基于单片机的红外传感键盘

1、单片机红外传感键盘作品名称：单片机红外传感键盘吉林大学通信工程学院2012级张明凯 程骞 刘天阳 作品类别：1 一、立项背景与目的 随着社会的不断发展，键盘在我们的日常工作和学习中越来越随处可见，例如银行存取款，保险箱密码锁。但是随着键盘使用频率的增加，不安全的因素也越来越多。针对安全问题，我们希望采用一种方式改进传统的按键键盘，来避免一些不安全因素。二、方案设计1、方案选择就红外发射器而言，我们想到以下几种方案：普通红外发射接收管，优点：不可见光，隐蔽性好，便宜，缺点：光源发散，发收间干扰严重。普通激光器（红、绿等可见光），优点：方向性强，发收间干扰小，发射器价格适中，缺点：可见光，隐蔽性很

2、差，接收管价格昂贵。 激光红外发射接收管，优点：不可见光，隐蔽性好，发收间干扰小，缺点：价格昂贵。2、方案确定和优化 综合考虑该三个方案，我们选择第一个方案（普通红外发射接收管），他的驱动相对简单，而且功耗低，安全性高，它的优点是不可见光、隐蔽性好、便宜。但是由于红外发射接收对管的发散范围较大，因此我们的方案会遇到精确度不足的问题而影响产品的功能。解决方法是在每一对管的周圈套上不透光的材料，比如加聚光镜或加防护罩等，尽量使得红外射线被控制在一定范围内。经过试验和测试，这种方法可以比较好的解决精确度的问题。3、理论分析与方案论证 工作原理：先由红外发射管发射红外线，对面用红外接收管接收，当发收间

3、无东西遮挡时和有东西遮挡时红外接收管的电阻会有明显的变化，再将该接收管与一电阻串联加上5v电压，那么其间电压就会变化（经测大约从0v到4v左右），再将该电平变化的信号送给单片机，经识别，相应定义电平高低含义，就可实现键盘模块功能。 技术保证：经过查资料未发现有与该想法相近案例，故无技术保证，需要实际操作，试验中发现并尝试解决问题。三、总体设计 四、单元电路设计最小系统板：（我们用的是stc89c52,P0口加一上拉电阻，作为输出口用）显示模块： 我们用四位7段共阴数码管，74ls04驱动，9013三极管做位选驱动，其中P3口为段选控制，P0.0P0.3为位选信号控制。 未加驱动：(原本思路，效

4、果：数码管暗暗的亮，根本看不清楚) 加驱动后：(效果：数码管点亮正常，无异常现象)键盘模块：P1口选为键盘输入端。 起初整体构图：（单片机无法识别来自键盘的信号） 起初细节构图：反馈模块：P4口设为反馈口，连一蜂鸣器。程序烧写模块：五、单元电路测试模块所用设备效果程序烧写模块单片机最小系统板，电脑良好反馈模块示波器良好键盘模块电压表，示波器良好最小系统板Led灯良好显示模块直流5v电压源良好六、整体测试测试效果较好，能较快识别所感应按键，而且4×4的键盘不单单识别16个键，经测试，在误差要求低的情况下可实现识别16+8=24个键。识别16个键：P1P2P3P4P50123P64567

5、P789AbP8CdEdelete识别24个键：P1P2P3P4 M1M2 M3M4P5M50M51M52M53M5 M1 M2 M3M4P6 M64M65M66M67M6 M1 M2 M3 M4P7 M78M79M7AM7bM7 M1 M2 M3 M4P8 M8CM8dM8EM8FM8 M1M2M3M4七、结论经设计和调试，成品效果较好，发收管干扰尚可接受，达到预期结果。在设计和调试过程中我们发现，理论需要通过实践去验证，一些设计时理论上看起来并没有错误的地方在实践过程中并不可行，比如数码管显示那一块，单片机的能力不足以带起四位数码管的正常点亮，还有红外接收管收到的信号并不能让单片机识别，但

6、我们可保证电压是足够的（约0V4V）。由于在实验室没有足够的仪器来测从收管来的信号波形，实验曾陷入瓶颈。经过我们的一遍遍尝试，最终参考开关三极管特性实现了让单片机认识该电平。我们的作品理念非常简单，但想法有较高参考价值。我们想做的不仅仅是一个键盘，4×4键盘仅是我们红外传感键盘想法简单实物化的缩影。八、附录软件程序代码：#include <reg52.h>char disp_buff = 0, 0, 0, 0;/显示缓冲单元/=/=delay1ms(unsigned int t) unsigned int i, j; for(i = 0; i < t; i+) fo

7、r(j = 0; j < 120; j+);/=/=void display(void) char code table = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71; char code wei = 0xf8,0xf4,0xf2,0xf1;/位选代码 char i; for (i = 0; i < 4; i+) P0 = 0xf0; P3 =tabledisp_buff i; P0 =weii; delay1ms(2); /=/=un

8、signed char keyboard(void) P3=0xff;P1=0xff;P2=0x00;if(P1=0x11) P0 = 0x00;delay1ms(8);return 0; else if(P1=0x21) P0 = 0x00; delay1ms(8); return 1; lse if(P1=0x41) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 2;else if(P1=0x81) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 3;/else if(P1=0x12) P0 = 0x00; delay1ms(8); return 4; else

9、if(P1=0x22) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 5; else if(P1=0x42) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 6; else if(P1=0x82) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 7; / else if(P1=0x14) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 8; else if(P1=0x24) P0 = 0x00; delay1ms(8); return 9; else if(P1=0x44) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 10; e

10、lse if(P1=0x84) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 11; /else if(P1=0x18) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 12; else if(P1=0x28) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 13; else if(P1=0x48) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 14; else if(P1=0x88) P0 = 0x00;delay1ms(8); return 15; else if(P1=0x40) P0 = 0x00;delay1ms(8); retur

11、n 20; else return 16; /=/=void main(void) unsigned char i, key; while(1) display(); key = keyboard(); if (key < 16) /=/= disp_buff 3 = disp_buff 2; disp_buff 2 = disp_buff 1; disp_buff 1 = disp_buff 0; disp_buff 0 = key;/=/= for (i = 0; i < 20; i+) display(); while(key < 16) key = keyboard(); display(); else if(key=20) /=/= disp_buff 0 = disp_buff 1; disp_buff 1 = disp_buff 2; disp_buff 2 = disp_buff 3; disp_buff 3 = 0; /=/= for (i = 0; i < 20; i+) display(); while(key < 16) key = keyboard(); di