2022年红外遥控密码锁设计方案与实现.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用红外遥控密码锁的设计与实现1 概述依据用户的要求和需要,主要为明白决当前市场上无遥控密码锁的问题,以提高门禁系统的牢靠性和安全性,适应市场需要而设计的该红外红外遥控密码锁系统；该系统具有一般电子密码锁功能的同时,仍增加了遥控功能；该锁采纳6 位数作为密码,总密码组有106组,完全满意用户对密码安全性高的要求；该系统具有较强的实际应用价值,所涉及的技术包括：红外载波数据传输技术、单片机掌握技术、红外遥控系统编码及译码技术、电路设计与演示板制作技术等；2 系统硬件设计与实现 <单元电路设计）2.1 硬件结构图：系统以单片机AT89C51RC为核心；系统结构框图如图1 所示；本系统的功能设计目标应该包括以下几个方面：红外发射功能模块,红外线接收转换模块、单片机模块、蜂鸣器报警功能模块、 LED 数码管显示模块、按键功能模块,开锁功能模块等；下面具体介绍一下各单元的硬件电路和实现的功能；图 1 红外遥控密码锁硬件结构图2.1.1 电源部分设计本系统的电源部分使用LM7805 芯片进行稳压后供应单片机5V 的电压；其电源部分电路的设计如图2 所示；图 2 红外遥控密码电源部分的电路原理图该电源部分电路,使用四个 1N4004 二极管构成整流桥,可以输入直流或是沟通 9V 电源,然后再通过 7805 稳固到 5V 供单片机工作；固定式三端稳压电源 7805 是由输出脚Vo ,输入脚 Vi 和接地脚 GND 组成,它的稳压值为+5V ,它属于 LM78XX 系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬时影响,电路的稳名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用定性也比较好；2.1.2 红外接收头部分和 LED 显示部分设计红外信号接收部分是使用 KS38BL 红外接收头实现的,其电路如图 3 所示； 图 3 是红外线遥控器信号接收头的简易电路,它可接收载波频率从 3357KHz 的遥控器信号；100 电阻起到限流的作用,470uF 电容滤波削减干扰；以规律笔接触红外线接收模块的信号输出端<OUT ）,便可以侦测当按下红外线遥控器某一按键时,红外线数字信号的发射；如有发射红外线数字信号就经过红外线接收模块取出数字信号数据,规律笔脉冲 LED 便会闪动；这样可以检测到当前有没有红外信号发射最简洁的方法；图 3 红外线接受部分如图 4 所示,系统的显示是使用MAX7219 实现的 8 位稳固静态显示,MAX7219 是串行共阴极数码管动态扫描显示驱动芯片,仅使用3 线串行接口传送数据,可直接与单片机接口,用户仍可以便利地修改其内部参数以实现多位 LED 显示,因此可以便利地使用单片机的串口送出显示数据,并且其占用的时间少,便利编程及对信号的检测；图 4 利用 MAX7219 设计显示部分2.1.5 密码储备部分的电路设计为了储存用户设置的密码,该系统使用AT24C04 用来储存用户设置的密码,单片机AT89C51RC的 P3.6 接 AT24C04 的 SCLK 口作为它的串行移位时钟,AT89C51RC的P3.7 接 AT24C04 的 SDA 口作为它的串行数据或地址输入输出；该电路要留意的是SCLK 、SDA 必需加上一上接电阻,阻值为10K ；用户设置的密码存放在AT24C04中,当需要更换或读取用户密码时,只需对AT24C04 里的数据更换或读取；由于主芯片AT89C51RC没有 I2C 总线,故本系统采纳软件程序模拟I2C 总线时序来完成AT89S51来与 AT24C04 的连接；2.1.6 报警电路设计名师归纳总结 本系统设计时考虑到防盗而设计了报警电路,由蜂鸣器发声进行报警,蜂鸣器接在CPU第 2 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用的引脚 P0.4 上,通过 PNP 型三极管做电流放大,因此可以通过单片机掌握蜂鸣器的频率及蜂鸣时间；当输入错误的密码进行开锁时,系统会报警,由P0.4 口输出低电平使得PNP 型三极管导通,蜂鸣器两端加电,由蜂鸣器发出 1 秒的报警声,当连续三次显现密码 错误时,就系统会长时间报警,此举为了防止别人非法摸索开锁；2.1.7 本机处理与遥控处理功能挑选电路设计本系统设计了一个自锁按键用来挑选本机处理或者遥控处理,在设置密码时肯定要处于本 机处理状态下,而开锁就可以挑选遥控开锁也可以挑选本机开锁,当此按键按下时,红灯 亮表示挑选了本机处理,此时可以设置密码,修改密码,也可以本机开锁,而不能遥控开 锁；当此开关开没按下时,红灯灭挑选遥控开锁,此时可以通过遥控器输入密码进行开 锁,在遥控开锁时不能进行本机开锁以及设置密码；3 系统软件设计本系统有遥控处理和本机处理两种工作状态,两种工作状态相互独立；通过自锁开关 K 可 以挑选当前工作状态 ,当 K 闭合时挑选本机处理,断开时挑选遥控处理；遥控处理部分只有 开锁功能,所以设计相对简洁,而本机处理部分可以实现开锁、设置和修改密码等全部的 功能；要完成本系统功能,第一要需要解决对红外信号的译码问题,并在储备式示波仪上观看其 具体波形,这就要要求明白其编码规章；一般的编码发射的一帧码含有一个引导码,用户 码和键数据码；引导码由一个较长的载波波形和一段关断时间构成,它作为随后发射的码的引导；用户码和键数据码是由规律“ 0”和规律 “ 1”组成的具有规定长度的字符串；规律 “ 0”和规律 “ 1”是用高低电平的不同组合来表示的,那么可以用单片机的两个定时计数 器,对其高低电平进行计数,具体是这样的：当单片机检测到第一个低电平,就定时计数 器 T0 立刻开头计数,等到检测到高电平显现,T0 停止计数, T1 又立刻开头计数,在 T1 计数的同时,对 T0 的计数储存,再次显现低电平,T1 停止计数, T0 又开头计数,在 T0 计数的同时储存 T1 的计数,这样就有了一组低和高的组合,通过判定这个组合属于哪个 范畴即可译码 “ 0”或者 “ 1”,如此循环,直到译出全部的位；这样我们就可以依据译码所得的 值命令单片机系统去完成相应的操作；要留意的是：只有键数据码参加解码,客户码是事 先<由某公司或个人）规定好了的；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用软件部分的设计基于汇编语言,采纳模块化设计思想；以主程序为核心设置了许多功能模块子程序,是大量的功能在子程序中实现的主流程,如图 5 所示；图 5 主流程图软件工作流程包括 6 个部分：系统的初始化、AT24C04 的读写操作、校对开锁、出错报警处理、对接收的信号进行译码；初始化主要包括：MAX7219 芯片、中断和定时器的初始化,以及系统参数等的初始化；对 AT24C04 的读写操作主要完成对原先密码进行更换或相关设置的目的,然后将更新后的密码储存到其中；校对开锁是要对输入的密码和储存在储备器中的密码相比较,相同着通过,否就要进入出错报警阶段；出错报警主要处理输入的密码和储存在 AT24C04 中密码不同时要进行报警 1 秒钟,假如报警后再次输入密码后再次报警达到 3 次,即 3 次都输入的是错误密码,那么系统将长时间报警并自锁一个小时；译码部分主要完成在遥控处理状态下对遥控器所发出的信号进行解码,以得到相应到完成相应功结能的码值；4 论本文的创新点在于本系统除了具有传统的固定键盘式电子密码锁系统的功能外,也就是将操作键盘固定在锁具的面板上,仍增加了用遥控远端掌握的功能,因此给人们带来许多便利,这一点也正是作者开发和设计此系统的根本缘由；在本系统中,与以往的利用74LS164 芯片驱动数码管的显示不同,在本系统中采纳了更加强大的多功能串行 LED 显示驱动器 MAX7219 来实现 8 位稳固的静态显示 ,只需要单片机的三个引脚即可,可以更加便利地使用单片机的串口送出显示数据,并且其占用的时间少,便利编程及对信号的检测,与此同时本系统所设计的电源部分和解码译码部分经过反复的测试,证明白电路有极高的稳固性和译码精确性、高效性；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页