜂鳴器及驅(qū)動電路如圖</p><p>　　4.3.2 仿真實驗演示</p><p>　　為了更好地

99、達到仿真效果，仿真過程分為以下幾種情況：</p><p><b>　?。?）開鎖過程</b></p><p>　　先用K1～K8輸入開鎖密碼（密碼初始值是1111），按Enter鍵結(jié)束。其結(jié)果是：</p><p>　　① 若密碼正確，則L2亮，可開鎖；</p><p>　　② 若密碼錯誤且錯誤次數(shù)小于3次，則L5較長時間

100、地閃爍（設(shè)為5s）, 蜂鳴器同時鳴叫相同時間以報警；</p><p>　?、?若密碼錯誤且錯誤次數(shù)大于3次，則L5很長時間閃爍（設(shè)為12s），蜂鳴器同時鳴叫相同時間以報警。 </p><p>　　在以上所有過程中，每按鍵一次，L5都會閃爍一下，同時，蜂鳴器相應(yīng)地鳴叫一聲。</p><p><b>　　（2）設(shè)密過程</b></p>

101、<p>　　先按“Enter/Reset”鍵，L1就會閃爍一下，此時就可輸入原密碼，原密碼輸入完畢后按Enter鍵結(jié)束。其結(jié)果是：</p><p>　?、?若原密碼正確，則L1燈亮，表示要求輸入新密碼，新密碼輸入完畢就按Enter鍵，表示新密碼得以確認，隨后L1熄滅，密碼修改成功；</p><p>　?、?若密碼錯誤且錯誤次數(shù)小于3次，則L5較長時間地閃爍（設(shè)為5s）；<

102、/p><p>　?、?若密碼錯誤且錯誤次數(shù)大于3次，則L5很長時間閃爍（設(shè)為12s），蜂鳴器同時鳴叫相同時間以報警。</p><p>　?。?）仿真中遇到的問題及解決辦法</p><p>　　① 用扳鍵還是用鍵盤仿真？</p><p>　　用扳盤一方面能清晰地表示按鍵的每一個過程，并且扳鍵與單片機的連線一目了然；另一方面，基于本設(shè)計較為基礎(chǔ)，8個

103、數(shù)字鍵已完全能滿足系統(tǒng)的要求。</p><p>　　② 怎樣增加密碼的保密性？</p><p>　　為了增加密碼的保密性，主要需要對程序的軟件進行設(shè)計。設(shè)定密碼的位數(shù)可為任意的，在別人不知到密碼位數(shù)的情況下要試出開鎖密碼是幾乎不可能的。具體做法是在修改密碼時設(shè)定一個密碼位數(shù)存儲單元，用來存儲密碼的位數(shù)。密碼位數(shù)和密碼一樣，只在修改密碼時才可以改動。</p><p>

104、　　另外，在實際設(shè)計中，用遙控器上的一個特殊鍵作為Enter鍵，若這個鍵的位置別人不可知，則輸入的數(shù)據(jù)無效。</p><p>　?、?怎樣區(qū)別修改密碼與開鎖？</p><p>　　為了不增加一個鍵作為修改密碼鍵（即Reset鍵），本設(shè)計將它與Enter鍵復(fù)合使用，在輸入密碼以前按Enter/Reset就表示要修改密碼；在輸入密碼以后按Enter/Reset就表示要確認了剛才輸入的密碼。通過

105、這種方法就把修改密碼與開鎖用一個鍵區(qū)分開了。</p><p><b>　　5 總結(jié)與展望</b></p><p>　　本文給出的電路是一種最基本和最簡單的紅外遙控密碼鎖的設(shè)計電路。其目的是給出一種單片機的控制模式。使用者很容易把電路修改得結(jié)構(gòu)更完美，控制更精確。由于條件和時間的限制，筆者只給出了仿真程序，這部分程序完全是筆者的成果，并經(jīng)過了實驗的檢驗。由于仿真系統(tǒng)的

106、很多線路是已經(jīng)連好的，需自己連的線路十分簡單，故本人沒有畫出仿真電路圖。</p><p>　　完成了這次設(shè)計后，筆者感觸很多，大學(xué)四年的理論終于大多都付諸了實踐，在實踐中探索，在實踐中成長。</p><p>　　關(guān)于紅外遙控系統(tǒng)的智能控制，在工業(yè)、學(xué)校、生活中都用得很廣，各種成品更是層出不窮，如果把它結(jié)合當今的感應(yīng)卡技術(shù)，生物識別技術(shù)進行擴展，能使智能密碼鎖系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展，這項研究

107、將很有意義。希望更多的科研工作者投身于這項事業(yè)，同時也急切地盼望各位老師對這篇論文給予批評和指導(dǎo)！</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　我首先要感謝我的導(dǎo)師譚忠祥老師。誠摯感謝譚老師在我寫論文期間對我的引導(dǎo)和啟發(fā)。在整個論文的選題、理論研究、需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計的過程中，自始至終得到了導(dǎo)師譚忠祥老師的悉心指導(dǎo)和深切關(guān)懷。感謝導(dǎo)師譚忠祥

108、老師對我論文不厭其煩的精心修改，譚忠祥老師多次耐心地審閱了論文全稿，提出了許多寶貴的意見。譚忠祥老師虛懷若谷的高尚品德、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、誨人不倦的精神、高深的學(xué)術(shù)造詣和對學(xué)科前沿問題的敏銳洞察力，給我留下了深刻的印象，這一切將使我受益終身。沒有導(dǎo)師譚老師的及時指導(dǎo)，我是無法完成我的學(xué)士論文的。在我將要完成學(xué)業(yè)之際，我要對恩師致以誠摯的謝意和良好的祝愿！</p><p>　　在整個大學(xué)的學(xué)習階段，我要感謝信息工程學(xué)

109、院的全體老師給我們講述知識，使我們受益匪淺，是您們才給了我們這樣的機會，在此，向您們致以崇高的敬意！</p><p>　　在論文的完成過程中，得到了其他許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗和知識的老師以及同學(xué)的熱心幫助，向他們表示由衷的感謝。同時，我還要感謝這一領(lǐng)域的學(xué)者們，是他們給我經(jīng)驗和研究方向，文中引用了一些他們研究成果，在此一并表示衷心的感謝。</p><p>　　由于本人的水平和時間有限，文