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1、.LANZHOUUNIVERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计题 目 红外遥控电子密码锁设计学生姓名 朱小朋学 号 08220126专业班级 自动化一班指导教师 王君学 院 电气工程与信息工程学院答辩日期 .摘 要目前大部分的锁采用的都是机械式的,其最大的缺点是利用简单工具就能很容易地把锁打开。针对这种情况,我们设计了一种红外遥控密码锁,而一般设备都采用专用的遥控编码及解码集成电路,其制作简单、容易,但由于特定功能的限制,只适用于专用的电器产品,其应用范围受到限制。本设计由红外接收头hs0038红外接收频率为38khz和AT89C51控制的接收部分构成。采用单片机进行遥控系统的应用设
2、计,具有编程灵活多样,电路结构清晰。整个设计具有遥控开锁,本机控制开锁,密码修改等功能,可在密码外泄的情况下及时修改密码,具有保密性好、安全可靠、成本低廉、连接方便,简单易用,适用范围广等特点,而且特别适合家庭,宾馆,仓库,私家车库等场所。关键词： 红外遥控、红外接收、单片机、密码修改ABSTRACTMost of the lock is adopted, the largest of the mechanical faults are using simple tools can easily open the lock. In view of this situation, we desi
3、gned a kind of infrared remote locks, and general equipment adopts remote coding and decoding the special-purpose integrated circuits, its production is simple, easy, but due to the particular function limit, applies only to the product, its special electrical application scope is limited.This desig
4、n by infrared receiving head hs0038 and 38khz receive frequency for receiving part of AT89C51 control. On the remote control system adopts single-chip microcomputer application programming design, flexible, circuit structure is clear. The design has the remote control of the lock, lock, the password
5、 revision and so on the function, may in the circumstance timely leaked password revision password, have good secrecy, safe and reliable, low cost, simple, easy-to-use, and wide application scope, and special features for family, hotel, warehouse, private garage and etc.Keywords: infrared remote con
6、trol , infrared receiving, MCU, password revisio 目录第一章 绪论11.1 设计背景11.2 市场前景21.3 设计依据21.4 设计任务21.4.1 设计的主要内容及功能21.4.2 技术指标3第二章 方案设计42.1 设计思路42.2 系统结构42.2.1 遥控发射部分42.2.2 主机接收部分52.3 红外通信原理52.3.1 红外通信简介62.3.2 红外信号编码62.3.3 遥控信号接收82.4 单片机串行通信原理92.4.1 串行通信基础92.4.2 串行通信中串行I/O和数据的实现102.4.3 串行口的选择及波特率的计算11第三章
7、 硬件电路设计133.1 系统硬件原理图133.2 单片机系统143.2.1 主要特性153.2.2 管脚说明153.2.3 振荡器特性173.2.4 芯片擦除173.2.5 复位电路173.2.6 振荡电路183.3 红外发射电路193.4 红外接收电路203.4.1 HS0038概述203.4.2 特性213.4.3 工作原理213.5 矩阵键盘223.5.1 矩阵键盘原理223.5.2 矩阵键盘按键识别方法233.5.3 设计键盘说明233.6 显示电路243.6.1 LCD1602引脚连接243.6.2 指令集263.7 看门狗电路273.8 开锁电路283.8.1 电磁继电器的工作原
8、理和特性293.8.2 电磁式继电器的主要参数293.9 报警电路293.10 电源电路30第四章 软件设计324.1 遥控发射部分程序设计324.1.1 主程序流程图324.1.2 中断服务程序324.1.3 按键子程序334.1.4 判键闭合子程序344.1.5 延时10ms子程序354.1.6 键值判别子程序流程图364.1.7 脉冲发射子程序流程图374.2 主机接收部分程序设计384.2.1 主程序设计384.2.2 中断服务程序384.2.3 解码子程序404.2.4 密码识别子程序414.2.5 显示子程序424.2.6 报警子程序434.2.7 修改密码子程序44第五章 总结4
9、6参考文献48致 谢49附录50附录1 程序清单50附录2 英文资料及其翻译67.第一章 绪论1.1 设计背景现代社会盗窃事件频频发生,主要因为传统的机械锁具结构简单、制作工艺落后,无法阻止技术手段的破坏。面对这一现状,新时代提出了锁具必须革命的迫切的要求。20世纪70年代,随着微电子技术的应用,出现了磁控锁、声控锁、超声波锁、红外线锁、电磁波锁、电子卡片锁、视网膜锁、遥控锁等。这些高科技锁有机械锁所无法比拟的高保密性能。红外遥控电子密码锁结合电子技术、通信技术、遥控技术为一体,具有编码量多、安全性强、可修改密码、密码错误报警、低功耗等优点,同时可以实现远程控制,能为保卫系统提供极强的可靠性和
10、安全性,因此有很高的实际应用价值。 电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作,从而控制机械开关的闭合,完成开锁、闭锁任务的电子设备。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心,通过编程来实现的。其编码数量巨大,随机开锁的可能性几乎为零,性能和安全性已大大超过了机械锁。红外遥控是一种无线、非接触控制技术,具有抗干扰能力强,信息传输可靠,功耗低,成本低,易实现等显著优点,被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用。由于红外线在频谱上位于可见光之外,所以抗干扰性强,具有光波的直线传播特性,不易产生相互间的干扰,是很好的信息传输媒体。信息可以直接对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
11、传输,也可以用红外线产生一定频率的载波,再用信息对载波进调制,接收端再去掉载波,取到信息。从信息的可靠传输来说,后一种方法更好,这就是目前大多数红外遥控器所采用的方法。由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力,在红外遥控技术时,不必要像无线电遥控器那样,每套要有不同的遥控频率或编码,所以同类产品的红外线遥控器,可以有相同的遥控频率或编码,也不会出现遥控信号串门的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。而且红外线为不可见光,因此对环境影响很小,再红外光波动波长远小于无线电波的波长,所以红外线遥控不会影响其他家用电器,也不会影响临近的无线电设
12、备。同时反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠,可以应用工业设备中。在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外遥控技术不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰,还可避免人体直接接触危险因素。所以红外遥控是目前使用很广泛的一种通信手段。1.2 市场前景红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式,在数字投影机、DVD、VCD、录像机、电视机、车载影音导航系统等被广泛的应用。由于红外遥控不影响周边环境、不干扰其他电器设备,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。近年来随着生
13、活水平的提高,人们更加注重生活质量,更乐意去享受方便快捷的生活方式,而红外密码锁恰恰具有使用方便、操作简单、价格低廉等特点,可以给人们的生活带来了极大方便而受到广大人们的欢迎。又因其有着广泛的应用,因此其发展前景可观。1.3 设计依据出于安全、方便等的要求,许多电子密码锁已经问世。例如磁卡锁、声控锁、指纹识别、IC卡识别等等。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效,且不能实现远程控制,只能适用于保密要求高且仅供个人使用的箱、柜、房间等。本系统是本着在不影响功能实现的前提条件下尽可能降低生产成本的宗旨,要求在学生已学过计算机控制技术等课程的基础上,以单片机为核心,采用红外遥控技术设计适
14、合家庭使用的具有本机开锁和遥控开锁的电子密码锁,并能基本达到设计要求。1.4 设计任务1.4.1 设计的主要内容及功能设计一个采用红外遥控的5位电子密码锁软硬件。具体功能如下：1能实现本机键盘开锁；2能实现遥控开锁；3能有效保护用户密码；4若密码意外泄漏,可及时修改密码；5密码输入错误能立即报警：当密码输入错误时,系统就会报警,由扬声器发出5秒报警声,当连续三次出现密码错误时,由扬声器发出1分钟报警声,此时必须按复位方可停止,且禁止密码输入1小时；6为防止长时间无效操作,采用90秒定时中断,清除所有显示输出,重新等待输入密码；7低功耗功能：当系统未使用时,处于休眠状态。1.4.2 技术指标遥控
15、距离8-10m 。第二章 方案设计2.1 设计思路本次设计一个红外电子遥控密码锁,主要分为遥控器部分和主机部分。当从遥控器输入密码时,键盘向单片机发送外部中断,单片机识别按键号码并且将其编码后通过红外发光二极管发送到主机接收部分。主机接收部分的红外接收器接收到红外信号,将其整理放大之后通过串行口向单片机发送串行口中断,单片机得到串行中断信号将其解码还原成发射前的信号,之后验证密码,判断开锁还是报警。主机接收部分通过键盘的外部中断得到密码信号,无需红外遥控发射,可直接验证密码。同时主机部分还有修改密码的功能,倘若密码泄露可以及时更改密码。红外遥控电子密码锁的工作原理图如图2.1所示：编码调制红外发射接收放大输入密码解调解码验证密码图2.1工作原理图2.2 系统结构 本次设计的红外遥控电子密码锁系统由遥控发射部分和主机接收部分组成。以两片AT89C51单片机为主要控制核心,结合矩阵键盘、液晶显示器、电磁锁、报警器以及红外发射器
