一種無線遙控密碼鎖的設(shè)計(jì)

一種無線遙控密碼鎖的設(shè)計(jì)

【摘要】

第1章緒論1.1

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的

第1章緒論

1.1

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的生活和工作，因而保險(xiǎn)箱鎖系統(tǒng)的安全性就變得至關(guān)重要。當(dāng)前市場(chǎng)上的保險(xiǎn)箱鎖具有以下幾種方式。一種是機(jī)械式的密碼鎖，它具有成本低，抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同也具有密碼量少，安全性差，鑰匙易于復(fù)制的缺點(diǎn)。一種是電子式的密碼鎖，它具有成本相對(duì)不高，密碼量大，不易破譯的優(yōu)點(diǎn)，但是這些電子密碼鎖系統(tǒng)都采用的是固定鍵盤式的，也就是將操作鍵盤固定在保險(xiǎn)箱的面板上，這就使得用戶在操作時(shí)沒有隱蔽性，極易被人看見和偷拍而使得密碼不安全，因而操作的安全性不高。同時(shí)市面上還有少量的其它保險(xiǎn)箱鎖，如磁卡式的保險(xiǎn)箱鎖、智能卡IC卡式的保險(xiǎn)箱鎖，指紋保險(xiǎn)箱鎖等。磁卡式的保險(xiǎn)箱鎖和智能卡IC卡式的保險(xiǎn)箱鎖都具有更換方便，易于操作的優(yōu)點(diǎn)，但是由磁卡本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、磁條(磁層)暴露在外、存儲(chǔ)容量小、無內(nèi)部安全保密措施等，使其容易被破譯。安全性差，同時(shí)由于磁卡和IC卡本身對(duì)使用環(huán)境要求高，它的穩(wěn)定性和可靠性也就相應(yīng)降低，同時(shí)攜帶也不方便。指紋式的保險(xiǎn)箱鎖具有操作簡(jiǎn)單，安全性高，不易破譯，攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)，但是它的成本偏高，不能被人們廣泛地接受。在這幾種保險(xiǎn)箱鎖中，電子式的密碼保險(xiǎn)箱鎖的市場(chǎng)占有量最大，因?yàn)樗某杀镜?，安全高，操作?jiǎn)單，最能符合用戶的需要，但當(dāng)前市面上的電子式的密碼鎖也有它的不足，因?qū)λM(jìn)行必要的改造將勢(shì)在必行。[11]

對(duì)于無線遙控技術(shù)，當(dāng)前基本上通過以下幾種方式來實(shí)現(xiàn):紅外線(infraredray)遙控方式，無線電遙控方式，超聲波遙控方式和聲音遙控方式。紅外線技術(shù)出現(xiàn)較早成本低，價(jià)格也具有優(yōu)勢(shì)。紅外線遙控具有以下優(yōu)點(diǎn):控制內(nèi)容多，抗干擾能力較強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生任何誤動(dòng)作:響應(yīng)速度快，不會(huì)對(duì)其它電器產(chǎn)生干擾，從而影響用戶使用;體積小，成本低，功耗小，與其它方式相比，可降低消耗功率90%。但它的缺點(diǎn)也明顯，在使用中需要保證遙控發(fā)射器和遙控接收設(shè)備處于一定的角度范圍，中間不能有任何物品，否則就會(huì)阻擋紅外線的傳輸，因?yàn)榧t外線不能穿越磚瓦水泥砌筑的墻體，這在日常使用中經(jīng)常會(huì)造成不便，畢竟用戶不希望只能在一定的角度范圍內(nèi)才能對(duì)保險(xiǎn)箱進(jìn)行操作，此外紅外方式也容易受到外界干擾。超聲波遙控方式中的超聲傳感器頻帶窄，所能攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動(dòng)作，同時(shí)該種方式作用距離短，通用性強(qiáng)，可互換，因而，不適合在鎖具遙控上應(yīng)用。聲音遙控方式通用性強(qiáng)，作用距離短，聲音攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動(dòng)作，它適合于像聲控電燈開關(guān)的場(chǎng)合，不適合在鎖具遙控上應(yīng)用。無線電作為新一代的無線外設(shè)解決方案(目前火熱的藍(lán)牙也屬于此類)，具有繞射和穿透特性，只要在有效工作范圍內(nèi)，無線設(shè)備就可以不受角度、方向和障礙物的限制而自由使用。并且采用特定的編碼解碼技術(shù)可防止無線電波的相互干擾，抗干擾能力強(qiáng)。當(dāng)前市面上大量使用的汽車防盜鎖就是采用的這種方式。經(jīng)過上述綜合比較，無線電射頻遙控方式更適合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。[11]

1.2課題來源

為了克服當(dāng)前市面上的電子式密碼鎖的不足以滿足用戶的不同需求，提出將無線遙控方法與密碼技術(shù)相結(jié)合，在保證原有密碼鎖系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上研發(fā)新型的遙控密碼鎖系統(tǒng)來克服固定鍵盤式的密碼鎖的不足，使用戶能在一定范圍內(nèi)的任何位置都能對(duì)保險(xiǎn)箱進(jìn)行開啟，這樣就保證了密碼的安全性。這種新型遙控密碼鎖系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，在給用戶提供更加安全可靠的產(chǎn)品的同時(shí)也將提高了公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1.3遙控密碼鎖系統(tǒng)簡(jiǎn)介

遙控密碼鎖系統(tǒng)由兩部分組成:遙控發(fā)射器和遙控接受系統(tǒng)。使用者在10米的范將密碼從遙控發(fā)射器上的鍵盤輸入，然后由發(fā)射器發(fā)射出去。遙控接受系統(tǒng)接受到用戶輸入的密碼后由微處理器進(jìn)行破譯并與原來設(shè)定密碼進(jìn)行比，如果比對(duì)通過則驅(qū)動(dòng)電磁鐵帶動(dòng)栓門開鎖，如果比對(duì)失敗則不產(chǎn)生任何操作。同時(shí)遙控密碼鎖系統(tǒng)具有一般電子密碼鎖系統(tǒng)的普遍特點(diǎn)，該系統(tǒng)能由用戶自己設(shè)定密碼，密碼由0到9個(gè)4位數(shù)構(gòu)成，最高有10的4次方個(gè)組合方式，安全性高，并能對(duì)試圖非法開鎖操作進(jìn)行懲罰性的自鎖，同時(shí)發(fā)出蜂鳴警告，此外每一套遙控密碼鎖系統(tǒng)還配置了一組備用密碼，以滿足某些特殊地方如賓館的管理需要。用戶在使用本系統(tǒng)時(shí)，只有在開啟本遙控系統(tǒng)后才能用機(jī)械鑰匙打開保險(xiǎn)箱，可以使保險(xiǎn)箱具有雙保險(xiǎn)功能，使保險(xiǎn)箱更加安全。同時(shí)遙控器具有通用性，便于生產(chǎn)，即使遙控器被盜或丟失，由于密碼的保密性，其他人也無法打開本系統(tǒng)。[12]

第1章緒論1.1

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的

1.4設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案

1.4.1遙控密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

1、密碼容量：0001～9999；

2、密碼輸入時(shí)間限定功能；

3、穩(wěn)壓電源需要自制；

4、密碼輸入錯(cuò)誤報(bào)警；

5、核心控制部件采用單片機(jī)控制，不需要看門狗電路，直接利用單片機(jī)資源。

1.4.2方案論證

目前電子密碼鎖普遍采用單片微處理器來作為應(yīng)用系統(tǒng)的中央處理器。單片微理器具有集成度高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，處理功能強(qiáng)，運(yùn)算速度快等一系列優(yōu)點(diǎn)，這就使單片機(jī)為基礎(chǔ)的應(yīng)用系統(tǒng)容易做到體積小，性能好，價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。

目前單片機(jī)種類繁多，有8位機(jī)的IntelMCS-51系列，PIC系列等，16位單片機(jī)有IntelMCS-96系列等。在本系統(tǒng)中，8位單片機(jī)就能滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。目前的8位單片機(jī)中，以IntelMCS-51系列單片機(jī)的品種最多，接口芯片以及應(yīng)用軟件也非常豐富。在選擇MCS-51系列單片機(jī)芯片時(shí)，在成本允許的情況下，盡可能地選用集成度高的微處理器。ATEML公司推出的At89s51低功耗單片機(jī)，高性能的8位COMS單片機(jī)。它內(nèi)部集成了8k的flash程序存儲(chǔ)器，這種flash存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次之多，將使程序調(diào)試非常方便。同時(shí)At89s51具有128字節(jié)內(nèi)部RAM,32位輸出/輸入口線，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源2級(jí)中斷處理能力，具有休眠和掉電兩種節(jié)電模式。從系統(tǒng)的各個(gè)方面考慮，選用At89s51單片機(jī)作為遙控接受系統(tǒng)的中央處理器，它應(yīng)該完全能夠滿足系統(tǒng)的需要。[2]

通過上一節(jié)的分析，本系統(tǒng)中選用無線315mhz射頻RF(radiofrequency)方式來完成無線通訊。315mhz的發(fā)射頻率是國(guó)家規(guī)定的無線報(bào)警專用頻率，符合國(guó)家規(guī)定。因?yàn)闊o線遙控采用了多組編碼的射頻方式，頻率調(diào)制精密，發(fā)射功率微小，既不容易對(duì)外界造成干擾，也不容易受到外界干擾。

對(duì)于信號(hào)的編碼和解碼，可以采用專門的配對(duì)編碼芯片和解碼芯片。臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的PT2262,PT2272芯片就是一對(duì)專用的信號(hào)編碼解碼芯片。下面簡(jiǎn)要介紹其設(shè)計(jì)思路:要使解碼芯片PT2272能夠正常地接收并解碼信號(hào)產(chǎn)生輸出就必須使其地址位的狀態(tài)與編碼芯片PT2262的地址位狀態(tài)完全相同，也就是說，只要解碼芯片PT2272和編碼芯片PT2262的地址位接地，接高電平或懸空狀態(tài)相同，那么解碼芯片就會(huì)有數(shù)據(jù)輸出。例如，如發(fā)射電路下圖1-1所示。

圖1-1遙控發(fā)射器原理

接收電路圖如下圖1-2

圖1-2遙控接收器解碼原理圖

(注意:D0,D1,D2，D3控制腳分別與單片機(jī)的P2.0，P2.1，P2.2，P2.3I/0口相連。）

原理：當(dāng)按下SET開始輸入密碼，按下密碼則相應(yīng)的單片機(jī)接口為低，并按順序?qū)⒚艽a存入單片機(jī)中，將每位密碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼由P1.0~P1.3輸出。由于采用的三極管是PNP型（低電平導(dǎo)通）則相當(dāng)于對(duì)P1.0~P1.3取反在D0~D3上輸出。當(dāng)D0~D3任意為高電平時(shí)PT2262上電開始工作，并且PT2262上相應(yīng)的數(shù)據(jù)為也為高，PT2262進(jìn)行編碼，這時(shí)當(dāng)四位密碼都輸入后且P3.4的為低時(shí)，發(fā)射模塊工作將數(shù)據(jù)位D0~D3發(fā)送出去。PT2262的地址位接地都為低電平，那么解碼芯片PT2272地址位都為低電平，編碼芯片PT2262和解碼芯片PT2272的地址位狀態(tài)相同，PT2272就能正常地解碼信號(hào)。

當(dāng)PT2272收到從接收模塊發(fā)送來的信號(hào)，并進(jìn)行解碼。且VT為高則9031，導(dǎo)

通INT0為低中斷有效，開始處理中斷。由于D0~D3輸出到AT89S51的P1.0~P1.3，且由軟件來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的確定，由數(shù)碼管顯示出來。

由于系統(tǒng)中涉及到必要數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存，例如用戶密碼不僅需要存儲(chǔ)，而且需要在系

統(tǒng)掉電情況下密碼也不丟失，因而需要外接存儲(chǔ)器。同時(shí)也得采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸方

式。并行的，或串行總線。目前較著名的芯片間串行總線有：：Philips公司為8051

第1章緒論1.1

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的

系列設(shè)置的IZC總線(InterICBUS)，

MOTOROLA推出的串行外圍接口(SPI:seral

peripheralinterface)以及NS公司推出的Mcrowire串行接口。其中以串行總線接口最為簡(jiǎn)單，該總線已為不少公司采用。由I2CBUS構(gòu)成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)能方便地構(gòu)成件只需具有I2C總線接口而不必考慮其派系;系統(tǒng)中I2C總線上任一節(jié)可在系統(tǒng)

統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)撥插而不影響其他節(jié)點(diǎn)工作，I2C總線的最少連線，獨(dú)立的工作方式為用

戶最終實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化奠定了基礎(chǔ)。在這種情況下，本系統(tǒng)選用具有I2C通訊的CAT24WC01的EEPROM存儲(chǔ)器。[2]

1.4.3總體方案

遙控密碼鎖系統(tǒng)的基本組成如下:

(1)

13鍵遙控發(fā)射器

包括:13個(gè)按鍵，微處理器，編碼芯片PT2262，發(fā)射電路。

原理圖1-3如下:

圖1-3

圖1-3搖控發(fā)射原理圖

工作原理:用5伏電源供電，當(dāng)按鍵按下時(shí)，PT2262上電，發(fā)射電路上電，PT2262將按鍵的狀態(tài)編碼產(chǎn)生方波，采用315M報(bào)警專用高頻頻率作為載，在經(jīng)過ASK調(diào)制，由發(fā)射電路發(fā)射出去。

(2)遙控接受電路

包括:遙控接收模塊，解碼芯片PT2272-M4，單片微處理器(Atme189s51),

固定鍵盤，EEPROM24c01等。

原理圖如下:

圖1-4遙控接收原理圖

固定鍵盤用于設(shè)定密碼，或者是用戶不用遙控發(fā)射器的時(shí)候用來開啟密碼鎖。遙控部分的工作原理如下:默認(rèn)狀態(tài)下CPU處于掉電狀態(tài)，遙控接收模塊和PT2272-M4一直處于工作狀態(tài)，當(dāng)遙控器的數(shù)據(jù)位上的健按下時(shí)，遙控接收模塊接收到己調(diào)波信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)還原成原來的方波信號(hào)，這些方波信號(hào)經(jīng)過電壓匹配處理，輸入給解碼芯片PT2272-M4產(chǎn)生輸出，這個(gè)輸出將CPU從掉電模式中喚醒，使CPU處于正常工作狀態(tài)，CPU接受數(shù)據(jù)，然后CPU對(duì)接收到的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行處理，產(chǎn)生相應(yīng)的操作結(jié)果。在不使用遙控發(fā)射器的時(shí)候，固定鍵盤上的任意一個(gè)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)硬件復(fù)位，單片機(jī)從掉電模式轉(zhuǎn)入正常工作模式，完成密碼的比對(duì)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輸出。總結(jié)起來，上述設(shè)計(jì)方案是切合實(shí)際的，是能夠?qū)崿F(xiàn)的。第2章

控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)包括下列兩部分:

.遙控發(fā)射器上的硬件結(jié)構(gòu)

.遙控接受系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

遙控發(fā)射器上的硬件結(jié)構(gòu)包括下列幾部分

.13鍵鍵盤電路

.編碼電路

.射頻發(fā)射電路

遙控接受系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)包括下列幾部分

.CPU及外圍電路

.鍵盤電路

.解碼電路

.外部存儲(chǔ)器電路

.上電復(fù)位電路

.射頻接收電路

2.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容:一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM,RAM,I/0口，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)等容量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇合適的芯片，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤，顯示器，打印機(jī)，A/D,D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。在本系統(tǒng)中，89S51單片機(jī)內(nèi)部的功能單元已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，不需要系統(tǒng)擴(kuò)展。按系統(tǒng)功能需求，需要配置固定鍵盤，LED顯示，EEPROM存儲(chǔ)器等。系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置設(shè)計(jì)遵循下列原則:

1)盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)的常規(guī)用法。為硬件的標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化打下良好的基礎(chǔ)。

2)系統(tǒng)的擴(kuò)展與外圍設(shè)備配置的水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當(dāng)?shù)挠嗟?，以便二次開發(fā)。在本系統(tǒng)中選用有32個(gè)I/0口線的89S51，當(dāng)前設(shè)計(jì)中接收、遙控電路分別選用了其中的27和18根口線，留有5和16個(gè)I/0口為以后系統(tǒng)擴(kuò)展留有空間。

第1章緒論1.1

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的

3)硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會(huì)產(chǎn)上相互影響，考慮的原則是:軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。但必須注意，由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能，其相應(yīng)時(shí)間要比直接用硬件實(shí)現(xiàn)來得長(zhǎng)，而且占用CPU時(shí)間。因此，選用軟件方案時(shí)要考慮這些因素。

4)整個(gè)系統(tǒng)中的相關(guān)的器件要盡可能做到性能匹配。如在本系統(tǒng)中，選擇CMOS芯片單片機(jī)構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)該選擇低功耗的產(chǎn)品。

5)可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可缺少的一部分，它包括芯片，器件選擇，印刷電路板布線等。

6)該系統(tǒng)的遙控發(fā)射器和遙控接收器都是由220伏的經(jīng)過變壓器變壓整流穩(wěn)壓后得到的5v電壓，所以遙控器和遙控接收器上的所有元器件必須滿足5伏的工作電壓。

2.2CPU及外圍電路

CPU是整個(gè)無線遙控系統(tǒng)接收部分的核心。在考慮經(jīng)濟(jì)性和滿足需求前提下，本系統(tǒng)選用Atmel公司生產(chǎn)的8位89S51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中心。Atmel89S51具有以下的一些特點(diǎn):

命令與MCS-51系列產(chǎn)品完全兼容。

1）4K的FLASH(閃爍)存儲(chǔ)器。可以反復(fù)擦除1000次之多。

2）OHZ-33MHZ的全部靜態(tài)執(zhí)行頻率。

3）三態(tài)程序存儲(chǔ)時(shí)鐘。

4）256字節(jié)的片內(nèi)RAM。

5）32位輸入輸出口線。

6）2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。

7）6個(gè)中斷源。

8）休眠和掉電兩種節(jié)電模式。

在發(fā)射系統(tǒng)中，89S51的32根輸入/輸出口線分配如下:P1.0-P1.7的8個(gè)I/0口線用于控制鍵盤;P2.0-P2.3的4根工//0口線用于接收編碼芯片的四位數(shù)據(jù)位:P3.0-P3.4的5根I/0口線用于控制鍵盤。

在接收系統(tǒng)中，89S51的32根輸入/輸出口線分配如下:P1.0接開鎖電路；P1.1控制報(bào)警電路；P1.2-P1.6的5個(gè)I/0口線用于控制密碼設(shè)定鍵;P3.2I/0口線用于接0中斷；P3.4-P3.5控制外部存儲(chǔ)器24C01；P2.0-P2.3接收解碼芯片的四位數(shù)據(jù)位:P0.0-P0.7和P2.4-P2.7的12根I/0口線用于控制LED顯示電路。

由于該芯片采用了CMOS工藝，它配置了空閑模式和掉電模式?？臻e模式下外圍器件繼續(xù)工作，可以產(chǎn)生中斷激活處理器。所有被允許的中斷及復(fù)位均可結(jié)束空閑模式。在掉電模式將振蕩器停振以使功耗最小，片內(nèi)RAM和SFR內(nèi)容被保存直至掉電模式結(jié)束。該芯片只能通過硬件復(fù)位來結(jié)束掉電模式。復(fù)位將從新定義SFR(特殊功能寄存器)但不改變片內(nèi)RAM的值。89S51具有節(jié)電模式，且節(jié)電效果顯著，因而能夠滿足系統(tǒng)需要。

2.3編碼解碼電路

PT2262和PT2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一對(duì)COMS專用編碼解碼芯片。本系統(tǒng)采用這對(duì)芯片來實(shí)現(xiàn)鍵值的編碼與解碼。PT2262和PT2272的振蕩頻率都是通過一個(gè)外接電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.3.1

PT2262介紹

圖2-1

PT2262的引腳和功能

PT2262最大可以具有12個(gè)地址位，它的數(shù)據(jù)位最大可以有6個(gè)。每一個(gè)地址位可以有接地，接電源，懸空三種狀態(tài)。每個(gè)數(shù)據(jù)位可以有接地，接高兩種狀態(tài)。PT2262就是將地址位和數(shù)據(jù)位的狀態(tài)進(jìn)行編碼然后輸出相應(yīng)的編碼信號(hào)。PT2262能夠滿足兩種工作方式:射頻工作方式(RF)和紅外線工作方式(IR)。由于在整個(gè)系統(tǒng)的遙控方式上我選用的射頻的工作方式，下面詳細(xì)介紹PT2262的射頻工作方式。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由:地址碼，數(shù)據(jù)碼，同步碼組成一個(gè)完整的碼字。

位碼是編碼波形的基本單位，可以分為AD位(地址，數(shù)據(jù))和SYNC位(同步)。根據(jù)相應(yīng)端子電平的低，，高，或者懸空狀態(tài)，AD位可分別置為“0""1"或“f"，每位波形由兩個(gè)脈沖周期構(gòu)成，每個(gè)脈沖周期含16個(gè)時(shí)鐘周期詳見下圖2-2。

同步位的長(zhǎng)度是四個(gè)AD位的長(zhǎng)度，含有一個(gè)1/8AD位寬度的脈沖。詳見下圖2-3。

第1章緒論1.1

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的

圖2-2AD位波形

圖2-3同步位波形

一組位碼構(gòu)成了字碼，字碼由12位AD位碼再緊跟1位SYNC位碼構(gòu)成。12位AD位碼的值是由發(fā)射時(shí)的AO-A5和A6/D5-All/DO位的相應(yīng)狀態(tài)決定的。當(dāng)PT2262的數(shù)據(jù)位被使用時(shí)，它的地址位就相應(yīng)地減少。PT2262/PT2272有最大12個(gè)地址位，其中包括6個(gè)地址數(shù)據(jù)共用位。下圖就反映了字碼與相應(yīng)引腳的關(guān)系:

0Data

A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11Sync.bit

1Data

A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10D0Sync.bit

2Data

A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9D1

D0Sync.bit

3Data

A0A1A2A3A4A5A6A7A8D2D1

D0Sync.bit

圖2-4引腳與字關(guān)系圖

例如:當(dāng)使用4位數(shù)據(jù)位時(shí)，地址位就有8位，發(fā)射格式如下圖:

圖2-5字碼的組成

幀碼:一個(gè)幀碼包括4個(gè)連續(xù)的字碼。當(dāng)PT2262的T\E\(發(fā)射使能位)置底時(shí)，PT2262的DOUT腳就輸出幀碼。如果T\E\(發(fā)射使能位)在幀碼輸出完以后依然置底，那么PT2262就輸出其他的幀碼。注意，只要T\E\置低，DOUT就輸出幀碼，這是同步的。

在本系統(tǒng)中，PT2262的具體應(yīng)用電路圖見圖1.1遙控發(fā)射器原理圖。它的

一個(gè)完整字與地址位的關(guān)系如下圖2-6所示:

圖2-6本系統(tǒng)的字與地址位關(guān)系圖

因而當(dāng)按鈕按下時(shí)，PT2262輸出的相應(yīng)的編碼波形。具體輸出的編碼波形(一個(gè)字的編碼波形)如下圖2-7所示，輸出的編碼波就可以直接輸入射頻發(fā)射電路進(jìn)行工作。

圖2-7按下按鈕與輸出波形的關(guān)系

2.3.2

PT2272介紹

PT2272是與PT2262配對(duì)使用的一塊遙控解碼專用集成電路。采用COMS工

藝制造，它最大擁有12位的三狀態(tài)地址管腳，可支持多大531441個(gè)地址的編碼。因此極大地減少了碼的沖突和非法對(duì)編碼進(jìn)行掃描以使匹配的可能性。

圖2-8PT2272-L4引腳

由于PT2262必須與解碼芯片PT2272配對(duì)使用，而市場(chǎng)上大量的PT2272都

是4個(gè)數(shù)據(jù)位的，所以我們選用4個(gè)數(shù)據(jù)位的設(shè)計(jì)。

有效接收確認(rèn)：

當(dāng)PT2272接收到編碼信號(hào)時(shí)，它會(huì)檢查該信號(hào)是否有效。（1）它必須是一個(gè)完

整的字碼;（2）碼地址必須與接收電路的碼地址端子的設(shè)置一致。當(dāng)進(jìn)行兩個(gè)

連續(xù)有效的接收后，PT2272會(huì)將接受到的數(shù)據(jù)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端輸出。并將

VT置為高電平。

它們的定時(shí)關(guān)系如下圖2-9:

圖2-9數(shù)據(jù)輸入與數(shù)據(jù)輸出關(guān)系圖

鎖存型或瞬態(tài)型數(shù)據(jù)輸出：

PT2272根據(jù)其后綴地不同，其數(shù)據(jù)輸出類型可分為鎖存型和瞬態(tài)型。PT2272-L4是鎖存型。鎖存型在接收到有效編碼后將數(shù)據(jù)輸出，并將數(shù)據(jù)一直保存到下一次接收到有效編碼。而瞬態(tài)型在接收到有效編碼后，只是將數(shù)據(jù)瞬間輸出，接收結(jié)束后，并不保留。請(qǐng)參見下圖2-10:

圖2-10鎖存型和瞬態(tài)型的不同PT2272的操作流程:

圖2-11PT2272上電工作流程圖

上電后PT2272進(jìn)入待機(jī)模式，檢查是否有接收信號(hào)，如無接收信號(hào)，仍停留在待機(jī)狀態(tài)。否則在收到信號(hào)后，進(jìn)行接收，碼地址與設(shè)置的碼地址進(jìn)行比較。當(dāng)接收地址與設(shè)置地址相互匹配時(shí)，數(shù)據(jù)存于寄存器中。當(dāng)檢查到連續(xù)兩幀的碼地址都匹配，且數(shù)據(jù)都一致時(shí)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端有輸出，并且驅(qū)動(dòng)VT輸出。當(dāng)聯(lián)系兩幀的碼地址不匹配時(shí)，VT不會(huì)被驅(qū)動(dòng)，對(duì)于瞬態(tài)輸出型來說，輸出數(shù)據(jù)復(fù)位，而對(duì)鎖存型的輸出，則輸出數(shù)據(jù)維持。

2.4遙控發(fā)射器電路

12鍵遙控發(fā)射器電路可以分為兩部分:編碼電路和射頻發(fā)射電路。編碼電路的功能如上節(jié)說述由編碼芯片PT2262來實(shí)現(xiàn)，下面先介紹射頻發(fā)射電路的原理和方法。

第1章緒論1.1

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2.4.1射頻發(fā)射電路

射頻發(fā)射電路要實(shí)現(xiàn)的功能就是將經(jīng)PT2262編碼后的編碼信號(hào)通過調(diào)制然后發(fā)射出去。下列是些基本概念的說明:

調(diào)制:就是用一個(gè)頻率較低的信號(hào)去控制(改變)另一個(gè)頻率高得多的信號(hào)的幅度，頻率或相位，這種用一個(gè)信號(hào)的變化規(guī)律去改變另一個(gè)信號(hào)的變化規(guī)律的過程稱為調(diào)制。

載波:在調(diào)制過程中，頻率高得多的那個(gè)信號(hào)就叫載波。

調(diào)幅:就是用一個(gè)低頻信號(hào)去改變另一個(gè)頻率較高的載波信號(hào)的幅度，使載波的幅度發(fā)生變化。

ASK調(diào)制:(Amplitude-shift-keyingmodulation)幅移鍵控調(diào)制，兩個(gè)二進(jìn)制的值用載波信號(hào)的兩個(gè)不同幅度表示。ASK調(diào)制是調(diào)幅的一種方式。

OOK調(diào)制:(ON-OFFKeyedmodulation)通斷鍵控調(diào)制。幅移鍵控中，載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化的。其最簡(jiǎn)單的形式是載波在二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)控制下通斷，這種方式稱作通-斷鍵控(OOK)。

在本系統(tǒng)中我們選用315MHZ的報(bào)警專用頻率的高頻信號(hào)作為載波，選用ASK調(diào)制方式。ASK調(diào)制工作穩(wěn)定，因此得到了廣泛的應(yīng)用?；景l(fā)射電路圖如

下圖2-12:

圖2－12

發(fā)射模塊原理圖

采用進(jìn)口聲表諧振器(SAW)穩(wěn)頻。采用聲表諧振器，點(diǎn)頻接收，絕不頻漂，可靠靜噪，工作穩(wěn)定;具有過流、過壓、浪涌等多種保護(hù)功能。頻率一致性非常好，穩(wěn)定度極高，頻率穩(wěn)定度極高。由于使用了聲表器件，電路工作非常穩(wěn)定，即使手抓天線、聲表或電路其他部位，發(fā)射頻率均不會(huì)漂移。工作頻率315MHZ頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10-5，使用中無需調(diào)整頻點(diǎn)，特別適合多發(fā)一收等無線電遙控系統(tǒng)使用，而目前一般的無線電遙控一般仍采用LC振蕩器，穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫度變化及震動(dòng)也很難保證已調(diào)試好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移，造成發(fā)射距離縮短，穩(wěn)定性變差，所以采用聲表面濾波器件能夠提高發(fā)射的穩(wěn)定性。該電路的工作電壓在3-12v電壓，當(dāng)12v的工作電壓時(shí)，發(fā)射距離為50米。

2.5射頻接收電路

射頻接收電路可使用超再生電路或超外差電路。超再生電路成本低，功耗小可達(dá)100uA左右，調(diào)整良好的超再生電路靈敏度和一級(jí)高放、一級(jí)振蕩、一級(jí)混頻以及兩級(jí)中放的超外差接收機(jī)差不多。然而，超再生電路的工作穩(wěn)定性比較差，選擇性差，從而降低了抗干擾能力。

圖2-13接收電路

與超再生接收電路相比，超外差接收電路的穩(wěn)定性，靈敏度和選擇性都可從做得很好，并且調(diào)試簡(jiǎn)單。

RX3310A是臺(tái)灣HMARK公司生產(chǎn)的專門用于幅度鍵控ASK調(diào)制的無線遙控及數(shù)傳信號(hào)的接收集成電路，內(nèi)含低噪音高頻放大、混頻器、本機(jī)振蕩、中頻放大器、中頻濾波器、比較器等，為一次變頻超外差電路，雙列18腳寬體貼片封裝，主要技術(shù)指標(biāo)如下：

工作頻率：150～450MHZ

工作電壓：2.7～6V

工作電流：2.6毫安（3V電源時(shí)）

接收靈敏度：－105DBM(1K數(shù)據(jù)速率而且天線匹配時(shí)）

最高數(shù)據(jù)速率：9.6KBPS

從外接天線接收的信號(hào)經(jīng)C8耦合到L3、C9組成的選頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻變換后輸入RX3310的內(nèi)部高頻放大器輸入端14腳，經(jīng)芯片內(nèi)的高頻放大后（增益為15～20DB）的信號(hào)再經(jīng)混頻器與本機(jī)振蕩信號(hào)（316.8M)混頻，產(chǎn)生1.8M的中頻信號(hào)，此中頻信號(hào)經(jīng)內(nèi)部中頻放大后由第3腳輸出，再進(jìn)入比較器放大整形，最后數(shù)據(jù)從第8腳輸出。

超外差接收機(jī)對(duì)天線的阻抗匹配要求較高，要求外接天線的阻抗必須是50歐姆的，否則對(duì)接收靈敏度有很大的影響，所以如果用1/4波長(zhǎng)的普通導(dǎo)線時(shí)應(yīng)為23厘米最佳，要盡可能減少天線根部到發(fā)射模塊天線焊接處的引線長(zhǎng)度，如果無法減小，可以用特性阻抗50歐姆的射頻同軸電纜連接（天線焊點(diǎn)右側(cè)有一個(gè)專門的接地焊點(diǎn)）。

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2.6鍵盤和顯示接口

系統(tǒng)的所有密碼設(shè)置以及在沒有用遙控器開鎖的情況下密碼的輸入都需要由鍵盤輸入。同時(shí)采用發(fā)光二極管來進(jìn)行提示操作，使用戶操作更加直觀和方便。由于系統(tǒng)采用89S51單片機(jī)作為遙控接收電路的核心處理器，它的I/O口線共有32根，能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要。系統(tǒng)需要13個(gè)鍵輸入，原理圖如下圖

圖2-14遙控鍵盤和固定鍵盤電路

圖2-15LED顯示電路

電路的數(shù)碼管采用的是共陽(yáng)極的接法。相同的數(shù)碼段是通過A、B、C、D、E、F、G連接在一起的。當(dāng)要顯示數(shù)字時(shí)，相應(yīng)的數(shù)碼位電源接通，并且單片機(jī)動(dòng)態(tài)掃描各位的電源，開始顯示密碼。

2.7上電復(fù)位電路

由于本系統(tǒng)是應(yīng)用于保險(xiǎn)箱上，在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)一般情況下保持掉電狀態(tài)，只有當(dāng)遙控器上的特定鍵或固定鍵盤上的通電時(shí)，系統(tǒng)從掉電狀態(tài)喚醒，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。通電瞬間，由于電解電容的瞬間時(shí)相當(dāng)于短路則電路復(fù)位，當(dāng)一段時(shí)間電容充電完畢后，電路相當(dāng)于斷路，則復(fù)位接口為低，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。注意，要正確退出掉電模式在Vcc要恢復(fù)到正常操作電壓范圍之內(nèi)并且要保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間(通常小于lOms)以使振蕩器重新起振并穩(wěn)定下來。

具體復(fù)位電路設(shè)計(jì)如下圖:

圖2-16復(fù)位電路

2.8外部存儲(chǔ)器電路

為了保證用戶密碼在系統(tǒng)掉電時(shí)不會(huì)丟失，本系統(tǒng)采用CAT24WC02的EEPROM存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)用戶密碼。電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM(ElectricallyErasablePROM)是近年來開始被廣泛使用的一種只讀存儲(chǔ)器，它能在應(yīng)用系統(tǒng)中進(jìn)行在線改寫，并能在掉電的情況下保存數(shù)據(jù)而不需保證電源，因而完全符合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。雖然EEPROM的擦除時(shí)間較長(zhǎng)，但這不影響整個(gè)系統(tǒng)的功能。在本系統(tǒng)，用戶設(shè)定的密碼就存于EEPROMCAT24WC01中。CAT24WC01與單片機(jī)之間采用I2C總線通訊方式。

I2C總線概述:

I2C總線(InterICBus)通過兩根線(串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時(shí)鐘線SCL)使掛接到總線上的器件相互進(jìn)行信息傳遞?？偩€使用軟件尋址來識(shí)別每個(gè)器件微控制器，存儲(chǔ)器，LCD驅(qū)動(dòng)器，時(shí)鐘芯片及其它。I2C總線器件完全省去了每個(gè)器件的片選線因而使系統(tǒng)的接線極其簡(jiǎn)潔。典型的系統(tǒng)接線如下圖:

圖2-17I2C總線接線圖

所示總線上的每一次數(shù)據(jù)傳送活動(dòng)都是主控器先發(fā)送起始信號(hào)，然后主控器發(fā)送被控器的地址及讀寫位((1個(gè)字節(jié))，這之后是主控器等待被控器的應(yīng)答信號(hào)(接著的第九位)，再接著就是主控器發(fā)送數(shù)據(jù)給被控器(寫被控器)或接收被控器發(fā)出來的數(shù)據(jù)(讀被控器)，最后由主控器發(fā)出停止信號(hào)通知被控器結(jié)束整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過程。

I2C總線的數(shù)據(jù)傳送過程如圖2-19所示:

I2C總線協(xié)議規(guī)定傳送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位而每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)由被控器所限制如24WC01(128字節(jié)EEPROM)規(guī)定一次最多可以傳送8個(gè)字節(jié)，24WC02(256字節(jié)EEPROM)規(guī)定一次最多傳送16個(gè)字節(jié)。

圖2-18

I2C總線的數(shù)據(jù)傳送過程

按照I2C總線協(xié)議，總線上非單片機(jī)類型的外圍器件地址由器件編號(hào)地址(高4位D7-D4由器件類型決定)和器件引腳地址(D3-D1)組成。24WC01/02的器件編號(hào)地址為1010，器件的引腳地址由A2,Al,AO三根硬件地址線決定。例如A2和A1接地AO接高電平則器件地址為A2H，若AO也接低電平則器件地址為AOH。其格式如下圖所示由此可以看出I2C總線上最多可以掛接8片24WC01/02。

圖2-1924WC01器件的地址組成

(注:器件地址的第0位為讀寫位，在讀數(shù)據(jù)時(shí)由程序自動(dòng)處理成1,所以該位固定為0)I2C總線由主發(fā)送，主接收，從發(fā)送，從接收，4種方式組成。每種方式都有典型的數(shù)據(jù)傳送過程而每種數(shù)據(jù)傳送過程都由一些狀態(tài)處理過程組成。本單片機(jī)系統(tǒng)只存在著一個(gè)微控制器Atmel89S51，此時(shí)I2C總線的數(shù)據(jù)傳送過程要簡(jiǎn)單得多，不存在總線的競(jìng)爭(zhēng)與同步，只存在單片機(jī)89S51對(duì)外圍器件的主發(fā)送和主接收操作。由于Atmel89S51沒有專門的I2C接口，所以利用單片機(jī)Atmel89S51的兩根I/0口線來模擬I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸格式和時(shí)序來實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍I2C接口器件的數(shù)據(jù)操作。

第1章緒論1.1

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本系統(tǒng)選用CAT24WC01EEPROM是具有1K位或128字節(jié)的CMOSEEPROM。CAT24WC01有一個(gè)8字節(jié)頁(yè)寫緩沖器，具有1.8伏至6.0伏的電壓工作范圍，低功耗，1000000編程/擦除周期，100年的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存期，可以設(shè)定寫保護(hù)，并且與400KHZ的I2C總線完全兼容，因而完全能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要。

下圖為本系統(tǒng)的硬件電路圖:

圖2-2024WC01與單片機(jī)接線圖

如上圖所示，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是利用Atmel89S51的P3.4和P3.5來模擬I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸格式和時(shí)序來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)Atmel89S51與EEPROM24WC01的數(shù)據(jù)傳輸。P3.4模擬串行時(shí)鐘線，P3.5模擬串行數(shù)據(jù)線。24WC01的器件地址為AOH,以為去藕電容。具體軟件實(shí)現(xiàn)過程見第三章軟件部分。

2.9電源電路

圖2-21

電源電路

該電路是經(jīng)過變壓器變壓到9V的交流電，再又橋式整流，變?yōu)橹绷?，通過穩(wěn)壓管穩(wěn)7805壓得到到5V電壓VCC，電流為300mA。本系統(tǒng)中主要元器件的工作電流和靜態(tài)電流如下表圖2-1:

表2-1主要元器件的工作電流

系統(tǒng)中遙控板：動(dòng)態(tài)電流=25mA+5mA+5mA=35mA；靜態(tài)電流=50uA+0.3uA+0.1uA=50.3uA。系統(tǒng)中接收板：動(dòng)態(tài)電流=25mA+3mA+4.5mA=32.5mA；靜態(tài)電流=50uA+1uA+10uA=61uA?？梢娤到y(tǒng)中的最大電流為35mA，電源完全能滿足系統(tǒng)的需要。

2.10硬件總體電路

根據(jù)上面幾節(jié)的分析和設(shè)計(jì)，就可以在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的整體硬件電路。具體的整體硬件電路見下圖2-24，圖2-25，。該電路以at89S51為核心，合理利用了at89S51的各種資源。硬件復(fù)位電路，用戶在操作過程中如果出現(xiàn)死機(jī)和程序死循環(huán)或跑飛的情況時(shí)，用戶只需再按一下鍵盤上的任意一鍵和遙控器上的ENTER鍵或密碼設(shè)定鍵就可完成系統(tǒng)的復(fù)位，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部程序也不是太復(fù)雜，邏輯簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的工作環(huán)境也不惡劣，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響較小，因而系統(tǒng)沒有必要再設(shè)計(jì)專門的看門狗(watchdog)電路。

2.11小結(jié)

本章詳細(xì)敘述了無線遙控控制系統(tǒng)硬件電路的結(jié)構(gòu)，分析了各個(gè)硬件電路的工作原理。在設(shè)計(jì)硬件電路的同時(shí)，充分考慮將軟件和硬件結(jié)合起來，發(fā)揮單片機(jī)的智能化優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)化硬件電路的設(shè)計(jì)，提高硬件電路的可靠性和穩(wěn)定性。

圖2－22遙控發(fā)射

圖2－25遙控接收第3章控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，它具有充分的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求而變化。在硬件結(jié)構(gòu)一定的情況下，只要改變軟件就能實(shí)現(xiàn)一些不同的功能。單片機(jī)所具有的智能功能要由軟件來完成。在本系統(tǒng)中，軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，將遙控接收器所要完成的功能分別編寫和調(diào)試。所有模塊調(diào)試成功以后，將各個(gè)模塊連接構(gòu)成單片機(jī)軟件系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)有利于程序代碼的優(yōu)化，而且便于設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)。

對(duì)于51系列單片機(jī)，現(xiàn)有四種語(yǔ)言支持，即匯編、PL/M.C和BASIC。BASIC通常附在PC機(jī)上，是初學(xué)編程的第一種語(yǔ)言。一個(gè)新變量名定義之后可在程序中作變量使用，非常易學(xué)，根據(jù)解釋的行可以找到錯(cuò)誤而不是當(dāng)程序執(zhí)行完才能顯現(xiàn)出來。BASIC由于逐行解釋自然很慢，每一行必須在執(zhí)行時(shí)轉(zhuǎn)換成機(jī)器代碼，需要花費(fèi)許多時(shí)間不能做到實(shí)時(shí)性。BASIC為簡(jiǎn)化使用變量，所有變量都用浮點(diǎn)值。BASIC是用于要求編程簡(jiǎn)單而對(duì)編程效率和運(yùn)行速度要求不高的場(chǎng)合。當(dāng)前己經(jīng)很少用到此語(yǔ)言了。

PL/M是Intel從&080微處理器開始為其系列產(chǎn)品開發(fā)的編程語(yǔ)言。它很像PASCAL，是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，但它使用關(guān)鍵字去定義結(jié)構(gòu)。PL/M編譯器好像匯編器一樣可產(chǎn)生緊湊代碼。PL/M總的來說是“高級(jí)匯編語(yǔ)言”，可詳細(xì)控制著代碼的生成。但對(duì)51系列，PL/M不支持復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)變量而無豐富的庫(kù)函數(shù)支持。

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C語(yǔ)言是一種源于編寫UNIX操作系統(tǒng)的語(yǔ)言，它是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，可產(chǎn)生壓縮代碼。C可以進(jìn)行許多機(jī)器級(jí)函數(shù)控制而不用匯編語(yǔ)言。與匯編相比，有如下優(yōu)點(diǎn):對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對(duì)51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)有初步了解，寄存器分配、不同存儲(chǔ)器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)。這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀性編程及程序調(diào)試時(shí)間顯著縮短，從而提高效率。提供的庫(kù)包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能將己編好程序可容易的植入新程序，因?yàn)樗哂蟹奖愕哪K化編程技術(shù)C語(yǔ)言作為一種非常方便的語(yǔ)一言而得到廣泛的支持，C語(yǔ)一言程序本身并不依賴于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可根據(jù)單片機(jī)的不同較快地移植過來。

51的匯編語(yǔ)言非常像其他匯編語(yǔ)一言，簡(jiǎn)單實(shí)用。指令系統(tǒng)比第一代微處理器要強(qiáng)一些。51的不同存儲(chǔ)區(qū)域使得其復(fù)雜一些。但是利用匯編語(yǔ)言指令就可以充分利用片內(nèi)RAM資源，充分利用單片機(jī)內(nèi)部的一些特殊規(guī)定，充分利用單片機(jī)的一切資源，因而單片機(jī)資源的利用效率高。同時(shí)匯編語(yǔ)言是最接近機(jī)器語(yǔ)言的，因而代碼的執(zhí)行效率高。在本系統(tǒng)中，選擇C語(yǔ)言來編寫相應(yīng)代碼。

3.1應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)原則

應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的，應(yīng)可靠實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各

種功能。在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計(jì)要力求做到以下幾點(diǎn):

1)軟件結(jié)構(gòu)清晰，簡(jiǎn)捷，流程合理。

2)各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化，子程序化。這樣，即便于調(diào)試，鏈接，又便于移植，修改。

3)程序存儲(chǔ)區(qū)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)要合理規(guī)劃，既能節(jié)約內(nèi)存容量，又使操作方便。

4)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理。各個(gè)功能程序運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果以及運(yùn)行要求都要設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序的轉(zhuǎn)移，運(yùn)行，控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。

5)經(jīng)過調(diào)試修改后的程序應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化，除去修改的痕跡，以便于交流和借鑒，也為以后的軟件模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。

6)實(shí)現(xiàn)全面軟件抗干擾設(shè)計(jì)。軟件抗干擾是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性的有利措施。具體的軟件抗干擾方法，將在第四章中介紹下面幾節(jié)將詳細(xì)介紹各個(gè)模塊要實(shí)現(xiàn)的功能以及實(shí)現(xiàn)方法。

3.2遙控接收子程序

遙控接收子程序要完成的功能就是不斷地掃描解碼芯片的地址位，接收解碼芯片的數(shù)據(jù)位和有效傳輸確認(rèn)位，判斷出遙控器上發(fā)射過來的相應(yīng)鍵值。由于解碼芯片的地址位是接地的，對(duì)于遙控器上連接在編碼芯片的數(shù)據(jù)位上的鍵值，只要置高，那么相應(yīng)的解碼芯片對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位也會(huì)為高，遙控接收子程序可以直接接收判斷，不需要再對(duì)地址位置位。當(dāng)有信號(hào)輸入到解碼芯片PT2272時(shí)，使能輸出位VT就位高，則與之相連的NPN9013與單片機(jī)的接口就為高，則處理外部中斷0，單片機(jī)開始讀取解碼芯片的數(shù)據(jù)輸出與存儲(chǔ)器的密碼進(jìn)行比對(duì)，正確開鎖，錯(cuò)誤就報(bào)警。

圖3-1遙控接收程序

說明:遙控處理程序要完成的功能就是接收遙控器上的用戶鍵值，完成密碼比對(duì)，比對(duì)通過，電磁鐵吸和，可以打開鎖，如果比對(duì)失敗，報(bào)警。

3.3

I2C通訊子程序

如前說述，本系統(tǒng)中由單片機(jī)89S51的P3.4和P3.5來分別模擬SCL(行時(shí)鐘線)和SDA(串行數(shù)據(jù)線)來實(shí)現(xiàn)與EEPROM24WC01的I2C通訊。EEPROM24WC01的器件地址為AOH。下圖3-2為通訊流程圖:

(一)寫操作

1.字節(jié)寫

在字節(jié)寫模式下，主器件發(fā)送起始命令和從器件地址信息(R/W位置零)給從器件，在從器件產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)后，主器件發(fā)送CAT24WC01的字節(jié)地址，主器件在收到從器件的另一個(gè)應(yīng)答信號(hào)后，再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲(chǔ)單元。再次應(yīng)答。并在主器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫，在內(nèi)部擦寫過程中，CAT24WC01不再應(yīng)答主器件的任何請(qǐng)求。

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2.頁(yè)寫

用頁(yè)寫CAT24WC01可以一次寫入8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。頁(yè)寫操作的啟動(dòng)和字節(jié)寫一樣。不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生停止信號(hào)。主器件被允許發(fā)送7個(gè)額外的字節(jié)。每發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后CAT24WC01產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位并將字節(jié)地址低位加1，高位保持不變。

如果在發(fā)送停止信號(hào)之前主器件發(fā)送超過8個(gè)字節(jié)，地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，先前寫入的數(shù)據(jù)被覆蓋。

接收到8字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號(hào)后，CAT24WC01啟動(dòng)內(nèi)部寫周期將數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)區(qū)。所有接收的數(shù)據(jù)在一個(gè)寫周期內(nèi)寫入CAT24WC01。

3.應(yīng)答查詢

可以利用內(nèi)部寫周期時(shí)禁止數(shù)據(jù)輸入這一特性。一旦主器件發(fā)送停止位指示主器件操作結(jié)束時(shí)，CAT24WC01啟動(dòng)內(nèi)部寫周期，應(yīng)答查詢立即啟動(dòng)，包括發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)和進(jìn)行寫操作的從器件地址。如果CAT24WC01正在進(jìn)行內(nèi)部寫操作，不會(huì)發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。如果CAT24WC01已經(jīng)完成了內(nèi)部自寫周期，將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)主器件可以繼續(xù)進(jìn)行下一次讀寫操作。

圖3-2數(shù)據(jù)通信流程圖

4.寫保護(hù)

寫保護(hù)操作特性可使用戶避免由于不當(dāng)操作而造成對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫。當(dāng)WP管腳接高時(shí)，整個(gè)寄存器區(qū)全部被保護(hù)起來而變?yōu)橹豢勺x取。CAT24WC01可以接收從器件地址和字節(jié)地址。但是裝置在接收到第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)從而避免寄存器區(qū)域被編程改寫。

(二)讀操作

對(duì)CAT24WC01讀操作的初始化方式和寫操作時(shí)一樣，僅把R/W位置為1，有三種不同的讀操作方式:立即地址讀，選擇讀和連續(xù)讀。

1.立即地址讀

CAT24WC01的地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加1。也就是說，如果上次讀/寫的操作地址為N，則立即讀的地址從地址N+1開始。如果N=EC對(duì)24WC02E=127)則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到0且繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。CAT24WC01接收到從器件地址信號(hào)后(R/W位置1)，它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，然后發(fā)送一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)。主器件不需發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，但要產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。

2.選擇性讀

選擇性讀操作允許主器件對(duì)寄存器的任意字節(jié)進(jìn)行讀操作。主器件首先通過發(fā)送起始信號(hào)，從器件地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)的地址執(zhí)行一個(gè)偽寫操作。在CAT24WC01應(yīng)答之后，主器件重新發(fā)送起始信號(hào)和從器件地址，此時(shí)R/W位置1,CAT24WC01響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，然后輸出所要求的一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)，主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)但產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)。

3.連續(xù)讀

連續(xù)讀操作可通過立即讀或選擇性讀操作啟動(dòng)。在CAT24WC01發(fā)送完一個(gè)8位字節(jié)數(shù)據(jù)后，主器件產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)來響應(yīng)，告知CAT24WC01主器件要求更多的數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)每個(gè)主機(jī)產(chǎn)生的應(yīng)答信號(hào)CAT24WC01將發(fā)送一個(gè)8位數(shù)據(jù)字節(jié)。當(dāng)主器件不發(fā)送應(yīng)答信號(hào)而發(fā)送停止位時(shí)結(jié)束此操作。

CAT24WC01輸出的數(shù)據(jù)按順序由N到N+l輸出。讀操作時(shí)地址計(jì)數(shù)器在CAT24WC01整個(gè)地址內(nèi)增加。這樣整個(gè)寄存器區(qū)域在可在一個(gè)讀操作內(nèi)全部讀出。當(dāng)讀取的字節(jié)超127，計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。

3.4系統(tǒng)程序

系統(tǒng)上電后首先完成初始化工作，然后按照事先設(shè)定好的程序執(zhí)行。本系統(tǒng)程序是基于單任務(wù)機(jī)制的。這種機(jī)制的應(yīng)用程序是一個(gè)無限的循環(huán)，在這循環(huán)的過程中調(diào)用相應(yīng)的子程序函數(shù)來完成相應(yīng)的操作。這種機(jī)制具有簡(jiǎn)單直觀，易于控制的優(yōu)點(diǎn)。程序中有以下一些設(shè)定:設(shè)定用戶輸入的密碼一律存于發(fā)射緩沖區(qū)中。在密碼修改時(shí)從發(fā)射緩沖區(qū)取出，寫入24wc01。密碼比對(duì)時(shí)將24wco1中的密碼取出來存于接受緩沖區(qū)中，然后將發(fā)射緩沖區(qū)中的密碼與接受緩沖區(qū)的密碼進(jìn)行比對(duì)。固定鍵盤處理程序的操作，包括:密碼的設(shè)定和密碼的比對(duì)。遙控器的操作包括:密碼的比對(duì)。

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3.4.1遙控密碼系統(tǒng)的操作方法

(一)密碼設(shè)置(說明:密碼設(shè)置必須在固定鍵盤上操作)

1)先按密碼設(shè)定按鈕NUM。

2)在固定鍵盤的SET鍵按一下，表示開始設(shè)定第一位密碼，并通過UP（加鍵）DOWN（減鍵）來加減數(shù)值；SET鍵按兩下，表示開始設(shè)定第二位密碼通過UP（加鍵）DOWN（減鍵）來加減數(shù)值；第三四位設(shè)置方法相同

3)然后按“ENTER”鍵，密碼設(shè)定完成。

注：在輸入密碼沒有四位或沒有按下“ENTER”鍵等待20秒系統(tǒng)清零，需重新輸入密碼才能開啟。

(二)開啟操作

(說明:開啟保險(xiǎn)箱操作既可以在固定鍵盤上也可以在遙控器上操作)

A)固定鍵盤上的開啟操作

1)首先按下SET鍵，通過鍵DOWN鍵UP鍵依次輸入你設(shè)定的四位密碼，按下ENTER鍵完成密碼的輸入。

2)，綠燈亮即可轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙打開保險(xiǎn)箱門。輸入錯(cuò)碼，并持續(xù)2秒報(bào)警。待報(bào)警停止，可重新輸入密碼，在行開啟。

B)遙控器上的開啟操作

1)先按“SET”鍵。

2)依次輸入你設(shè)定的四位密碼，

3)然后按“ENTER”鍵，綠燈亮即可轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙打開保險(xiǎn)箱門。輸入錯(cuò)碼，持續(xù)2秒報(bào)警。

注：在輸入密碼沒有四位或沒有按下“ENTER”鍵等待20秒系統(tǒng)清零，需重新輸入密碼才能開啟。

3.4.2實(shí)現(xiàn)上述操作方法的程序流程圖

圖3-3主流程圖

說明:主程序中通過對(duì)不同的硬件復(fù)位源的判斷來調(diào)用不同的處理子程

序。以下是遙控發(fā)射流程圖：

圖3-4遙控發(fā)射流程圖

圖3-5密碼設(shè)定程序

3.5小結(jié)

本章詳細(xì)敘述了系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)。軟件是整個(gè)控制器的重要組成部分，設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到系統(tǒng)的性能。在控制器的軟件設(shè)計(jì)中，采用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序，編程、調(diào)試方便。第4章

技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

本系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)字和模擬相結(jié)合的系統(tǒng)。無線射頻的發(fā)射和接收是屬于模擬電路部分，單片機(jī)及其外圍器件有屬于數(shù)字電路部分。因而防止數(shù)字和模擬信號(hào)相互干擾就顯得尤為重要。

4.1系統(tǒng)抗干擾措施

在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于有無線信號(hào)的發(fā)射和接收，因而必須減少元器件之間的干擾和采取措施提高系統(tǒng)的抗干擾能力。為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮并滿足抗干擾性的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。形成干擾的基本要素有三個(gè):

(1)干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述如下:du/dt,

di/dt大的地方就是干擾源。如:雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。在本系統(tǒng)中12MHZ的晶振就是干擾源。

(2)傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的傳播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射?？臻g的輻射干擾必將影響到無線射頻信號(hào)的傳播。

(3)敏感器件，指容易被干擾的對(duì)象。如:A/D,D/A變換器，單片機(jī)，數(shù)字IC，弱信號(hào)放大器等。

本無線電系統(tǒng)的基本任務(wù)就是傳遞用戶按下的鍵值信息。理想的本系統(tǒng)所接收到的信息應(yīng)該和原來發(fā)送的信息完全一樣。但是這種理想情況實(shí)際上是很難實(shí)現(xiàn)的，信息在傳遞過程中總要伴隨著一定程度的信號(hào)失真(接收端重現(xiàn)的信息總是和發(fā)射端的原始信息有些差異稱為失真)。在無線電系統(tǒng)中，產(chǎn)生失真的原因大致可以分為兩類。一類是由于通信設(shè)備本身不完善，如發(fā)射器和接收器中的部分器件性能不好，產(chǎn)生失真。這種失真可以通過反復(fù)試驗(yàn)比較，找出問題，更換元器件就能實(shí)現(xiàn)。另一種失真是干擾和噪聲引起的，這種失真在很多情況下是不能完全克服的。對(duì)于無線電系統(tǒng)，常見的干擾有:電臺(tái)干擾，工業(yè)干擾，天電干擾和宇宙干擾，此外還有設(shè)備內(nèi)部所產(chǎn)生的噪聲。

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國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的

電臺(tái)干擾是指其它無線電發(fā)射設(shè)備所產(chǎn)生的干擾。由于無線電技術(shù)的迅猛發(fā)展，當(dāng)前在無線電波的各個(gè)波段中工作的電臺(tái)日益增多，因此空中的電波非常擁擠。在接受天線上除了我們想要接收的信號(hào)之外，還有許許多多其它各種無線電臺(tái)的信號(hào)。這些電臺(tái)的信號(hào)就可能進(jìn)入接收機(jī)中，成為有害的干擾。電臺(tái)干擾在無線電波的各個(gè)波段中都存在。在目前，短波波段內(nèi)電臺(tái)間的相互干擾比較嚴(yán)重，所以本系統(tǒng)中就采用超短波超高頻波段315MHZ。

工業(yè)干擾是由各種各樣的電氣設(shè)備所產(chǎn)生的。如電燈，電動(dòng)機(jī)及汽車的點(diǎn)火系統(tǒng)所產(chǎn)生的電火花等，都是工業(yè)干擾的來源。工業(yè)干擾信號(hào)的頻譜很寬，它從極低頻率開始，一直延伸到幾十，甚至幾百兆赫的超高頻波段。由于保險(xiǎn)箱一般在室內(nèi)工作，所以受工業(yè)干擾的影響較小，同時(shí)也采取了后面介紹的方法進(jìn)行抑制。

天電干擾是指大氣中的各種電磁現(xiàn)象所引起的干擾。雷電所產(chǎn)生的強(qiáng)大電

磁波輻射是我們所熟悉的天電干擾。打雷時(shí)，收音機(jī)也可以發(fā)出很大的“哦啦”聲。天電干擾的頻譜主要在波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波段，在超短波范圍內(nèi)，這種干擾實(shí)際上很微弱。因而本系統(tǒng)基本上不受天電干擾的影響。

宇宙干擾是指來自于宇宙間各種天體的電磁輻射。太陽(yáng)就是一個(gè)強(qiáng)大的具有很寬頻譜的輻射源，它的頻譜從米波，分米波一直延伸到可見光以外的波段。此外銀河系中的一些恒星以及許多遠(yuǎn)離地球的星體也都輻射各種頻率的電磁，這種輻射對(duì)某些無線電設(shè)備有時(shí)也是有害的。但對(duì)于本系統(tǒng)，這種影響微乎其微。

在本系統(tǒng)中，針對(duì)干擾形成的三要素，具體采取了下列的抗干擾設(shè)計(jì)。整個(gè)抗干擾設(shè)計(jì)的基本原則是:抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。

(一)抑制干擾源

抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt,di/dt。這是抗干擾設(shè)計(jì)中最優(yōu)先考慮和最重要的原則，常常會(huì)起到事半功倍的效果。減小干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯(lián)電容來實(shí)現(xiàn)。減小干擾源的di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實(shí)現(xiàn)。

抑制干擾源的常用措施如下:

1)給電磁鐵兩端增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)反電動(dòng)勢(shì)干擾。

2)電路板上每個(gè)IC的電源與地之間，都并接一個(gè)O.luF高頻電容或100uF的電解電容作為去藕電容，以減小IC對(duì)電源的影響。注意高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波效果。

3)電源輸入端跨接了100uF的電解電容和一個(gè)O.1uF的陶瓷電容作為去藕電容，這將有效地減少電源對(duì)與之相連的IC的影響。

4)布線時(shí)避免90度折線，減少高頻噪聲發(fā)射。

(二)按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類。

所謂傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶不同，可以通過在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播，有時(shí)也可加隔離光譜來解決。電源噪聲的危害最大，要特別注意處理。所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離，用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。

本系統(tǒng)中采取的切斷干擾傳播路徑的措施如下:

1)充分考慮電源對(duì)單片機(jī)的影響。電源做得好，整個(gè)電路的抗干擾就解決了一大半。單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感，要給單片機(jī)電源加濾波電路，減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。設(shè)計(jì)中利用電感和電容組成LC濾波電路，使各個(gè)IC之間都用濾波電路相隔離，這樣使它們的相互干擾降到最低。這里不能用電阻和電容組成RC濾波電路，因?yàn)殡娮枭嫌写蟮膲航?，電源電壓?V，在經(jīng)過電阻的分壓后在IC上的電源電壓將很難滿足IC工作需要。由于電感的內(nèi)阻很小(56mh的電感內(nèi)阻小于10歐姆)，與IC的內(nèi)阻相比，電源電壓的在電感上的壓降微不足道，不會(huì)影響IC的電源電壓。

第1章緒論1.1

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著人們生活的提高和安全意識(shí)的加強(qiáng)，各種系列的保險(xiǎn)箱廣泛進(jìn)入人們的

(2)注意晶振布線。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來，晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問題。

(3)電路板合理分區(qū)，如強(qiáng)、弱信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào)。盡可能把干擾源(如電磁鐵)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離。

(4)用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數(shù)字地與模擬地要分離，最后一點(diǎn)接于電源地。

(二)提高敏感器件的抗干擾性能

提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對(duì)干擾噪聲的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。本系統(tǒng)中采取的提高敏感器件抗干擾性能的措施如下:

(1)布線時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲。

(2)布線時(shí)，電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低禍合噪聲。

(3)對(duì)于單片機(jī)閑置的I/0口，不要懸空，都接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。

(4)在單片機(jī)89S51運(yùn)算速度滿足要求的前提下，選用12MHZ的晶振。

(5)

IC器件盡量直接焊在電路板上，少用IC座。

通過采取上面的一系列措施，本系統(tǒng)的抗干擾能力得到明顯的提高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。

4.2小結(jié)

本章中列出了兩個(gè)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮的技術(shù)難點(diǎn)，系統(tǒng)的抗干擾措施，并結(jié)合在本系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了說明。這些抗干擾措施不僅在本系統(tǒng)有用，而且對(duì)于其它的任何單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)都有一定的參考意義。

第5章調(diào)試

5.1軟件介紹

整個(gè)設(shè)計(jì)我采用的是C語(yǔ)言進(jìn)行軟件編程的。KeilC51是德國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)。Keil軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具Vision3。Vision3全Windows截面，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，很容易理解，在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。

5.2用KEILC51編譯與調(diào)試

編寫好程序代碼，就可以在KeilC51的編譯環(huán)境Vision3中編譯調(diào)試了，具體步驟如下：（1）將代碼在Vision3環(huán)境中編寫好，并保存為以.C為后綴的文