紅外遙控密碼鎖的設(shè)計.doc

畢業(yè)設(shè)計(論文) 論文題目 遙控密碼鎖的設(shè)計 姓 名 學(xué) 號 專業(yè)班級 所在學(xué)院 指導(dǎo)教師 完成時間 46遙控密碼鎖的設(shè)計摘 要先前的鎖具都是機械式的，可是由于時代的進(jìn)步，機械式的鎖具已經(jīng)慢慢被淘汰，取而代之的是新一代的高科技鎖具，具有密碼功能的鎖具。然而為了革新，同時也為了使鎖具多樣化，具有實用性，遙控密碼鎖便應(yīng)運而生，這不僅是鎖具的一個巨大變革，同時預(yù)示著人類生活已進(jìn)入信息化時代。目前遙控密碼鎖分為兩大類：一個是通過無線遙控來遠(yuǎn)程控制密碼鎖，另一類是通過紅外遙控來遠(yuǎn)程控制密碼鎖，這兩類密碼鎖的設(shè)計一方面滿足了人們對于安全的需求，所以目前很多都用到了遙控密碼鎖作為門鎖、倉庫鎖，和一些安保行業(yè)的鎖具。另一方面通過遠(yuǎn)程控制可以讓人們不用到達(dá)一個地方就可以實現(xiàn)開鎖，這一方面主要都是運用到一些像化學(xué)行業(yè)因為短時間沒有安全措施，但是無法到達(dá)并且需要打開某一些門或者機關(guān)類的鎖具。由此，遙控密碼鎖在人類生活中產(chǎn)生了巨大的作用，而紅外遙控密碼鎖更優(yōu)于無線遙控密碼鎖，作為成本相對較低，而且不容易受到干擾而被人們喜愛。關(guān)鍵詞：單片機 紅外遙控 紅外接收 密碼鎖design of intelligent electronic lighting device henhouseabstractprevious locks are mechanical, but due to the progress of the times, mechanical lock has gradually be eliminated, replaced by a new generation of high-tech lock, which has the function of the password lock. to innovation, however, at the same time in order to make the diversification of locks, practical, remote control combination lock then arises at the historic moment, it is not only the lock of a huge change, at the same time indicates the human life has entered the information era.current remote control combination lock is divided into two categories: one is through the wireless remote control remote control combination lock, another kind is through the infrared remote control remote control combination lock, these two kinds of combination lock design on the one hand, meet the needs of the people for safety, so now many are used to remote control combination lock as the lock, lock warehouse, and some of the security industry locks. , on the other hand through the remote control can make people dont have to reach a place can be achieved the lock, which are mainly applied to some short time no security measures like chemical industry, but cannot reach and need to open some classes or authority locks the door. thus, remote control combination lock has a huge role in human life, and the infrared remote control combination lock is more better than that of the wireless remote control combination lock, as the cost is relatively low, and not susceptible to interference and loved by people.keywords: mcu infrared remote control infrared receiving combination lock目 錄1 緒論11.1 項目背景11.2 項目的主要任務(wù)11.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.4 項目設(shè)計功能22 硬件電路設(shè)計32.1 系統(tǒng)硬件原理圖32.2 單片機系統(tǒng)32.2.1 主要特性42.2.2 管腳說明42.2.3 振蕩器特性62.2.4 芯片擦除62.2.5 復(fù)位電路62.2.6 振蕩電路72.3 紅外接收電路72.4 矩陣鍵盤82.4.1 矩陣鍵盤原理82.4.2 矩陣鍵盤按鍵識別方法92.5 顯示電路92.5.1 lcd1602引腳連接92.5.2 指令集112.6 開鎖電路122.6.1 電磁繼電器的工作原理和特性132.6.2 電磁式繼電器的主要參數(shù)132.7 報警電路133 軟件設(shè)計143.1 主機接收部分程序設(shè)計143.1.1 主程序設(shè)計143.1.2 中斷服務(wù)程序143.1.3 解碼子程序163.1.4 密碼識別子程序173.1.5 顯示子程序183.1.6 報警子程序193.1.7 修改密碼子程序204 實物展示22參考文獻(xiàn)25附錄26致 謝47 1 緒論1.1 項目背景現(xiàn)代社會頻頻發(fā)生一些盜竊事件，主要原因是傳統(tǒng)的機械鎖具制作工藝落后、結(jié)構(gòu)簡單，無法阻止技術(shù)手段的破壞。出現(xiàn)這種現(xiàn)狀，代表著新時代鎖具需要革命。20世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，出現(xiàn)了磁控鎖、聲控鎖、超聲波鎖、紅外線鎖、電磁波鎖、電子卡片鎖、視網(wǎng)膜鎖、遙控鎖等等這些比較常用的鎖具。這些鎖具代替了機械鎖安全的落后。但這類產(chǎn)品的主要特點是針對特定有效卡、指紋或聲音有效的情況，而且不能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，只能適用于保密要求高并且僅僅只能供個人使用1。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電子密碼鎖取代傳統(tǒng)的機械鎖已成為必然的趨勢。以往基于單片機的密碼鎖系統(tǒng)，直接將編好的密碼程序存儲在片內(nèi)eprom中，但不易實現(xiàn)密碼的修改；如要完成修改密碼功能，多采用片外串行e2prom實現(xiàn)。本文研究并設(shè)計的一種基于單片機的紅外遙控電子密碼鎖2，不但具有普通密碼鎖智能控制上鎖、開鎖、報警等特點，而且在不擴(kuò)展e2prom的情況下，可以實現(xiàn)8位密碼任意修改的功能，節(jié)省了硬件資源，減小了系統(tǒng)體積，這是本設(shè)計的一個創(chuàng)新點，也是一個突破點。另外還增加了遙控開鎖的特點。所以該系統(tǒng)不但成本低、保密性強，更適用于那些正常人體不宜接近的特殊場合，比如高輻射區(qū)、高傳染區(qū)等。1.2 項目的主要任務(wù)目前，各地的盜竊案頻發(fā)，這已經(jīng)影響的居民日常生活，同時也給居民帶來了很多心理上的傷害，目前簡單機械類的鎖具已經(jīng)無法保證居民財產(chǎn)的安全性，所以需要一場關(guān)于鎖具的革新。以目前來講，遙控密碼鎖作為現(xiàn)在人身財產(chǎn)安全的保障！所以此項目的主要任務(wù)是是幫助人們提高安全的意識，同時也卻幫人們有效的防止盜竊。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)外密碼鎖系統(tǒng)的主要發(fā)展方向是：接觸式密碼鎖系統(tǒng)、非接觸式密碼鎖系統(tǒng)、智能識別密碼鎖系統(tǒng)；但是他們都存在著不同的缺點。紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)的成本與接觸式密碼鎖系統(tǒng)相當(dāng)，而且可以進(jìn)行近距離遙控，使用十分方便。采用數(shù)字信號編碼和二次調(diào)制方式，不僅可以實現(xiàn)多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號傳輸?shù)目垢蓴_性，減少錯誤動作，而且功率消耗也比較低低；紅外線不會向室外泄露，不會產(chǎn)生信號串?dāng)_；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。所以紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段3。紅外遙控是目前家用電器中用得較多的遙控方式，在數(shù)字投影機、dvd、vcd、錄像機、電視機、車載影音導(dǎo)航系統(tǒng)等被廣泛的應(yīng)用4。由于紅外遙控不影響周邊環(huán)境、不干擾其他電器設(shè)備，其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾;電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作;編解碼容易，可進(jìn)行多路遙控。近年來隨著生活水平的提高，人們更加注重生活質(zhì)量，更樂意去享受方便快捷的生活方式，而紅外密碼鎖恰恰具有使用方便、操作簡單、價格低廉等特點，可以給人們的生活帶來了極大方便而受到廣大人們的歡迎5。又因其有著廣泛的應(yīng)用，因此其發(fā)展前景可觀6。1.4 項目設(shè)計功能 設(shè)計一個采用紅外遙控的5位電子密碼鎖軟硬件。具體功能如下：1）能實現(xiàn)本機鍵盤開鎖；2）能實現(xiàn)遙控開鎖；3）能有效保護(hù)用戶密碼；4）若密碼意外泄漏，可及時修改密碼；5）密碼輸入錯誤能立即報警：當(dāng)密碼輸入錯誤時，顯示器就會提示剩余輸入次數(shù)，當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯誤時，由揚聲器發(fā)出1分鐘報警聲，此時必須按復(fù)位方可停止，且禁止密碼輸入1小時；6）為防止長時間無效操作，采用90秒定時中斷，清除所有顯示輸出，重新等待輸入密碼；7）低功耗功能：當(dāng)系統(tǒng)未使用時，處于休眠狀態(tài)。2 硬件電路設(shè)計遙控發(fā)射部分和主機接收部分作為紅外遙控電子密碼鎖硬件系統(tǒng)兩個獨立的板塊，每個板塊都是由不同電路模塊構(gòu)成。系統(tǒng)實現(xiàn)開鎖、出錯提示及剩余出錯次數(shù)、超次長鳴、修改用戶密碼等基本功能，并且能實現(xiàn)遠(yuǎn)程紅外遙控、本機鍵盤開鎖、聲光提示、清除顯示輸出等功能7。2.1 系統(tǒng)硬件原理圖主機接收部分由51單片機、紅外接收電路、振蕩電路、矩陣鍵盤、復(fù)位電路、顯示模塊、開鎖電路、電源電路組成。其硬件電路原理圖如圖2-1所示： 圖2-1 主機接收部分硬件電路圖2.2 單片機系統(tǒng)本次設(shè)計的主控制芯片采用atmel公司的at89s52單片機。at89s52是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel的at89s52是一種高效微控制器。而且該系列單片機與51系列單片機的引腳功能兼容，使用起來非常方便，廣泛引用于計算機外部設(shè)備、工業(yè)生產(chǎn)實時控制、儀器儀表、通信設(shè)備、家用電器和宇航設(shè)備等各個領(lǐng)域。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7。at89s52單片機引腳圖如圖2-2所示： 圖2-2 引腳圖2.2.1 主要特性和mcs-51 兼容4k字節(jié)可編程閃爍存儲器數(shù)據(jù)保留時間：10年壽命：1000寫/擦循環(huán)片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 全靜態(tài)工作：0hz-24hz三級程序存儲器鎖定32可編程i/o線5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式128*8位內(nèi)部ram兩個16位定時器/計數(shù)器2.2.2 管腳說明vcc：供電電壓。gnd：接地。p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。p2口：p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)復(fù)位器件時，保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。ale/prog：當(dāng)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(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止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。/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)。/ea/vpp：當(dāng)/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(dāng)/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）。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。2.2.3 振蕩器特性xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。2.2.4 芯片擦除整個perom陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ale管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作是必須被執(zhí)行的。此外，at89s52設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下實現(xiàn)靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu停止工作。但ram，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存ram的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 2.2.5 復(fù)位電路復(fù)位電路作為單片機最小系統(tǒng)的重要組成部分。復(fù)位是單片機的初始化操作，它可以使cpu及其他功能部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。51單片機在開始工作時要求上電復(fù)位，斷電后要求復(fù)位，程序故障時也需進(jìn)行復(fù)位操作，它通常采用自動復(fù)位和手動復(fù)位兩種方式。本次設(shè)計選用手動復(fù)位方式。在程序運行時，通過復(fù)位按鍵控制cpu進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)按鍵復(fù)位電路如圖2-3所示，該電路是在上電復(fù)位電路上外加了一個電阻按鍵。當(dāng)按鍵彈起時，相當(dāng)于一個上電復(fù)位電路；當(dāng)按鍵壓下時，相當(dāng)于rst端通過電阻與+5v的電源相連，提供足夠?qū)挾鹊拈y值電壓完成復(fù)位。 圖2-3 單片機復(fù)位電路圖2.2.6 振蕩電路51單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的反相放大器，引腳xtal1和xtal2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個振蕩電路和單片機內(nèi)部的時鐘電路一起構(gòu)成了單片機的時鐘電路。這里的振蕩電路就是由1個12mhz的晶振和2個30pf的瓷介電容構(gòu)成的振蕩電路。晶振連接芯片的xtal1和xtal2兩個引腳，2個電容串聯(lián)后并聯(lián)在晶振的兩端，同時，2個電容還需要接地。振蕩電路圖如圖3-4所示： 圖3-4 振蕩電路圖2.3 紅外接收電路 紅外接收電路是將遙控發(fā)射部分發(fā)射的紅外光信號接收、放大、檢波、整形轉(zhuǎn)換成電信號輸入到單片機的電路模塊。其電路圖如圖2-5所示： 圖2-5 紅外接收電路圖2.4 矩陣鍵盤2.4.1 矩陣鍵盤原理 矩陣鍵盤又稱為行列式鍵盤，它是用4條i/o線作為行線，4條i/o線作為列線組成的鍵盤。在行線和列線的每一個交叉點上，設(shè)置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數(shù)是44個。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機系統(tǒng)中i/o口的利用率。 圖2-7 矩陣鍵盤原理圖 矩陣鍵盤的識別方法比較復(fù)雜，圖2-7中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機的i/o口作為輸出端，而列線所接的i/o口則作為輸入。這樣，當(dāng)按下按鍵沒有時，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了8。2.4.2 矩陣鍵盤按鍵識別方法確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。 行掃描法 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如圖2-7所示鍵盤，介紹過程如下。 1、 判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 2、 判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。2.5 顯示電路2.5.1 lcd1602引腳連接lcd 1602液晶也叫1602字符型液晶顯示器，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶顯示模塊，它有若干個5*7或者5*11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形 。1602lcd是指顯示的內(nèi)容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶顯示模塊。其引腳連接圖及引腳說明如圖2-8和表2.1所示。圖2-8 lcd1602引腳連接圖表2-1 lcd1602引腳說明引腳符號功能說明1vss一般接地2vdd接電源（+5v）3v0液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，可以通過一個10k的電位器調(diào)整對比度）。4rsrs為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。5r/wr/w為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作。6ee(或en)端為使能(enable)端，下降沿使能。7db0底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位）8db1底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位9db2底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位10db3底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位11db4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位12db5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位13db6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位14db7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是busy flag）15bla背光電源正極16blk背光 電源負(fù)極表2-2 寄存器選擇控制表rsr/w操作說明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag（db7），以及讀取位址計數(shù)器（db0db6）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（cgrom)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。2.5.2 指令集lcd_1602 初始化指令小結(jié)：0x38 設(shè)置16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口0x01 清屏0x0f 開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍0x08 只開顯示0x0e 開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍0x0c 開顯示，不顯示光標(biāo)0x06 地址加1，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)的時候光標(biāo)右移0x02 地址計數(shù)器ac=0;（此時地址為0x80） 光標(biāo)歸原點，但是ddram中斷內(nèi)容不變0x18 光標(biāo)和顯示一起向左移動2.6 開鎖電路紅外遙控密碼鎖的開鎖電路在開鎖部分采用電磁繼電器。通過單片機來控制其線圈的通斷電，從而控制其觸點的吸和與斷開。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。 圖2-9 電磁繼電器驅(qū)動電路圖2.6.1 電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。驅(qū)動電路如圖2-9所示2.6.2 電磁式繼電器的主要參數(shù)(1) 額定工作電壓: 是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。在這采用直流電壓(+5v)的工作電壓來驅(qū)動。(2) 直流電阻: 是指繼電器中線圈的直流電阻.(3) 吸合電流: 是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。2.7 報警電路 報警電路部分由蜂鳴器和報警指示燈組成，當(dāng)單片機發(fā)出報警信號時，經(jīng)一個三極管放大后再驅(qū)動蜂鳴器，使整個系統(tǒng)產(chǎn)生報警，同時報警指示燈點亮。報警電路如圖2-10所示。 圖2-10 報警電路圖 3 軟件設(shè)計3.1 主機接收部分程序設(shè)計3.1.1 主程序設(shè)計 主機部分上電啟動之后，開始初始化，初始化完成進(jìn)入顯示主界面，一直在主界面停留等待中斷。 系統(tǒng)初始化 啟動 顯示主界面 password input圖3-1 主程序流程圖3.1.2 中斷服務(wù)程序主機接收部分共有3個中斷源，分別是外部按鍵中斷、串行口紅外中斷、90s定時中斷。（1）外部按鍵中斷程序中斷入口開啟90s定時中斷30h=130h=1？調(diào)按鍵子程序yn調(diào)顯示子程序確認(rèn)調(diào)密碼識別子程序返回 圖3-2 按鍵中斷子程序（2）串行口中斷，串行口中斷用于接收紅外信號。中斷入口開啟90s定時中斷31h=131h=1？調(diào)解碼子程序yn 調(diào)顯示子程序確認(rèn) 調(diào)密碼識別子程序 保存鍵值返回 圖3-3 串行口中斷子程序3.1.3 解碼子程序 利用51單片機實現(xiàn)紅外遙控器的解碼，并把相應(yīng)的鍵值輸出。檢測脈沖寬度是否引導(dǎo)碼？脈沖出現(xiàn)？ 鍵值轉(zhuǎn)換接收前16位數(shù)據(jù)碼接收后16位數(shù)據(jù)碼返回子程序入口nnyy 圖3-4 解碼子程序3.1.4 密碼識別子程序 密碼的識別過程判斷密碼輸入是否正確，若正確馬上開鎖，同時可以修改密碼，若錯誤，顯示提示錯誤，并報警。顯示3個error 開鎖指示燈亮 修改輸入新的密碼 顯示 open開鎖密碼正確？修改密碼？子程序入口返回 蜂鳴器長鳴yynn 圖3-5 密碼識別子程序3.1.5 顯示子程序 通過單片機的指令讓lcd1602顯示相應(yīng)的情況，顯示之前會有判斷l(xiāng)cd是否處于循環(huán)狀態(tài)，是否需要復(fù)位。lcd初始化子程序入口lcd工作？單片機向lcd傳輸命令單片機向lcd傳輸數(shù)據(jù) 顯示數(shù)據(jù)返回圖3-6 顯示子程序流程圖3.1.6 報警子程序 錯誤三次進(jìn)入循環(huán)，出現(xiàn)報警，蜂鳴器持續(xù)響1min,錯誤一次，提示錯誤和剩余輸入次數(shù)。 蜂鳴器響提示重輸已錯誤3次？子程序入口返回 圖3-7 報警子程序流程圖3.1.7 修改密碼子程序 輸入正確的密碼后可以修改密碼，輸入兩次新密碼，一致則修改成功，若不一致，顯示提示，并重新輸入。 輸入新的密碼 第二次輸入顯示兩次不一致顯示兩次一致子程序入口返回是否一致？保存新的密碼 圖3-8 修改密碼子程序流程圖 4 實物展示 圖4-1 輸入密碼由圖4-1可知設(shè)備運行良好，密碼輸入設(shè)置為8位。 圖4-2 密碼輸入正確由圖4-2可知通過遙控輸入和鍵盤輸入的時密碼正確的情況：指示燈亮，顯示屏顯示open 圖4-3 三次密碼輸入錯誤此圖4-3為三次密碼輸入錯誤后顯示屏顯示的情況，指示燈不亮，顯示屏出現(xiàn)error字樣，蜂鳴器響參考文獻(xiàn)1趙亮、侯國銳，單片機c語言編程與實例m，北京：人民郵電出版社，2003，33-442kegl b、krzyzak a，piecewise linear skeletonization using principal curvesj，ieee trans.on pattern analysis and machine intelligence，2002，24（1）：59-74.3 曾澤昭.紅外遙控電子密碼鎖應(yīng)用研究j.國外電子元器件，2004，26-354 唐曉泉、李勇.一體化紅外線接收器及其在數(shù)據(jù)通訊中的應(yīng)用j;電子技術(shù)應(yīng)用，1996，72-815 康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分m. 第四版. 北京: 高等教育出版社，1999,85-916 曹漢房主編，數(shù)字電路與邏輯設(shè)計m. 第四版. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社，2004,92-1017 邱玉春、李文俊，單片機系統(tǒng)中的紅外通信接口j.電子產(chǎn)品世界,2000,16-318 張金光、張文典，基于at89s52單片機的電子密碼鎖j.大眾科技,2010,22-30 附 錄附錄a:電路設(shè)計原理圖：附錄b:pcb設(shè)計原理圖：附錄d：程序代碼：#include #include #include #include ircontrol.h#include 24c02.h#include lcd1602.h#include matrix_keys.hsbit led=p37;sbit speaker=p24;#define code_num 8 /設(shè)定密碼位數(shù) 為了整潔。需要設(shè)定為偶數(shù)，6，8,10,12，14#define code_num_half 4/為了簡便程序，此宏定義需要手動計算， code_num_half=（16-code_num）/2uchar view_change=1;uchar view_con_change=1;uchar view_con=0;uchar code_datacode_num =0;uchar code_inputcode_num =0;uchar code_initialcode_num =1,9,9,1,0,8,1,0; /設(shè)置初始密碼uchar input_data_num=0;uchar error_num=0;void inittimer1(void) tmod = 0x10; th1 = 0x0d8; tl1 = 0x0f0; ea = 1; et1 = 1; tr1 = 1;void delay1s(void) /誤差 0us unsigned char a,b,c; for(c=46;c0;c-) for(b=152;b0;b-) for(a=70;a0;a-); _nop_(); /if keil,require use intrins.huchar comparison(uchar *data1,uchar *data2) uchar i; uchar data_1=*data1; uchar data_2=*data2; for(i=0;icode_num;i+) if(data_1=data_2) data_1=*(data1+i+1); data_2=*(data2+i+1); else break; if(i=code_num) i=1; else i=0; return i;void main() uchar num; initlcd(); at24c02_rdfromrom(code_data,0,code_num); /讀取保存的密碼值 inittimer1(); ir_interrupt_init(); while(1) if(ir_change) ir_change=0; ircordpro(); if(ir_value=ir_xing) if(view_con=1) view_con_change=1; view_con=3; input_data_num=0; view_change=1; else if(ir_value0) input_data_num-; else if(key_value=key_jing) input_data_num=0; else code_inputinput_data_num=key_value; input_data_num+; if(input_data_num=code_num) view_con_change=1;input_data_num=0;if(comparison(code_data,code_input)|(comparison(code_initial,code_input) view_con=1;else error_num+; if(error_num0) input_data_num-; else if(key_value=key_jing) input_data_num=0; else code_inputinput_data_num=key_value; input_data_num+; if(input_data_num=code_num) view_con_change=1;input_data_num=0;view_con=4; break; case 4: if(key_value=key_mi) if(input_data_num0) input_data_num-; else if(key_value=key_jing) input_data_num=0; else code_datainput_data_num=key_value; input_data_num+; if(input_data_num=code_num) view_con_change=1;input_data_num=0;if(comparison(code_data,code_input) view_con=6;else view_con=5; break; if(view_change) view_change=0; if(view_con_change) view_con_change=0; switch(view_con) case 0: lcd_1602_word(0x80,0x10, password input ); lcd_writecom(0xc0); for(num=0;num(code_num_half);num+) lcd_writedata(-); for(num=0;numcode_num;num+) lcd_writedata( ); for(num=0;num(code_num_half);num+) lcd_writedata(-); break; case 1: lcd_1602_word(0x80,0x10,*password ok*); lcd_1602_word(0xc0,0x10,*open*); led=0; break; case 2: lcd_1602_word(0x80,0x10,*error*); lcd_1602_word(0xc0,0x05,only ); lcd_writedata(3-error_num+0x30); lcd_1602_word(0xc6,0x0a,times left); ea=0; delay1s(); ea=1; view_con_change=1; view_change=1; view_con