《基于单片机红外遥控电子密码锁的设计（附源程序）》12000字（论文）

[8]，其电路连接情况可见下图：图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s16总线和存储芯片连接电路图键盘电路设计几乎所用有单片机的应用的系统中都会设置相应的键盘，因为每一个按键的状态本质上其实就是一个开关，通过开关的不同状态能控制单片机的运行状态，实现人机交换，而完成这一切的基础就是键盘。当简单的开关量的输入时，采用独立按键；反之用矩阵键盘，由于前者需要很多接口，所以本设计采用更符合要求的4*4矩阵键盘，其电路连接情况可见下图：图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s17矩阵键盘电路图报警电路设计密码锁的报警模块是采用外围电路和蜂鸣器来两部分来设计的。当通电的时候报警器开始工作，但蜂鸣器并不会发声，只用当只有当智能报警系统接受到单片机传内传送出来的错误密码信息信号的时候才会驱动它响铃报警。如REF_Ref71140514\h图3.8报警电路设计原理图所示：图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s18报警电路设计原理图密码锁电路设计锁的部分由继电器来实现，如果输入的密码错误，那么开锁继电器不会吸合，反正则吸合，万层开锁。如REF_Ref71140632\h图3.9密码锁电路设计原理图所示。图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s19密码锁电路设计原理图红外遥控设计遥控主要是利用红外接收头和遥控器。如REF_Ref71140703\h图3.10红外遥控电路设计原理图所示。图STYLEREF1\s3.SEQ图\*ARABIC\s110红外遥控电路设计原理图系统软件设计系统主程序设计在本课题中，笔者采用模块化思想来设计主程序，首先对硬件的软件部分进行了若干部分划分为，程序设定时候会有初始密码，当用户使用时，密码正确就密码锁就执行开锁命令，错误就会有报警提示，并且错误次数也会依次累计相加，在程序设计中，首先进行初始化。共同构成了该硬件的一个主程序。为完整描述本系统运行过程，笔者专门绘制了通俗易懂且清晰直观的流程图，具体如下：仔细观察下图可进一步了解到，用户在执行解锁操作时，因为系统会自动初始化，所以用户只需要按解锁键就可以输入密码，从而快速完成解锁操作。如果输入密码无误，就会驱动相关器件执行开锁命令；如果输入有误则会立即触发蜂鸣器，发出警示的同时，显示屏还会提示错误，并显示错误次数。图图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s12软件设计流程图系统的仿真与分析Proteus仿真软件Proteus简述仿真是对显示系统的某一抽象属性的模仿，仿真工具包括仿真软件和仿真硬件。本设计采用的是是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件Proteus。Proteus仿真在全世界上都是久负盛名的，因为它不仅做到了将PCB设计软件、电路仿真和虚拟模型仿真三者真正结合到一起的仿真软件，实现从概念到产品的完整设计，其处理器还能支持8051、HC11、AVR、ARM、Cortex和DSP等系列处理器，更令人吃惊的是它的能力还不止与此，每年各种系列处理器模型还在增加。除此之外它还支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器，作为本设计的仿真设计要求足够了。调试分析按设计原理图的先列出仿真所需要的软件，列出元件清单，如下REF_Ref71141067\h表5.1仿真元件清单所示：表STYLEREF1\s5.SEQ表\*ARABIC\s11仿真元件清单注解元件名标志符号数量24C02存储芯片11蜂鸣器蜂鸣器B1110uF电容C1，C4220pF电容C2,C32发光二极管发光二极管D115V5脚绿色继电器继电器K11LCD1602液晶LCD11Header2电源接口P119012三极管Q1,Q2,Q332K电阻R1,R4,R5,R6,R15510K电阻R3,R102SW-PB按键S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16,S1717sw-灰色电源开关SW11U1单片机U1112M晶振Y1116p插针母座18p芯片座140p芯片座12p端子1遥控器1红外接收头电源线1ok跳线19*15绿油万用板1根据原理图和元件清单在Proteus里面连接，得到仿真图如下REF_Ref71141153\h图5.1图Proteus仿真图所示：图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s11Proteus整体仿真图调试分析（1）在软件的调试过程中，编写程序过程无疑是最重要的，根据不同模块的流程图，通过C语言进行对程序的编写。在KeiluVision5对代码进行编写完成后，将其生成的Hex文件烧录在STC89C52单片机中。（2）在调试过程中，注意报警模块是否正常工作，以及报警模块的响应时间。将这些数据记录，方便后期对系统进行优化工作。特别强调调试前，密码输入一定要初始化。 在本次设计的调试过程中，我使用了Proteus仿真软件对密码锁的开锁进行开锁调试，当密码输入是显示如REF_Ref71141270\h图5.2系统开锁密码输入仿真调试图所示，这样用星号代替密码起到更好的保密作用。当输入密码正确时，液晶显示屏会显示出“open”的字样。如REF_Ref71141335\h图5.3系统开锁仿真调试图所示：图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s12系统开锁密码输入仿真调试图图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s13系统开锁仿真调试图如果密码错误，液晶显示屏就会显示密码错误并记录错误次数，并激活报警模块，蜂鸣器开始激活。如REF_Ref71141607\h图5.4密码输入错误仿真图所示，当密码输入次数超过一定数目后就会锁定。需要恢复到初始密码。图STYLEREF1\s5.SEQ图\*ARABIC\s14密码输入错误仿真图硬件的安装与调试硬件的安装检查元件的好坏硬件安装之前，先根据电子密码锁仿真所列出的元件清单准备，准备好所需元器件，再根据每一种元器件相应的检查方法检测其性能好坏，这样便能防止硬件安装完成后密码锁不能正常工作，再检查的一遍的麻烦。放置、焊接各个元件检查完元器件，确保无误后，就可以按照仿真图确定相应的元器件位置后便可以进行焊接。特别强调的是焊接顺序：先焊接体积小的，不易损坏的硬件，再焊接高的，精密易坏的元器件，这样可以防止我们在焊接途中损坏了之前检查完好的元器件，除此之外，我们还要特别注意单片机的放置方向并且连续焊接的时间越短越好，最好控制10秒之内。硬件调试分析根据仿真顺序依次测试仿真的项目，得到输入密码时候星号如REF_Ref71141671\h图6.1电子密码锁密码输入调试图所示：图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s11电子密码锁密码输入调试图当输入密码正确的时候，液晶显示屏会在屏幕上显示“open”这个单词，如图6.2所示：图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s12电子密码锁密码输入正确密码调试图当输入密码错误的时候，液晶显示屏显示错误次数为“cishu:01”，报警系统正常报警，如REF_Ref71141760\h图6.3电子密码锁密码输入错误密码调试图所示：图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s13电子密码锁密码输入错误密码调试图重点强调的是除了按键输入，也要用红外遥控器分别输入调试，只有当按键输入的效果和遥控器输入的效果完全一样的时候才能算调试成功，只要有一项不成功都要认真查出问题所在，改进后反复调试，直至成功。结论本设计以STC89C52单片机为基础，对红外电子密码锁进行了研究和设计，该密码锁由报警部分，晶振部分，输入部分，显示部分，密码储存部分和电源输入等部分组成。在设计过程中，首先要对单片机的内部构造、外部特性、接口技术、控制原理和方法有深厚的了解，其次还要掌握相应的编程技术知识以及编程软件和使相关软件用方法的使用。在课题确定起初，在老师和同学的帮助下查询了密码锁的发展背景及其发展现状，权衡利弊，设计出此红外遥控密码锁。鉴于经济实用方便考虑，该密码锁系统的控制核心是STC89C52单片机，以此为基础对其他相应部件的设计进行辩证，选择出合理的设计方案：智能报警系统和蜂鸣器是报警部分组成的两大模块，一个接受报警信息，一个发声报警；输入部分除了4*4矩阵键盘外和增设远程红外遥控设计，大大增加了其便利性；显示部分采用LCD液晶显示屏，该显示屏具有功耗低，显示精细，性能稳定等特点；EEPROM密码储存模块中更有298多万组密码，在没有密码的情况下成功解锁的概率几乎为零，安全性大大超过传统机械锁；晶体振荡器电路的主要功能是提供基准频率，在电路中产生振荡电流并发出时钟信号；本设计的复位电路采用内部方式的时钟电路和加电自复位两种，因为密码锁不一定每次工作时都要自动复位，所以两种结合；电源部分为了演示方便使用了USB电源线，当然显示使用中也可以用5V或三节1.5V蓄电池经7805的电压变换后为单片机和传感器供电。本设计的红外遥控密码锁具有安全性高、安装方便、使用简单、抗干扰能力强等特点，对私人财产、文档和出行提供了更加便利的安全保障。在此，再一次为本设计提供帮助的同学和指导的金老师表达衷心的感谢。参考文献谢富珍.基于PLC的密码锁控制系统的设计[J].无线互联科技.2013，(10).王涌；何剑春.基于微控制器的红外信号研究[J].自动化技术与应用，2005,(06).杨鹏.基于电阻抗测量的豆腐通电加热加工系统[D].西安:西北农林科技大学，2014.5.周李良.便携式旋转机械状态监测系统的设计[D].成都:成都理工大学，2009.5.王睿铮.基于单片机的顶棚遮阳帘自动控制系统设计[J].电子世界.2020,(01).蒋宏艳.单片机实训课程的创新设计探讨[D].贵阳:贵州大学，2008，5.林立；张俊亮.单片机原理及应用[M].第四版.北京:电子工业出版社，2011.3.张晓洁；郑鑫；韦雨梅；石柳月；荣康.基于单片机的密码锁储物罐设计[J].智能计算机与应用，2017，(06).梅丽凤；王艳秋；任国臣；汪毓铎.单片机原理及接口技术[M].第3版.北京:清华大学出版社，北京交通大学出版社.2009.4.王振中.现代单片机技术的进展[J].今日科技.2004,(09).薛昀；李宗艳；张德安.基于单片机的FPGA被动串行配置方式[J].2005,(03).赵海敏.液压万能试验机测控制系统改造与设计[D].合肥:合肥工业大学.2015.03.斐彦纯；陈志超.基于单片机系统的红外遥控器应用[J].现代电子技术.2004,(04).张艺竹；陈秀艳；杨爱；谭雯竹；张功飞.手机智能充电储存柜[J].科学技术创新.2019,(07).李祖晓.基于单片机控制的智能立体库运输小车的研究[D].南昌:南昌大学.2016.12.于亚运.基于MC9S12XDP512的液压支架电液控制系统端头控制器的开发[D].太原：太原理工大学,2016.05.附录附录A图A1红外遥控电子密码锁仿真原理图附录B部分源程序附录C表D1元件清单描述类型标志符数量电子密码锁24C02存储芯片11蜂鸣器蜂鸣器B1110uF电容C1，C4220pF电容C2,C32发光二极管发光二极管D11