基于单片机的红外线遥控电子密码锁毕业论文.docx

《基于单片机的红外线遥控电子密码锁毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的红外线遥控电子密码锁毕业论文.docx（38页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、红外线遥控密码锁的设计 摘 要：本设计利用红外线遥控原理，基于AT89S52单片机设计了一种具有本机和遥控开锁功能的电子密码锁。针对传统机械锁的各种缺点和重要部门安全性的要求，提出一种基于红外遥控的密码锁设计方案，通过此方案设计的密码锁电路可以满足安全性要求，也能适应特殊环境的使用需求。设计具有按键指示，控制开锁，控制报警，遥控开锁等功能。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、修改及识别功能。设计电路主要有红外线编码电路、红外线解码电路和键盘及显示电路组成。具有保密性强，灵活性高，适用范围广等优点。关键词：AT89S52；红外遥控；密码锁Desig

2、n of infrared remote control lockAbstract ：This paper designed an electronic password lock which can be unlocked natively or by remote control, employing the principle of infrared remote control and based on SCM AT89S52. Each kind of shortcoming which and Integral part security request locks in view

3、 of the traditional machinery ,proposed that one kind based on infrared remote controls combination lock design proposal, may satisfy the secure request through this project designs combination lock electric circuit, can also adapt the special environment use demand。This article has the pressed key

4、to instruct, control unblanking, control warning, functions and so on remote control unblanking, the infrared remote control combination locks applied research has mainly applied the infrared code and the decoding technology, and realizes the password establishment, the revision and the recognition

5、function through the monolithic integrated circuit. The designa circuit mainly by the infrared encode circuit, the infrared decoding unblanking electric circuit and the keyboard and demonstration electricity the road is composed. Has secret, the flexibility is high , the applicable scope is broad an

6、d so on.Key words: AT89S52, infrared remote control, password lock目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 概述11.2 电子锁的发展趋势11.3 红外遥控技术2课题主要章节安排2本章小结3第2章 总体方案确实定42.1 红外线遥控电子密码锁的设计要求4红外遥控密码锁的方案选择和论证42.2.1 单片机的选择和论证4显示模块的选择和论证4键盘模块的选择和论证5本章小结6第3章 硬件设计73.1 单片机AT89S52的介绍73.2 LCD1602的介绍93.3 最小系统的设计123.3.1 复位电路的设计133.3.

7、2 晶振电路的设计133.4 4*4矩阵键盘143.5 I2C总线技术153.5.1 I2C总线的特点153.5.2 I2C总线的传输163.6 存储恢复电路173.7 蜂鸣器模块173.8 红外接收头1838T183.8.1 红外遥控系统结构18本章小结19第4章 软件系统的设计204.1 系统开发环境概述204.2 Keil Uvision 软件简介204.3 系统主流程图214.4 密码修改模块224.5 密码输入模块234.6 键盘解码244.7 红外解码244.8 键盘模块24本章小结25第5章 实物调试与分析265.1 实物调试265.2 问题与分析29结 论30致 谢32参考文献

8、33附录1 原理图34学习文档 仅供参考第1章 绪论1.1 概述 随着现今科学技术的不断发展和人们生活水平的提高。人们对于自身的生命财产安全意识越来越高。其中，如何进行家庭防盗的问题就越来越突出了。现在大多数家庭还在使用传统的机械锁来进行防盗 ，传统机械锁由于设计理念的不完善和构造简单。防盗性能很低，盗窃高手只需要一些小小的工具就能把这些机械锁打开，所以每年被盗事件频频发生，人们的财产损失非常严重。这就催生了密码锁。密码锁由于其安全性较高、功耗低、易操作等特点。逐渐被市场所接受。 电子密码锁是其中的佼佼者，相比较其他的密码锁，比方指纹识别、IC卡识别等。这些密码锁在安全性上还是比较可行的。但是

9、这些产品主要还是适用于类似保险柜箱、门、柜。如果用于公共场合的话，容易损坏、丧失等。再加上起成比较高，这样就大大的限制了这类产品的推广。而电子密码锁由于安全性高、操作简单、成本低、适用范围广等特点，成为这类电子防盗产品的主流。 但是传统的密码锁的不足之处是将操作键盘固定在门上，这就使得用户的操作缺少屏蔽性。容易泄露同行指令。而遥控密码锁就克服了这种缺陷，它不仅难以被盗用，而且对其操作具有相当强的屏蔽性。 根据有关资料显示。电子密码锁的研究在20世纪30年代就已经开始了。但是我国的电子密码锁的生产直到20世纪末才开始，与国际水平相差比较大，并且主要的技术还是引进国外先进技术，而国内自主研发的电子

10、密码锁，市场占有率低，应用还不广泛。国内几家电子密码锁生产厂商，如爱迪尔ADEL、科裕华能HUNE等公司。是我国自主研发的代表。1.2 电子锁的发展趋势锁在我们生活中扮演着很重要的角色，我们家里的门要有锁，保险柜要有锁，财务报表、文件档案以及一些个人的资料的保存也需要锁。可以说锁我们生活中必不可少的一部分，所以，锁的性能就越来越重要了。传统机械锁结构简单、使用方便、价格廉价。但是在使用中也暴露了很多缺点。一是机械锁是靠金属制成的钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的据统计，每4000把锁中就有两把锁的钥匙齿牙相同或类似，故安全性低，根据国外的统计资料，装有电子防盗装置的商业区或居民区盗窃犯罪率平

11、均下降30%左右，二是钥匙一旦丧失，无论谁捡到都可以将锁打开，三是机械锁的材料大多为黄铜，质地较软，容易损坏，四是机械锁钥匙易于复制，不适于诸如宾馆等公共场合使用，出于安全，方便等方面的需要。许多的智能电子锁相继问世。早期的电子锁由于电子元件的限制。其种类不多，保密性差，主要是靠模拟电子开关来实现功能的。其制作虽然简单，但是安全性比较低。后来由于电子元件的进一步发展，带动了电子密码锁的发展革命。其后产生了许多不同种类的电子锁。在安全性和实用性方面得到了极大的提升。再随着电子元件的发展以及人们对财产安全性和保密性的需求，许许多多的电子密码锁相继问世了。1.3 红外遥控技术自从1800年英国天文学

12、家FW赫歇尔发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了将近两个世纪。从那时开始红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展，但发展比较缓慢，直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。当时，德国研制成硫化铅和几种红外透射材料，利用这些元、部件制成一些军用红外系统，如高射炮用导向仪、海岸用船舶侦察仪、船舶探测和跟踪系统，机载轰炸机探测仪和火控系统等等。其中有些到达实验室试验阶段，有些已小批量生产，但都未来得及实际使用。此后，美国、英国、前苏联等国竞相发展。特别是美国，大力研究红外技术在军事方面的应用。目前，美国将红外技术应用于单兵装备、装甲车辆、航空和航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。

13、将红外技术与电子锁相结合的设计,可以大大提高电子锁的安全性能和可操作性.区别于一般的电子锁的键盘式输入,利用红外线遥控开锁,电子锁的安全性将是一个质的提高.课题主要章节安排论文全文总共分为五大章节，每章设计到的内容和结构如下所示：第一章，绪论部分。主要阐述了基于单片机的红外线遥控电子密码锁的选题意义、选题背景、电子锁和红外技术的发展状况。第二章，设计的方案确定，这一章主要介绍了设计的要求，通过比照方案，选出最符合设计要求的设计方案。第三章，这一章是对设计的硬件部分的选择和介绍。通过对设计方案的研究，以及市面上部分硬件的比照和选择，从而选出最适合本设计的硬件。第四章，这一章是系统软件部分的介绍，

14、主要介绍了密码锁的主流程图、密码输入、密码修改、红外模块等。第五章，本章介绍了系统的实物调试部分。这部分主要内容包含实物的调试，在电路板上分析各个 功能是否能够实现，以及调试过程中出现的问题分析与解决方法。本章小结本章主要介绍了红外线和电子锁技术的国内外发展历史和现状.以及该技术在现实生活中的应用.探讨与确定研究本课题的方法与方案.第2章 总体方案确实定2.1 红外线遥控电子密码锁的设计要求(1)为提高电子密码锁的安全性和防盗性,电子显示屏上以“*”显示密码。(2)电子密码锁的密码为8位阿拉伯数字。(3)当密码正确时，绿灯亮。错误时会以声光报警，输入密码界面显示为“Current Passwo

15、rd”，密码错误时显示“Warning Password error”. (4) 实现输入密码错误超过限定的三次电子密码锁定。 (5) 红外遥控键盘其中包括0-9的数字键和4个功能键 (6) 本产品具备报警功能，当输入密码错误3次时蜂鸣器响。(7) 密码可以由用户自己修改设定，修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作 。红外遥控密码锁的方案选择和论证2.2.1 单片机的选择和论证方案一：核心器件选择89C51单片机，此单片机是一种可编程可反复擦除1000次且内部只具有4KB 字节存储空间的只读存储器,电压工作范围,但能够适应于3V的超低压状态下工作,而且与MCS

16、-51产品指令系统完全兼容。由于在实际电路设计中与仿真情况有很大的差异，需要对电路进行多次调试，在此过程中由于89C51不具备ISP在线编程功能, 无法表达单片机程序修改无需从工作环境中剥离的优势，导致每次使用都需要插拔芯片，容易对芯片造成损坏，同时对电路板造成损坏，所以不选用89C51单片机。方案二:核心器件采用AT89S52单片机,此单片机兼容89C51的指令集和管脚，具有8K在线系统可编程FLASH ROM，片上FLASH支持在线编程和传统方式编程，优点是当在对电路多次进行调试时，由于程序问题或者需要在原有电路基础上新增功能时候，芯片无需多次对进行插拔，可以直接通过相关软件进行下载，所以

17、可以更好的保存数据，防止芯片损坏，所以选择采用AT89S52作为主控制系统核心器件。显示模块的选择和论证方案一：LED数码管是七个发光二极管组合在一起，经过专门的封装，组成的元器件。发光二极管的压降为左右，组成数码管后分为共阴极和共阳极两类数码管。数码管常用来显示十六进制数的各个数字和字符，内部封存有专门的电路引线，控制LED数码管的各段和公共电极。在数码管选定的段由外部控制驱动电路加上电压时，加压后的段发光二极管被点亮，由各个段之间互相配合形成我们想要的字样。驱动电路的设计方式灵活多变，一般使用静态和动态两类。静态驱动过程中每一段都需要占用一个单片机I/O端口，优势在于驱动程序简单易懂，显示

18、亮度高，不足之处在于占用太多单片机端口，影响其他电路功能，解决方法使用外部译码器进行驱动，但增加了硬件成本。动态驱动相对静态驱动而言，占用单片机的I/O较少，功耗低，但是想要得到稳定无闪烁的效果，对于数码管的扫描速度有了更高的要求，同时显示功能单一等条件限制了本次多功能电子钟不采用LED数码管进行显示。方案二：LED液晶显示器同样是使用发光二极管芯片构成，不同之处在于它是一种独特的光学结构。光学结构含有不同的发光段和发光点，这些发光段和发光点能够通过驱动显示字符形成LED液晶显示器。又因为发光强度由各段正向电流决定，电流不同，发光强度不同。不仅能够在低压环境下工作，功耗低显示屏可以续航较长时间

19、，而且显示功能多样，例如笔记本电脑显示屏可以显示文字，图形等内容。不足之处在于用在多功能电子钟上性价比不高，不利于节约成本，所以本次不采用LED显示屏。方案三：LCD1602液晶显示屏的内部自带存储器，储存英语字母、数字、符号等160个不同的字符图形，由固定的二进制代码表示每一个字符，需要使用时可以直接调用或者自编字符。LCD1602只能识别ASCII码，使用时需要将其他数制转化为ASCII码。同时LCD1602液晶显示屏具有强大的显示功能，可以通过驱动电路方便的显示多样内容。在性价比方面比LED液晶显示屏高，价格低廉而且显示清晰，更加符合本次设计的需求，故选择LCD1602液晶显示屏当作显示

20、电路模块的显示器键盘模块的选择和论证方案一：采用编码键盘，通过硬件电路产生被按按键的键码和选通信号脉冲，通过脉冲产生中断请求信号发向单片机，单片机执行相关键盘功能，使用方便，软件程序简单，硬件电路较为复杂，单片机使用很少，所以不采用本方案。方案二：采用非编码键盘中的矩阵式键盘，键盘电路连接复杂，单片机I/O利用率高，可以采用扫描法和线反转法对键盘进行控制，按键多，每个按键单独控制一个电路，可以重复使用按键，适合本设计的设计要求。故选择矩阵键盘为本设计的设计键盘。本章小结 本章主要介绍了本设计的设计要求以及各个硬件的方案选择。通过比照各个方案的优缺点。选出最适合本设计的方案。第3章 硬件设计3.

21、1 单片机AT89S52的介绍AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止.图 3-1 单片机引脚图VCC : 电源 GND: 地P0 口：P0 口是一个

22、 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。在 flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电

23、流IIL。此外， 和 P1.2 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入P1.0/T2和时器/计数器 2的触发输入，具体如下表所示。表3-1 AT89S52 P1口第二功能表脚号第二功能T2定时器/计数器 T2 的外部计数输入，时钟输出T2EX定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制MOSI在系统编程用MISO在系统编程用SCK在系统编程用P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输

24、出电流IIL在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器例如执行 MOVX DPTR时，P2 口送出高八位地址P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流IIL。P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能第二功能使用，如下表所示。表3-2 AT89S52 P3口第二功能表脚号第二功能RXD串行输入TXD串行输出INT0(外部中断 0)INT0(外部中断 0)T0定时器 0 外部输

25、入T1定时器 1 外部输入WR(外部数据存储器写选通)RD(外部数据存储器写选通)RST: 复位输入。晶振工作时，RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能无效。DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号ALE是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲。在 flash 编程时，此引脚PROG也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，

26、在每次访问外部数据存储器时，ALE 脉冲将会跳过。PSEN:外部程序存储器选通信号PSEN是外部程序存储器选通信号。当 AT89S52 从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN 将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令，EA 必须接 GND。为了执行内部程序指令，EA 应该接 VCC。在 flash 编程期间，EA 也接收 12 伏 VPP 电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3.2 LCD16

27、02的介绍LCD1602 可显示两行英文字符，并且内带 ASCII 字符库。LCD1602 模块内部可以完成显示扫描，单片机只要向 LCD1602 发送命令和显示内容的 ASCII 码。表3.3 引脚功能说明引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD接电源+5V3V0液晶显示器比照度调整端，接正电源时比照度最弱，接地电源时比照度最高比照度过高时会产生“鬼影”，可以通过一个10K的电位器调整比照度。4RSRS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。5R/WR/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。6EE(或EN)端为使能(enable)端，下降沿

28、使能。7DB0底4位三态、 双向数据总线 0位最低位8DB1底4位三态、 双向数据总线 1位9DB2底4位三态、 双向数据总线 2位10DB3底4位三态、 双向数据总线 3位11DB4高4位三态、 双向数据总线 4位12DB5高4位三态、 双向数据总线 5位13DB6高4位三态、 双向数据总线 6位14DB7高4位三态、 双向数据总线 7位最高位也是busy flag15BLA背光电源正极16BLK背光 电源负极图3-2 LCD1602引脚图表3-4 寄存器选择控制表RSR/W操作说明00写入指令寄存器清除屏等01读busy flagDB7，以及读取位址计数器DB0DB6值10写入数据寄存器显

29、示各字型等11从数据寄存器读取数据1602液晶模块内部的字符发生存储器CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比方大写的英文字母“A”的代码是01000001B41H，显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。因为1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如A。图3-3是1602的16进制ASCII码值：读的时候，先读上面那列，再读左边那行，如：感慨号！的ASCII为0x21，字母B的ASCII

30、为0x42前面加0x表示十六进制。图3-3 1602的16进制ASCII码值表3-5 显示地址指令集1234567891011121314151600H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH40H41H42H43H44H45H46H47H48H49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH1602通过D0D7的8位数据端传输数据和指令。显示模式设置：(初始化)0011 00000x38设置162显示，57点阵，8位数据接口；显示开关及光标设置：(初始化)0000 1DCB D显示(1有效)、C光标显示(1有效)、B光标闪烁(1有效)0000 01

31、NS N=1(读或写一个字符后地址指针加1 &光标加1)，N=0(读或写一个字符后地址指针减1 &光标减1)，S=1 且 N=1 (当写一个字符后，整屏显示左移)s=0 当写一个字符后，整屏显示不移动数据指针设置：数据首地址为80H，所以数据地址为80H+地址码(0-27H，40-67H)其他设置：01H(显示清屏，数据指针=0，所有显示=0)；02H(显示回车，数据指针=0)。通常推荐的初始化过程：延时15ms、写指令38H、延时5ms、写指令38H、延时5ms、写指令38H、延时5ms、写指令38H、写指令08H 关闭显示、写指令01H 显示清屏、写指令06H 光标移动设置、写指令0cH

32、显示开及光标设置。3.3 最小系统的设计最小系统是指C51单片机实现功能的必备电路,他包含有复位电路、晶振电路和电源电路，图3-4是AT89S52的最小系统电路图：图3-4 AT89S52最小系统图3.3.1 复位电路的设计复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定以后，撤销复位信号。为了可靠起见，电源稳定后还要进过一定时间的延时撤销复位信号，以防止电源开关或者电源插头分合过程中引起的抖动而影响复位。本设计采用的电容为10uF，电阻为10K。图3-5为复位电路的电路图。图3-5复位电路图图3-5 复位电路图3.3.2 晶振电路的设计单片机晶振的两个电容的作用：这两个电容叫做

33、晶振的负载电容，分别接在晶振两个脚上和对地的电容，晶振电路中包含有2个电容C1和C2,作用是帮助振荡器快速的起振和稳定振荡的频率，本设计采用的两个电容为30PF的电容，图3-6为晶振电路的电路图：图3-6 晶振电路图3.4 4*4矩阵键盘矩阵键盘又称为行列式键盘。它是用4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的交叉点上。设置一个按键，这样的键盘的按键个数就有4x4个，这种行列式键盘的结构能够有效的提高单片机系统中I/O口的利用率。图3-7是矩阵键盘的电路图，其中，行线接，列线接。图3-7 矩阵键盘电路图本设计红外发射部分采用4*3键盘，接收部分采用4*4键盘。键盘扫描时，首先由I/O口低四

34、位输出高电平，高四位输出低电平，假假设有键按下，那么在I/O口低四位即可读出低电平，接着延时消抖，再具体判断是何键按下。判断键盘中有无键按下将全部行线 X0-X3 置低电平 然后检测列线的状态 只要有一列的电平为低 则表示键盘中有键被按下 而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的 4个按键之中 假设所有列线均为高电平 则表示键盘中无键按下判断闭合键所在的位置。在确认有键按下后 即可进入确定具体闭合键的过程 其方法是 依次将行线置为低电平 即在置某根行线为低电平时 其它线为高电平 当确定某根行线为低电平后 再逐行检测各列线的电平状态 假设某列为低 则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合

35、的按键.现将接收部分的键盘功能做一下说明。如图3-8，0至9号键为数字键，八位密码从中产生。“确认”键，“修改”键，“输入”、“强制”键为功能按键，具有输入确认，更改密码和输入操作以及强制恢复原始密码等功能。剩余的两个键在本设计中未用，可作为今后的功能扩展键使用。图3-8 矩阵键盘原理图3.5 I2C总线技术I2C总线，是INTER-IC串行总线的缩写。INTER-IC原文大意是用于相互作用的集成电路，这种集成电路主要由双向串行时钟线SCL和双向串行数据线SDA两条线路组成，由荷兰菲利浦公司于80年代研制开发成功，并先后用于音频、视频集成电路及中央控制中心，使数字技术扩展了彩色电视机的遥控功能

36、，为开发16:9高清晰度数字彩色电视机奠定了基础。3.5.1 I2C总线的特点1唯独只有总线线路：一根串行的数据线SDA；一根串行的时钟线SCL。2每条与总线相连接的IC器件都能够通过唯独的地址和简单的主机与从机的关系设定相关的地址；主机既可以作为主机的发送器件或者主机的接收器件。3I2C总线协议是一个能够允许多主机同时初始化并且可以传输数据的多主机总线协议。具有数据的传输冲突检测和破坏功能。4具备有三个可以不同速率的传输模式。最低标准模式是100Kbit/s，最高是。5片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波，保证数据完成。6连接到相同总线的IC数量只受到总线的最大电容400pF限制。3.5

37、.2 I2C总线的传输 I2C总线的传输是一个比较复杂的数码传输，它主要是以18bit的字节进行数据传输，而传输时又总有一个时钟脉冲相对应，因此，I2C总线的数据传送实质上是个脉冲串的传输。在I2C总线上，每一个数据中，逻辑“0”和逻辑“1”的信号电平取决于相应的正端电压。I2C总线在进行传送时，在时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。这就保持了数据传输的有效性。在时钟线保持高电平期间，由于数据线由高电平向低电平的变化是一种稳定的状态，所以就将其状态规定为起始条件；而当时钟线保持高电平期间，数据线是由低电平向

38、高电平变化，则规定为停止条件。只有I2C总线中主控器产生起始条件和停止条件两个信号时，总线才会被认为处于“忙”态或“闲”态，从而准确控制了比特位的传送。在I2C总线上，比特位传送字节的后面都必须跟随一位确认位，或称跟随一位应答位。并且数据是以最高有效位首先发出。但是，当正在进行数据传输的接收器收到完整的一个数据字节后，有可能还要完成一些其他的工和，如处理一个内部中断服务等。在这种情况下就有可能无法立刻接收另一字节的数据，因而，此时接收器可以通过总线上的时钟保持为低电平，从而使发送器进入等待状态，直到接收器准备好接收新的数据，而接收器通过释放时钟线使数据传输继续进行，正是I2C总线能允许其他总线

39、的数据格式进行传输，才有一个特殊寻址开始的信息传输，以及通过对总线产生一个停止信号进行停止。当一个字节的数据能够被总线上的一个已被寻址的接收器接收后，总线上的般要产生一个确认信号，并在这一位时钟号的整个高电平期间，使数据保持稳定的低电平状态，从而完成应答确认信号的输出。确认信号通常是指起始信号和停止信号，如果这个信息是一个起始字节，或是总线寻址，则总线上不允许有应答信号产生。如果因某种特殊情况，被控器不对应的被控寻址进行确认答复，则必须将数据线置于高电平，然后主控器可以通过产一个停止信号来结束总线的数据传输。如果被控接收器对被控寻址做出了确认应答，但在数据传输的一段时间以后，又无法继续接收更多

40、的数据，则主控器也将停止数据的继续传送。因此，被控接收器可以通过对无法接收的第一个数据字节不产生确认应答信号来通知主控器，即在相应的应答信号时钟位上将数据线置于高电平，主控器则在总线上产生停止信号，从而结束数据的传送。3.6 存储恢复电路如图3-9所示为CAT24WC02的引脚连接图。SDA：正常的连接到单片机I/O上，进行数据的读写操作。SCL：正常的连接到单片机I/O上，输出时钟信号。WP：接地。说明CAT24WC02能够进行正常的读写操作。A0,A1,A2：全部接地。因本系统只有一个I2C器件因而不需要对A0,A1,A2进行操作。图3-9 24c02电路图3.7 蜂鸣器模块如下列图3-1

41、0所示为蜂鸣器电路，三极管主要是做驱动用的。因为单片机的I/O口驱动能力不够让蜂鸣器发出声音，所以我们通过三极管放大驱动电流，从而可以让蜂鸣器发出声音，当输出低电平，三极管导通，集电极电流通过蜂鸣器让蜂鸣器发声。当输出高电平时，三极管截止，没有电流通过，故蜂鸣器不发出声音。3-10 蜂鸣器电路图3.8 红外接收头1838T3.8.1 红外遥控系统结构 红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分，如图3-11 所示：图3-11红外遥控系统1838T红外接收头为接收部分 ：一体化红外接收头 红外信号收发系统的典型电路如图3-11所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。

42、内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号， 然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不管红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，复原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。 一体化红外接收头，如图3-12所示：，图3-12 红外接收头红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的

43、不同应选用相应解调频率的接收头。 红外接收头内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容，一般在22uf以上。 有的厂家建议在供电脚和电源之间接入330欧电阻，进一步降低电源干扰。本章小结本章主要介绍了AT89S52、LCD1602、红外接收头1838和CAT24WC02等芯片的原理和资料。键盘部分介绍了4*4矩阵键盘的原理与实现。密码的存储采用了I2C总线技术，介绍了I2C总线技术优缺点。通过对各个模块的详细介绍，到达对设计的深入理解。第4章 软件系统的设计软件系统是基于单片机红外线遥控电子密码锁设计的重要组成部分。在以采用结构化、模块化为软件设计思想的设计过程

44、中，为了方便程序的移植和各个功能模块的调试。设计时必须进行软件任务分析和硬件电路设计的结合，只当在硬件电路设计基本定型后，才可以进行软件设计。整个控制系统的核心部分是AT89S52单片机，系统所有的需要实现的功能都是由这个核心控制器组成的。4.1 系统开发环境概述单片机投入使用前期，编程语言主要采用汇编语言，随着开发环境和硬件技术不断更新，单片机可以使用多种语言进行开发。其中C语言是一种通用编译型能够进行结构化布局的程序设计语言，其特点在于程序结构简单，代码执行效率高，能够在不同操作系统下运行，运算符和数据类型多样化，广泛适用于开发各种应用系统。本次设计采用Keil C51编译器，Keil C

45、51是一款既能够采用汇编机器语言开发又能够兼容C语言开发的高性能编译器。在C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上，与汇编相比有明显的优势，因而适合软件开发。Keil软件则是目前最流行开发软件，通过在Keil软件中新建工程项目、编写编译调试程序并在Proteus设计出来的仿真电路中载入程序进行联机调试。利用Proteus软件绘制好电路仿真图，通过与Keil uVision2 软件进行程序实时联调，可以看到模拟的实物运行状态和过程。4.2 Keil Uvision 软件简介Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能表达高级语言的优势。C51工具包的整体结构，其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或