毕业设计说明书简介(红外遥控密码锁)

电子信息科学与技术  08260419 张磊  指导教师   缑新科  教授

摘 要

   红外遥控电子密码锁是将红外遥控技术和单片机技术应用相结合的一种方案。红外电子密码锁能实现多种控制功能，有较好的市场发展前景和技术应用价值。针对传统的机械锁的各种缺点和重要部门安全性要求，设计了一种红外遥控电子密码锁可以满足安全方面的要求也能够实现特殊环境下的使用需求。系统能完成开锁、出错报警、修改用户密码等基本的密码锁的功能，并且能实现遥控、掉电存储、声光提示等功能。     [关键词] 电子密码锁 红外遥控 单片机；

                                    Abstract

    The Design of Electronic Locks Based on Infrared Remote - Control NAME Luhoucheng Class 0701 Electronics  Abstract: The design of electronic password lock based on infrared remote control.It is a kind of design of combining technical application the micro-control unit with infrared remote control technology to the electronic password lock based on infrared remote control. According to the design of the tradional mechanical locks, this method of design to the electronic password lock can not only meet safety requirements, but also be able to adapt to the specialneeds of the use of enviornment. This system has the 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, dropping the electricity and saving, sound and light hinting, etc. 

    Key words: Electronic password lock; Infraed remote control; Micro-control un

1、前言

    随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其重要。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜。即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。而且，在日常的生活和工作中，若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性即大打折扣。为此，本系统试着设计具有防盗报警功能的红外线遥控电子密码锁来代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点。而且还添加了红外遥控、遥控器学习识别和LED显示等功能，可以实现远距离开关锁、修改密码等，系统灵活性强，操作简单直观、使用非常方便

二、设计思想

红外遥控发射器部分主要由ATC51单片机，红外发射二级管，矩形键盘，数码显示管，MAX7221及复位电路等组成;主机接收部分主要由ATC51单片机,红外接收头,矩形键盘,数码显示管,MAX7221,报警器,电磁锁及复位电路等组成。红外遥控密码锁的应用研究主要应用了红外线编码及解码技术,并通过单片机实现密码的设置,修改,开锁，关锁，错误报警等功能。 

三、系统整体设计

本设计主要是以ATC51单片机为核心，硬件设计电路主要由4×4矩阵键盘、MAX7221芯片、7805、7812、数码管、发光二级管、LED、电磁继电器、报警器等组成。并具有两大部分的软件设计，包括遥控发射和主机接收部分。通过定时器T1（P3.5）口，利用定时中断来发射信号。定时器1的服务程序的功能是：红外管发射的信号需经过高频（采用38KHZ）调制载波才可发射出去，利用定时器1的定时作用，在发射高频脉冲时，通过定时对P3.5口的操作，使发射信号调制成38KHZ的高频，再经过红外发射二级管发射，发射距离为8-10米。接收时利用P3.2口（外部中断0）的上升沿触发中断来接收信号，并通过P3.3口来判断高低电平。外部中断0的中断服务程序的功能是：由接收第一位码的下降沿触发中断后，对第一位（起始位）码的码宽进行验证。若第一位高电平码的脉宽小于3ms，将作为错误帧处理。当间隔位的高电平脉冲宽大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲数，执行相应的功能操作。整体框图如图1，图2所示：

                                图1遥控发射结构框图

                               图2主机接收结构框图

（1）硬件设计

     1.编码与发射电路

 编码与发射部分电路即从机电路，从机要实现的功能有密码输入、开锁、显示、红外发射的功能。在键盘部分采用行扫描识别闭合键的方法，当有按键按下时，单片机通过程序判断按键位置，读出相应键值送单片机处理。在显示部分，本设计采用了MAX7221来做显示驱动，这样既避免了用静态显示时复杂的硬件电路，同时减少了对单片机接口的占用，避免的扩展接口所造成的成本增加。本设计的重中之重在于红外编码， 遥控器信息码是由ATC51单片机的定时器T1调制成38KHZ红外载波信号，而关键是它的编码，在这里遥控器的编码采用脉冲个数编码格式，不同的脉冲个数代表不同的操作码信息，最少为2个脉冲。其它信息码的脉冲个数逐个递增。为了使接收尽量可靠，第一位码宽为3ms，其余码宽为1ms，码间距为1ms。遥控码数据间隔大于10ms。遥控器上每个键都有唯一的一个键号，单片机通过查得按下键的键值发约定个数的脉冲。频率为38KHZ，即周期约为26us,第一位码需115个脉冲周期，其余为38个脉冲周期，结束帧至少为385个脉冲周期。发射部分硬件电路如图3所示。

                                图3 发射部分硬件电路图

     2.解码与接收控制电路

      解码接收电路相对发射部分电路来说，单片机多了对密码锁的外围控制电路，通过单片机的P2.0和P2.3给出的高电平来控制密码锁的上锁、开锁和声光提示。利用ST24W02来存储密码，节省的单片机的外部存储电路。在红外接收时，采用HS0025的一体化红外接收头，接收信号的解码是根据红外线接收器输出脉冲帧的格式来进行解码的，即用累加器A分别对符合条件的跳变脉冲进行计数。当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的高电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在接收数据帧时，根据发射帧的格式将对第一位（起始）码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉冲宽小于2ms，将作为错误码处理。当间隔位的高电平脉冲大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲个数，执行相应的操作。接收控制电路如图4所示。

                                 图4  接收部分硬件电路图

（2）软件设计

    本系统软件编程采用C语言，系统程序分红外发射端程序和红外解码控制端接收端程序。其中将红外编码程序、解码程序和LED显示程序、密码输入和修改程序均作为子程序，以方便系统调用，可移植性强。在设计数据发射子程序和数据接收子程序时，考虑到无线数据传输中会有很多干扰，采取了一些抗干扰措施，即通过通信协议来保证传输信息的正确性。

四、总结

    本设计分为主机和从机两部分，其中红外编码和红外解码是本设计的重点，设计也符合任务要求，完成了硬件和软件两方面的设计。通过两个多月的学习，对单片机有了更升入的理解，增强了专业知识的实际应用能力，当然，在此也要感谢老师和同学们的帮助。

参考文献

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[5] 白英彩，  主编 ，微型计算机常用芯片手册上海科学技术出版社

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