基于单片机的遥控电子锁电路设计

1、 四川理工学院毕业设计 基于单片机的遥控电子锁电路设计 学 生： 学 号： 专 业：生物医学工程 班 级：2009.1 指导教师： 四川理工学院自动化与电子信息学院二O一三年六月 基于单片机的遥控电子锁电路设计摘要：随着科技和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统机械锁由于构造简单，被撬事件屡见不鲜；电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。本设计以单片机作为密码锁监控装置的检测和控制核心，分为主机控制和从机执行机构（本设重点介绍主机设计），实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、密码信息的加密、钥匙丢失报废等功能。根据51单片机之间的串行

2、通信原理，这便于对密码信息的随机加密和保护。而且采用键盘输入的电子密码锁具有较高的优势。采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，提高信号传输的抗干扰性，减少错误动作，而且功率消耗低；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。软件设计采用自上而下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。关键词:单片机；密码锁；单片机设计；电子锁。 Electronic Lock Design with 51 Serires Single Chip ControllerZHANG Yongtao(S

3、ichuan University of Science and Engineering, Zigong, China, 643000) Abstract：Along with the exaltation of social science and the living level of people, how carry out the family to guard against theft, this problem also change particularly outstanding.Because of the simple construct of traditional

4、machine lock,the affairs of theft is hackneyed.the electronics lock is safer because of its confidentiality, using the vivid good, the safe coefficient is high, being subjected to the large customer close. It can carry out the key information to register in the main on board initial attestation, the

5、 password information encrypt etc. Go to correspond by letter the principle according to the string between 51 machines, this is easy to encrypt and protect to the passwords information random. Adopt the numerical signal codes,not only can carry out many controls of the road information, raise the a

6、nti- interference that signal deliver, reduce the mistake action,but also the power consume is low， Respond quickly,the efficiency deliver is high, work stable credibility etc. The software design adoption the design thought from top to bottom, to make the system toward wear distribute type,turn to

7、the direction development of small, strengthen the system and can expand the stability and circulate.Test the result enunciation, various functions of this system are already all request of this design.Keyword：singlechip;cryptogram lock;singlechip design; electronics lock. 目 录摘要IABSTACTII第1章 引言11.1研

8、究背景11.2研究目的11.3研究意义1第2章 系统分析32.1.1整个控制系统的设计要求32.1.2红外载波、编码电路设计要求32.1.3红外解码电路设计要求32.1.4设备扩展模块设计要求32.2 总体设计方案32.2.1方案论证32.2.2总体设计框图62.3 方案的可行性论证72.3.1实用性72.3.2经济可行性72.3.3技术可行性72.4小结7第3章 硬件设计83.1单片机及其硬件电路设计83.1.1 单片机的介绍83.1.2 时钟电路及RC复位电路103.2 单片机红外发射器的电路设计113.2.1矩阵键盘电路113.2.2红外发射电路133.3 单片机红外接收器的电路设计16

9、3.3.1红外接收电路163.3.2 电源电路的设计193.3.3电磁式继电器193.3.4 LCD1602液晶显示电路203.3.5报警电路223.4小结23第4章 程序设计244.1红外发射模块244.1.1发射电路主程序流程图244.1.2红外发射子程序流程图244.2红外接收模块254.2.1红外接收电路主程序流程图254.2.2红外接收电路子程序流程图264.3小结27第5章 结束语28致 谢.29参考文献.30附 录131附 录236第1章 引言1.1研究背景近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。传统的遥控器大多数采用了

10、无线电遥控技术，但是随着科技的进步，红外线遥控技术的成熟，红外也成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。由于红外线抗干扰能力强，且不会对周围的无线电设备产生干扰电波，同时红外发射接收范围窄，安全性较高。红外遥控虽然被广泛应用，但各产商的遥控器不能相互兼容。当今市场上的红外线遥控装置一般采用专用的遥控编码及解码集成电路，由于其灵活性较低，应用范围有限。所以采用单片机进行遥控系统的应用设计，遥控装置将同时

11、具有编程灵活、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。1.2研究目的本设计主要研究并设计一个基于单片机的红外接收系统，并实现对门锁开关的控制。控制系统主要是由MCS-51和52系列单片机、电源电路、红外发射电路、红外接收电路、LCD显示电路、键盘电路、继电器驱动电路等部分组成，单片机编码发射遥控信号经红外接收处理传送给单片机，单片机根据不同的信息码控制电磁式继电器开锁，并完成相应的状态指示。1.3研究意义红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互

12、干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。信息可以直接通过红外光进行调制传输，例如，信息直接调制红外光的强弱进行传输，也可以用红外线产生一定频率的载波，再用信息对载波进行调制，接收端去掉载波，取到信息。从信息的可靠传输来说，这就是我们今天看到的大多数红外遥控器所采用的方法。第2章 系统分析2.1 设计要求 2.1.1整个控制系统的设计要求1、被控设备的控制实时反映，从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s；2、整个系统的抗干扰能力强，防止误动作；3、整个系统的安装、操作简单，维护方便；4、总体成本低。2.1.2红外载波、编码

13、电路设计要求1、单片机定时器精确产生38KHz红外载波；2、根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。2.1.3红外解码电路设计要求1、精确接收红外信号，并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理，最后输出TTL电平信号；2、对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。2.1.4设备扩展模块设计要求1、直流控制交流；2、抗干扰能力强；3、反应迅速不产生误动作；4、能承受大电流冲击。2.2 总体设计方案2.2.1方案论证（一）单片机控制器模块方案一：采用目前比较通用的51系列单片机。此单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度大，市场上比较多见价格便宜且技术比较成熟容易实现。方案二：采用

14、凌阳16 位单片机SPCE061A 作为控制核心。与51单片机相比，SPCE061A具有更加丰富的资源，有32个可编程的I/O口，14个中断源。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵，市场比较少见，技术不稳定。综合分析考虑，选择方案一。（二）38KHz载波产生电路比较利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的光波干扰,提高数据传输效率。以下是对产生38KHz载波的单片机软件与硬件电路进行比较。方案一：单片机T0定时产生38KHz载波电路原理:STC89C52RC定时器T0产生周期性的26.3us的矩形脉冲,即每隔13us，定时器T0产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期的38KHz脉

15、冲信号。计算公式如2-1所示，脉冲图如图2-1所示。 （2-1） 图 2-1 38KHz载波信号方案二：硬件晶振电路产生38KHz载波电路分析: 晶振Y1，电容C1、C2、U1A、R2 、R3组成38KHz载波振荡电路，MC14011是逻辑与非门。U1B对38KHz的振荡信号取反，同时隔离前后级的信号干扰。如图2-2所示。P11属于单片机P1口用于单片机对受控对象控制信号处理后的数据输出口，数据与38KHz信号与P11端数据逻辑或非门输出，完成信号的调制。 图2-2 脉冲产生的硬件电路图对于产生38KHz脉冲信号的软、硬件电路的实现进行比较选择，软件实现经济有利于产品开发使用，加密性强，电路板

16、元件少，经济实用，便于产品的推广。因而采用方案一，即用软件定时产生38KHz的载波信号。（三）红外解码电路的比较方案一：采用单片机加专用解码芯片其优点是软件设计简单，但增加了外围电路的设计，使得单片机的IO口减少不利于门锁开关电路的扩展。 方案二：采用单片机软件解码其外围电路简洁，空出的IO口多，利于单片机扩展多路开关电路的设计，而编程就会复杂些。根据实际情况进行选择，采用方案二。（四）驱动与开关方案一：采用晶闸管直接驱动。其优点是体积小，电路简单，外围元件少。但控制电流小，大电流晶闸管成本高，并且隔离性能差。方案二：采用三极管驱动继电器。其体积大，外围元件多。优点是控制电流大，隔离性能好。根

17、据实际情况，拟采用方案二。2.2.2总体设计框图经过上述方案的分析选择，得出系统硬件由以下几部分组成：红外数据发射电路，键盘采用矩阵键盘，44矩阵键盘中P1.0-P1.3为采集数据入口，P1.4-P1.7采集数据出口。红外传输 89C2051单片机红外发射电路 4*4矩阵键盘 红外接收电路STC89C52RC单片机 设备控制电路图2-3 电路设计整体框图整体设计思路为：根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89C2051将从ROM读取出来的值，按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波（周期是26.3us）进行调制，经NPN三极管

18、对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用LT0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作，如图2-3所示。2.3 方案的可行性论证2.3.1实用性本系统具有实时性、灵活性、稳定性、以及多功能同时控制等优点，方便用户对多个设备进行控制。2.3.2经济可行性对于有多个红外遥控家电的用户来说，可通过识别已存储在ROM中的信号，实现以现有的单一红外信号，同时对任意红外遥控家用电器进行控制，由于节约了实现控制功能的多个

19、遥控硬件，从而减少了用户的投资。2.3.3技术可行性单片机对数据进行处理，定时器产生38KHz的载波对红外信号调制，采用一体红外接收头对红外信号放大、解码、电平转换。2.4小结整个系统的设计要求抗干扰能力强，防止误动作；安装、操作简单，维护方便；总体成本低。总体设计经过综合分析论证采取最优方案。系统硬件由以下几部分组成：红外数据发射电路，键盘采用矩阵键盘，44矩阵键盘中P1.0-P1.3为采集数据入口，P1.4-P1.7采集数据出口。第3章 硬件设计3.1单片机及其硬件电路设计3.1.1 单片机的介绍STC89C52RC单片机STC89C52RC系列单片机是有超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，

20、指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟机器周期和6时钟机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。如图3-1所示。特点：1、增强型6时钟机器周期，12时钟机器周期8051 CPU；2、工作电压：5.5V-3.4V（5V单片机）/3.8V - 2.0V（3V单片机）；3、工作频率范围:0-40MHz，相当于普通8051的080MHz.实际工作频率可达48MHz；4、用户应用程序空间4K/8K/16K/20K/32K/64K字节；5、片上集成1280字节/512字节 RAM；6、通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普通8051传统

21、I/O口）P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；7、ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器、仿真器，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成；8、EEPROM 功能；9、看门狗；10、内部集成MAX810专用复位电路（D版本），外部晶体20M以下时，可省外部复位电路。11、共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可当成2个8位定时器使用；12、外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；13、通用异步串行口(UART)，还可用定时器软件

22、实现多个UART；14、工作温度范围：0 - 75/-40 - +85；15封装： PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。图 3-1 STC89C52引脚图AT89C2051单片机89C2051是由ATMEL公司推出的一种小型单片机。95年出现在中国市场。其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，可以很快被中国广大用户接受，其程序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。89C2051共有20条引脚，2051继承了8031最重要引脚：P1口共8脚，准双向端口。P3.0P3.6共7脚，准双向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，如P3.0、

23、P3.1的串行通讯功能，P3.2、P3.3的中断输入功能，P3.4、P3.5的定时器输入功能。在引脚的驱动能力上面，89C2051具有很强的下拉能力，P1，P3口的下拉能力均可达到20mA.相比之下，89C51/87C51的端口下拉能力每脚最大为15mA。但是限定9脚电流之和小于71mA.这样，引脚的平均电流只有9mA。89C2051驱动能力的增强，使得它可以直接驱动LED数码管，如图3-2所示。 图3-2 89C2051引脚图3.1.2 时钟电路及RC复位电路STC89C52RC芯片内部有一高增益反相放大器，用于构成振荡器.反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。在XTAL1、X

24、TAL2（第19、18引脚）两端跨接一个石英晶体振荡器，和两个电容就构成了稳定自激谐振电路。晶振频率为11.0592MHz。C12，C13是两个瓷片电容，与晶振Y2构成了自激谐振电路。其电容的作用主要是对频率进行微调，一般取30-45PF左右。使用该电路可产生稳定的11.0592MHz频率，受外界的环境的干扰影响非常小。其接法如图3-3所示：图3-3 晶振电路复位是单片机初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键重新启动。复位操作有上电自动复位和按键手

25、动复位两种方式。本设计采用了按键手动复位方式。该复位电路如图3-4所示。复位电路采用了按键与上电复位。上电与按键均可以有效复位。上电瞬间RST引脚获得高电平，单片机复位电路随着电容的C11的充电，RST引脚的高电平逐渐下降。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。按键复位是直接将+5V高电平通过电阻R11、R10分压到达RESET引脚，实现复位操作。图3-4复位电路图 3.2 单片机红外发射器的电路设计硬件电路组成: 4X4矩阵键盘电路、红外发射电路、红外接收电路、电源电路。3.2.1矩阵键盘电路(1)44矩阵键盘的工作原理:矩阵键盘又称为行列式键盘，

26、它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是44个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。首先辨别键盘中有无键按下，有单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00H，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。 判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如

27、果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。行线接P1.4-P1.7，列线接P1.0-P1.3，如图3-5所示。图3-5 矩阵键盘电路图(2)键值得读取:首先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。然后再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码(3) 按键功能说明: 0至9键为密码输入，确定为密码输入完毕时确认开门锁键。退格键为输入密码有个别错误时退格重新输入键，退出键为当提示输入密码错误时退出对话框重新输入。3.2.2红外发射电路(1)红外

28、线遥控制系统的原理框图：将指令脉冲编码信号调制在载波振荡器产生的载波上（也称脉码调制），然后用这脉码调制信号去驱动红外发光二极管，以发出经过调制的红外光波，其红外遥控系统电路如图3-6所示。 AT89C2051 (指令编码) 载波 驱动电路 调制 红外发射 控制盘图3-6 红外遥控系统电路框图(2)红外编码原理: 通常，红外遥控器将遥控信号(二进制脉冲码)调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。二进制脉冲码的形式有多种，其中最为常用的是PWM码(脉冲宽度调制码)和PPM码(脉冲位置调制码）。前者以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。后者脉冲宽度一样，但是码位的

29、宽度不一样，码位宽的代表1，码位窄的代表0。脉宽为0.56ms、间隔0.565ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.56ms、间隔1.69ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。如图3-7示。本课题是以PPM码（脉冲位置调制码）对红外数据的发送进行论证。图3-7 指令脉冲图遥控编码脉冲信号由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为9ms的高电平和宽度为4.5ms的低电平组成（不同的红外家用设备在高低电平的宽度上有一定区别），用来标志遥控编码脉冲信号的开始。如图3-8所示。图3-8 信号引导码图系统码也叫识别码，它用来指

30、示遥控系统的种类，以区别其它遥控系统，防止各遥控系统的误动作功能码也叫指令码，它代表了相应的控制功能，接收机中的可根据功能码的数值完成各种功能操作。系统反码与功能反码分别是系统码与功能码的反码，反码的加入是为了能在接收端校对传输过程中数据是否产生差错。脉冲位置表示的“0”和“1”组成的32位二进制码前16位控制指令，控制不同的红外遥控设备。而不同的红外家用电器又有不同的脉冲调控方式，后16位分别是8位的功能码和8位的功能反码。串行数据码时序图如3-9所示。图3-9 串行数据码时序图将要发送的指令脉冲编码信号调制在38KHz的载波上，可以增加信号的抗干扰能力，提高信号传输效率。信号调制时序如3-

31、10所示。图3-10 信号调制图(3)红外发射二极管的主要技术参数:SIR333是GaAlAs红外发射二极管，其特点是体积小、功耗低、高发射强度、高可靠性、发射角度45、SIR333管子直径5mm。广泛应用于仪器、仪表、电气设备近距离红外数据传输、电视机、空调机等家用电器红外遥控信号发射其红外发射距离为8-10米。(4)红外数据发射电路的设计:在红外数据发射过程中，由于发送信号时的最大平均电流需几十mA（对应mW级发射功率），所以需要三极管放大后去驱动红外光发射二极管（又称电光二极管）。软件编程将数据从P3口第6脚（P37）将数据输出。T0定时产生38KHz载波信号。红外数据射发射电路图如3-

32、11所示。图3-11 红外数据发射电路3.3 单片机红外接收器的电路设计硬件电路组成有: 红外接收电路、电源电路、按键电路、继电器开关电路、报警电路。3.3.1红外接收电路LT0038是用于红外遥控接收的小型一体化接收头，集成红外线的接收、放大、解调，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，中心频率38.0kHz。接收器对外只有3个引脚：OUT、GND、VCC与单片机接口非常方便，如图3-12所示。图3-12 LT0038外型图1脚接电源（+VCC），2脚GND接系统的地线（0V），

33、3脚脉冲信号输出，经非门U6缓冲与P24的判断信号进行逻辑与使得进入INT0的信号恰好是红外数据发射电路输出端P25的相反相信号，只要检测到INT0信号下降沿从而测出控制指令的功能。LT0038内部结构框图如图3-13所示。图3-13 LT0038内部结构工作流程LT0038接收原理红外线接收是把遥制发送的数据(已调信号)转换成一定格式的控制指令脉冲(调制信号、基带信号)，是完成红外线的接收、放大、解调，还原成发射格式（高、低电位刚好相反）的脉冲信号。这些工作通常由一体化的接收头来完成，输出TTL兼容电平。最后通过解码把脉冲信号转换成数据，从而实现数据的传输。图 3-14是一个红外线接收电路框

34、图。 开关 放大电路 调制电路 红外接收 STC89C52RC (指令译码)图3-14 红外接收及控制电路框图 本课题的核心部分在于红外发射、接收及继电器开关功能演示。其中红线数据接收是对红外二进制脉冲的宽度进行测量，从而获得红外遥控的脉冲信息。采用外部中断成为了理所当然的选择，外部中断只有低电平和下降沿触发两种方式，这就使得单片机只能一次性对脉冲的高电平或低电平进行测量，而一连串的脉冲是不可能分开多次测量的，因此，为了解决这一问题，本人将从接收头出来的红外二进制脉冲信号与标志位（P24）进行逻辑或非，然后再输入到INT0（P3.2）引脚，使得输入INT0的信号恰好是红外数据发射电路输出端P2

35、5的信号，只要检测到INT0信号下降沿到上升沿的这段时间。如果相邻的两个中断间隔的时间长度为1.125ms，说明接收到的是“0”；时间长度是2.25ms则为“1”。因此，脉冲电平的每一次跳变都会形成一次中断，在中断服务子程中即可实现一次性对一连串连续波形的测量，在测量后对0和1的个数据统计从而测出控制指令的功能。硬件或非门的反应速度是纳秒级的，满足实时要求。红外接收电路连接图如图3-15所示。图3-15 红外接收电路图3.3.2 电源电路的设计由于本设计不需要大功率电源，所以采用三端稳压器足以满足要求，如图3-16所示。图3-16 电源电路3.3.3电磁式继电器电磁继电器是一种常见的以低电流低

36、电压控制高电流高电压的直流继电器，图3-17这种继电器的结构示意图。 图3-17 电磁式继电器 电磁继电器的工作原理是，当继电器线圈通电后，线圈中的铁芯产生强大的电磁力，吸动衔铁带动簧片，使触点1、2断开，1、3接通。当线圈断电后，弹簧使簧片复位，使触点1、2接通，1、3断开。我们只要把需要控制的电路接在触点1、2间（1、2称为常闭触点）或触点1、3间（称为常开触点），就可以利用继电器达到控制设备的目的。在本论文的设计中电磁式继电器的作用是在继电器原边用微（弱）电来控制次边强电，使得整个红外信号接收处理控制系统在侦察到红外信号后电磁继电器开关动作被控设备处于待机状态，其驱动电路如下图3-18所

37、示。图3-18 电磁式继电器继电器线圈并反向二极管的作用：1、为了消除这个感生电动势的有害影响，在继电器线圈两端反向并联抑制二极管以吸收该电动势。2、自感电压与电源电压之和对二极管来说却是正向偏压，使二极管导通形成环流，感应的高电压就会通过回路释放掉，保证了三极管的安全。3.3.4 LCD1602液晶显示电路LCD1602液晶显示器是一种低功耗，体积小，显示内容丰富、超薄轻巧、高可靠性的理想显示模块。它内置192 种字符（160个57点阵字符和32个510点阵字符）具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义8个58点阵字符或四个511点阵字符。LCD1602的引脚定义如下表：表-3.1表3-1

38、 LCD1602引脚定义引脚号引脚名电平输入/输出作用1Vss电源地2Vcc电源(+5V)3Vee对比调整电压4RS0/1输入0=输入指令1=输出指令5R/W0/1输入0=向LCD写入指令或数据，1=从LED读取信息6E1,1 0输入使能信号，1时读取信息1到0执行指令7DB00/1输入/输出数据总线line0(最低位)8DB10/1输入/输出数据总线line19DB20/1输入/输出数据总线line210DB30/1输入/输出数据总线line311DB40/1输入/输出数据总线line412DB50/1输入/输出数据总线line513DB60/1输入/输出数据总线line614DB70/1输

39、入/输出数据总线line715A+VccLCD背光光源正极16K接地LCD背光光源负极 利用单片机驱动LCD1602液晶显示器的电路如图3-19所示。图3-19 LCD1602显示电路图3.3.5报警电路蜂鸣器驱动电路一般都包含以下几个部分：一个三极管、一个蜂鸣器、一个续流二极管和一个电源滤波电容。蜂鸣器驱动电路分析如下：1蜂鸣器发声元件，在其两端施加直流电压（有源蜂鸣器）或者方波（无源蜂鸣器）就可以发声，其主要参数是外形尺寸、发声方向、工作电压、工作频率、工作电流、驱动方式（直流/方波）等。2续流二极管蜂鸣器本质上是一个感性元件，其电流不能瞬变，因此必须有一个续流二极管提供续流。否则，在蜂鸣

40、器两端会产生几十伏的尖峰电压，可能损坏驱动三极管，并干扰整个电路系统的其它部分。3滤波电容滤波电容1的作用是滤波，滤除蜂鸣器电流对其它部分的影响，也可改善电源的交流阻抗，如果可能，最好是再并联一个220uF的电解电容。4三极管三极管Q1起开关作用，其基极的低电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发声；而基极高电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发声。 报警电路如图3-20所示：图 3-20 报警电路图3.4小结发射模块采用AT89C2051单片机作为控制核心，硬件电路组成: 4X4矩阵键盘电路、红外发射电路、红外接收电路、电源电路。遥控编码脉冲信号由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。以P

41、PM码（脉冲位置调制码）对红外数据调制在38KHz的载波上。接收模块采用STC89S52单片机作为控制核心。硬件电路组成:采用LT0038小型一体化红外接收头、电源电路、继电器开关电路、LCD1602显示电路。第4章 程序设计4.1红外发射模块单片机对红外遥控门锁开关的控制括二个子系统：红外遥控器指令发射、红外遥控指令接收，二个子系统是有很强的互连性，但各个子系统的软件系统差别较大，下面将分别介绍二个子系统的软件设计。使用C语言编写程序，调用的库函数多，易于移植，编程简单。本论文的设计只给出了部分程序。4.1.1发射电路主程序流程图主程序设计是首先是初始化键盘和红外发射端口的参数值，然后让单片

42、机扫描检测键盘，如果有按键按下就让其相应的按键编码通过红外发射管发射出去。如图4-1所示。 初始化键盘、红外发射端口 按键扫描 红外数据发射 开始图4-1主程序流程图4.1.2红外发射子程序流程图子程序设计是让单片机等待按键按下发送编码信号，如果检测到信号就让其按循序发射引导码、系统码、系统反码、数据码、数据反码还有结束标志位。如图4-2所示。 发送引导码 发送系统码Y 发送系统反码 发送数据码 发送数据反码发送结束标志位1红外数据发送? 开始N结束 图4-2 红外发射子程序流程图4.2红外接收模块4.2.1红外接收电路主程序流程图主程序是首先初始化红外接收端口，然后检测是否接收红外信号，如果

43、接收到红外信号就调用接收子程序，然后就通过LCD1602显示当前输入密码，如图4-3所示。 初始化红外接收端口 调用接收子程序Y 接收到红外信号？N 开始LCD1602显示返回 图4-3 红外接收主程序流程图4.2.2红外接收电路子程序流程图子程序是首先读取T0定时器的长度，如果是1.125ms就认为是“0”，将其存入缓冲区并且计数器加一，如果是2.25ms就认为是“1”，将其存入缓冲区并且计数器加一。如果计数器值为32时，就接收结束标志位并且将计数器清0，如果计数器值不为32时，就认为是接收误码，计数器也将清0，此时重新等待读取红外信号。如图4-4所示。进入中断读T0定时长度计数器=32 0

44、-缓冲区2.25ms？1.125ms？ 计数器加1 1-缓冲区正确接收标志=1 计数器加1 计数器清0NN 退出中断YYY计数器清0N 图4-4 红外接收程序流程图4.3小结单片机对红外遥控继电器门锁开关的控制括二个子系统分别是：红外遥控器指令发射、红外遥控指令接收。发射主程序设计是首先是初始化键盘和红外发射端口的参数值，然后让单片机扫描检测键盘，如果有按键按下就让其相应的按键编码通过红外发射管发射出去。接收主程序是首先初始化红外接收端口，然后检测是否接收红外信号，如果接收到红外信号就调用接收子程序，然后就通过LCD1602显示当前输入密码，然后通过继电器开锁。第5章 结束语 本系统采用MSC

45、-51系列单片机为核心器件来设计电了密码锁，结合外围的键盘输入、LED显示、报警系统等电路来完成错误报警，超次锁定、修改用户密码， 恢复初始密码和红外遥控开锁等功能。其中电磁锁电路暂时利用发光极管代替，用发光二极管的亮灭和蜂鸣器的响声来指示电磁锁的开关。在系统调试过程中，还是发现一些问题，系统不稳定情况时有发生，经过反复调试发现下列问题：按键效果不好，产生较大状况的抖动，使软件消抖不完全：.另外一个就是单片机本身有问题，引起系统跑飞或者卡死；还有就是由于电路板制作的原因，线路之间产生干扰，系统发生错误，比如LED显示错误等等。经过反复调试和修改，最后终于达到一个比较满意的水平。在本次毕业设计中

46、，通过动手实践操作进一步学习和掌握了单片机原理的有关知识，特别是程序的编程方面，加深了对单片机原理及应用技术的认识，进一步巩固对单片机知识的理解，掌握简单的单片机应用系统的设计、制作、调试的方法。在设计时根椐课题要求，复习相关的知识，査询相关的资料。根据条件，找到适合的方案，并找到需要的元器件及工具，进行实验，最终完成设计。通过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全而系统的锻炼。在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计以路技巧（特别是汇编语言)的掌握方而向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。经测试, 样品遥控距离可以达到10

47、m, 响应时间 1 s, 遥控器动态功耗电流10 33mA, 接收器动态功耗电流10 330 mA, 能够满足在保险箱上的工作需要。并且该系统也完全可以应用于仓库门、金库门等应用场合。系统具有成本低、性能靠、使用方便的特点, 能够满足用户需要, 适合于大规模生产, 对于提高生产厂家的市场竞争力有很大的推动作用。致 谢本次设计综合了大学四年所学到的专业知识，把理论联系到实际；为了提高自己的综合能力，从选题、收集资料、模块电路设计、绘制原理图、程序的编制到最后的资料整理都是自己亲自完成的。在张峰老师的指导和同学的帮助下，我克服了对复杂电路设计的畏惧情绪，顺利完成了本次设计任务。通过本次设计，我对电

48、路设计以及软件控制等方面都有了更为深刻的认识，并在实际电路连接中，掌握了很多技能。我真诚的感谢张峰老师，他是一位非常认真、严谨的老师，对电路设计、制作有着丰富经验，他对本人的设计思路及其最终实现都提出了非常宝贵的意见，并指出了设计思路中存在的不足，使得本次设计能够圆满成功。本次毕业论文是一次理论与实际相结合的考验，它使我更加真切的体会到，作为一名医工专业的学生，光会纸上谈兵是远远不够的，实际动手能力和扎实的理论知识同等重要。本次设计对于我来说，既是一次对理论知识的巩固和提高，也是对实际动手操作能力的锻炼和加强。这是本人初次单独完成系统的整体设计，难免会出现错误和不足之处，恳请批评指正！参考文献

49、1迟荣强:单片机原理及接口技术M，高等教育出版社，第56页。2刘文涛:单片机语言C51典型应用设计M，人民邮电出版社，第102页3童长飞:C8051F系列单片机开发编程M，航空航天大学出版社，第54页。4何立民:单片机应用技术选编M,北京航空航天大学出版社，第79页。5张运波:工厂电气控制技术M,高等教育出版社，第69页。6张龙三:C语言控制与应用M,清华大学出版社，第28页。7胡宴如:高频电子线路M,高等教育出版社，第88页。8沙占友:单片机外围电路设计M，电子工业出版社，第53页。9张立科:单片机典型模块设计实例导航M，人民邮电出版社，第38页。10刘国永：陈杰平：单片机控制步进电机系统设计J，高等教育出版社，第61-63页。 11赵 健：实用声光及无线电遥控电路300例M,中国电力出版社出版,第21-52页。12姚金生、刘小利：元器件M,北京电子工业出版社,第61-72页。13黄继昌：电子元器件应用手册