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1、- 1 -无线遥控密码锁控制系统的设计信息工程学院应用电子技术专业 摘要：本文围绕无线遥控密码锁控制系统的相关理论和实践进行了研究。主要包括以下的内容：根据项目要求提出了以 STC89C51 单片机为中央处理器，以 4 位数据位的编码解码芯片 PT2262 和 PT2272 模块为无线收发模块，结合电子密码锁技术完成系统总体设计方案。在文中详细叙述了系统的硬件电路设计方法和软件设计要点，同时给出了各个重要子程序的流程图。文中设计的电路和控制方法适用于一般的单片机系统设计，硬件和软件也有一定的实用性和通用性。关键词: STC89C51 无线遥控 PT2262/PT2272 密码锁- 2 -Des
2、ign of wireless remote locks control system (Major of Applied Electronic Technology，Information and Engineering College )Abstract：In this paper,focusing on the wireless remote control system locks the relevant theory and practice were studied.The main content includes the following:According to the
3、project request for a single-chip CPU STC89C51 to four data-bit codec chip for the PT2262,and PT2272 wireless transceiver modules,combined with electronic locks to complete the system design technology program.Described in detail in the text of the system hardware circuit design and software design
4、elements,at the same time gives the flow chart of each and every major subprogram.Integral comparison circuit,switch control circuit,single-chip systems,circuit components,such as display circuit.In this paper, the design of circuit and control method for general single-chip system design,hardware a
5、nd software has some practical and versatile.Keyword: STC 89S51 Wireless Remote Control PT2262/PT2272 remote locks- 3 -引言随着人们生活质量的提高和安全意识的加强，各种系列的密码锁广泛进入人们的生活和工作，因而密码锁系统的安全性就变得至关重要。当前市场上的密码锁具有以下几种方式：一种是机械式的密码锁，它具有成本低，抗干扰能力强的优点，同时也具有密码量少，安全性差，钥匙易于复制的缺点。一种是电子式的密码锁，它具有成本相对不高，密码量大，不易破译的优点，但是这些电子密码锁系统都采用
6、的是固定键盘式的，也就是将键盘固定在保险箱的面板上，这就使得用户在运作时没有隐蔽性，极易被人看见和偷拍而使得密码不安全，因而使用的安全性不高。电子式密码锁的市场占有量最大，因为它的成本低，安全高，运作简单，最能符合用户的需要，但当前市面上的电子式的密码锁也有它的不足，因对它进行必要的改造将势在必行。为了克服当前市面上的电子式密码锁的不足以满足社会需求，提出将无线遥控方法与密码技术相结合，在保证原有密码锁系统性能的基础上研发新型的无线遥控密码锁系统来克服固定键盘式的密码锁的不足，所以本文采用了无线遥控密码锁设计。- 4 -1 系统方案设计1.1 无线遥控密码锁系统设计目标根据任务书的要求，经过仔
7、细分析，设计无线遥控密码锁要求具有上锁、解锁等功能，并可以在 10m 内进行无线遥控，而且整体系统相应时间小于 0.1s。在设计的过程中还额外扩展了 LED 显示电路和密码输入错误时的报警电路。1.2 方案论证方案一：主要采用单片机为中央处理器，配合 NRF905 模块来完成无线遥控的功能。由于与 NRF 协议相关的高速信号处理部分已经嵌入在 NRF905 模块内部，高频头可与各种低成本单片机配合使用，也可以与 DSP 等高速处理器配合使用；高频头提供一个 SPI 接口，速率由微控制器自己设定的接口速度决定。在 RX 模式中，地址匹配（AM）和数据准备就绪（DR）信号通知 MCU 一个有效的地
8、址和数据包已经各自接收完成，微控制器即可通过 SPI 读取接收的数据。在 TX 模式中，高频头自动产生前导码和 CRC 校验码，数据准备就绪（DR ）信号通知 MCU 数据传输完成。采用此芯片成本高，结构复杂，而且影响发送接收的因素较多。方案二：主要采用单片机为中央处理器，同时运用PT2262/PT2272无线发送接收模块来完成无线遥控的功能。要使解码芯片PT2272能够正常地接收并解码信号产生输出就必须使其地址位的状态与编码芯片PT2262的地址位状态完全相同，也就是说，只要解码芯片PT2272 和编码芯片PT2262的地址位接地，接高电平或悬空状态相同，那么解码芯片就会有数据输出。PT22
9、62/PT2272 主要有CMOS 工艺制造，低功耗、外部元器件少等特点，常用于车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具等其他电器遥控的使用。在介绍的两种方案中，采用 PT2262/PT2272 模块完成无线遥控密码锁的设计，配合电源模块、键盘模块、报警模块、显示模块、单片机最小系统等就可以组成无线遥控密码锁的硬件设计。控制系统采用了我们熟悉的 STC89C51 单片机为核心，电源采用+5V 的电源设计，便于单片机的直接控制。本系统中选用无线 315Mhz 射频 RF(radio frequency)方式来完成无线通讯。315Mhz 的发射频率是国家规定的无线报警专用频率，符合国家规定。- 5 -
10、1.3 总体方案1.3.1 工作原理用 5 伏电源供电，当按键按下时，PT2262 上电，发射电路上电，PT2262 将按键的状态编码产生方波，采用 315Mhz 报警专用高频频率作为载，在经过 ASK 调制，由发射电路发射出去。如图 1-1 和图 1-2 所示为无线遥控发送和接收方框图。图 1-1 无线遥控发送方框图 1-2 无线接收方框图PT2262 将 A0A5 和 A6/D5A11/D0 决定的地址和数据进行编码，当 TE 为低电平时，从 DOUT 输出编码信号，编码信号提供给 RF 或 IR 电路发射，由 RF 或 IR 接收电路接收后，经 PT2272 解码，实现遥控编码和解码。无
11、线发射芯片 PT2262 和接收芯片 PT2272 设计的电路有 4 个输入信号，完全满足本设计的要求。- 6 -2 系统硬件结构2.1 硬件系统设计原则无线遥控电子密码锁系统由单片机 STC89C51、无线遥控发送电路、无线遥控接收电路、电源电路、键盘电路、报警电路、数码管显示电路等组成。2.2 单片机最小系统2.2.1 STC89C51 介绍STC89C51 系列单片机是新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，是 MCS-51 系列单片机的派生产品。它们在指令系统中，硬件系统和片内资源与标准的 8051 单片机完全兼容，DIP-40 封装系列与 8051 兼容，指令代码是与 8051 完全
12、兼容的单片机。STC89C51 单片机具有增强型 12 时钟/机器周期、 6 时钟机器/ 周期任意选择，工作电压为 3.4V-5.5V；工作频率范围是 0-40MHZ，相当于普通 STC89C51 的 0-80MHZ，实际频率可达 48MHZ。片上集成 512 字节 RAM；有 32 个通用 I/O 口，P1/P2/P3/P4 是准双向口；可通过串行口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，具备 EEPROM 功能，工作温度范围在 0-75 ，共有 2 个 16 位定时器/计数器，其中定时器 T0 还可以当成 2 个 8 位定时器使用；封装形式为 DIP-40。STC89C51 引脚图如图 2
13、-1 所示。P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78REST9RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17XTAL218XTAL119GND20 P2.0 21P2.1 22P2.2 23P2.3 24P2.4 25P2.5 26P2.6 27P2.7 28PSEN 29ALE/P 30EA/VP 31P0.7 32P0.6 33P0.5 34P0.4 35P0.3 36P0.2 37P0.1 38P0.0 39VCC 40STC89C51图 2-1 STC89C51 引脚图维持单片机运行的最简单的配置系统是构成单片机的最
14、小应用系统。由于晶振、开关等器件无法集成到 STC89C51 芯片内部，由这些器件所构成的晶振电路和复位电路是单片机工作所必要的两个基本电路。对于 8051、8751 片内有 RAM、EPROM 的系统来讲，单片机与晶振电路及开关、电阻、电容等构成的复位电路组成单片机最小系- 7 -统。如图 2-2 所示是 STC89C51 构成的最小应用系统。图 2-2 单片机最小系统原理图图 2-3 最小系统 PCB 图- 8 -2.3 编码解码电路2.3.1 PT2262 与 PT2272 介绍PT2262/2272 是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262
15、/2272 最多可有 12 位(A0-A11) 三态地址端管脚 (悬空，接高电平，接低电平) ，任意组合可提供 531441 地址码，PT2262 最多可有 6 位(D0-D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。引脚分布图 2-4和图 2-5 所示。图 2-4 PT2262 引脚图 图 2-5 PT2272 引脚图表 1 PT2262 管脚说明名 称 管 脚 说 明A0-A11 1-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),D0-D5 7-8、10-13数据输入端，有一个为“1” 即有编码发出，内部下拉Vcc 1
16、8 电源正端（）Vss 9 电源负端（）TE 14 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC1 16 振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端；Dout 17 编码输出端（正常时为低电平）表2 PT2272 管脚说明- 9 -名 称 管 脚 说 明A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),必须与 2262一致,否则不解码D0-D57-8、10-13地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与 2262 一致,数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换Vcc 18 电源正端（）Vss 9 电源负端（）DIN 14 数据信号输入端，来自接收模块输出端OSC1 16 振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率；OSC2 15 振荡电
