课程设计红外遥控电子密码锁的设计与实现Word文件下载.docx

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遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理，我们使用的超薄型红外线遥控器使用的就是6121编码。

当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。

这种遥控码具有以下特征：

采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；

以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，

其波形如图7所示。

图表7

上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。

然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。

UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰，如我们可以同时使用电视机、机顶盒、功放等遥控器，但它们不会产生误触发。

该芯片的用户识别码固定为十六进制01H；

后16位为8位操作码（功能码）及其反码。

UPD6121G最多额128种不同组合的编码。

遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。

一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，

图表8发射波形图

当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。

如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。

代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向）

1）位定义

图表9

2）单发代码格式

图表10

3）连发代码格式

图表11

2.2.2电路实现

一体化的红外接收装置将遥控信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识别的TTL信号，这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。

在本系统中我们采用红外一体化接收头HS0038，外观图如图所示。

图表12

HS0038黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽，功耗低，灵敏度高。

在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。

它能与TTL、COMS电路兼容。

HS0038为直立侧面收光型。

它接收红外信号频率为38kHz,周期约26μs，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL电平的编码信号。

三个管脚分别是地、＋5V电源、解调信号输出端。

利用外部中0断进行数据的接收。

图表13HS0038硬件结构

2.3矩阵键盘模块

将12个按键分为4排3列排列好，如图：

矩阵键盘硬件结构。

当有一个键按下时，通过某一边引脚赋低电平，扫描全部引脚看是否与最初的赋值一样，不一样则根据相应的算法（通过改变后的值与初始值相或，根据结果赋值）确定是哪个键按下。

图表14矩阵键盘硬件结构

2.4显示模块

2.4.1LCD12864介绍

LCD12864分为带字库和不带字库两种，带字库的在显示文本时更方便，不带字库的在显示图像时更有优势。

本系统采用带字库的LCD12864，采用标准的20脚接口，各引脚接口说明如表所示:

编号符号引脚说明编号符号引脚说明

1VSS电源地11D4数据

2VDD电源正极12D5数据

3V0对比度亮度调整13D6数据

4RS数据/命令选择14D7数据

5R/W读/写选择15PSB串行通信选择端

6E使能信号16NC空脚

7D0数据17RET复位

8D1数据18VOUTLCD驱动负电压

9D2数据19LED+背光电源正极

10D3数据20LED-背光电源地

2.4.2LCD12864电路图：

图表15LCD12864硬件结构

2.5蜂鸣器模块

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。

蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。

有源蜂鸣器直接接上额定电源（新的蜂鸣器在标签上都有注明）就可连续发声;

而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声。

本系统采用无源蜂鸣器，控制更简单。

蜂鸣器硬件如下图：

图表16

2.6单片机最小系统模块

2.6.1单片机最小系统电路图：

图表17最小系统

3

软件设计

3.1程序流程图

3.1.1主程序流程图

图表18主程序流程图

3.1.2

键值判断流程图

图表19键值判断流程图

3.1.3

开锁流程图

图表20开锁程序流程图

3.1.4

密码修改流程图

图表21密码修改流程图

3.1.5

红外接收流程图

图表22红外接收流程图

3.1.6

按键扫瞄流程图

图表23按键扫描流程图

3.2程序设计（见附录二）

4

总结：

本设计不但很好的满足了题目的要求，即终端能够接收红外遥控发射板发射的红外信号（密码）并能与已存密码作对比，而且能够在液晶上显示操作结果，还增加了取消这一功能，从而完成了红外遥控电子密码锁的要求。

但一开始并不是这么顺利，最先将程序下载到机子里面，键盘不能工作，后经查发现键盘程序没有运行。

改过来后又发现多了一个键，没有用处，经讨论将多的键设为取消键。

原来设计的电源是直接用USB从电脑上引出来，后来在此解读题目时发现不能满足题目要求，所以添加了一个用7805稳压的小模块。

美中不足的是此设计红外遥控的距离并不太理想（一米多一点），而且取消功能并不是想象的能够取消前面自己不想要的内容，而是返回主菜单。

但这些不足并不能抵消此设计带来的好处。

5

参考文献：

侯璐《黑龙江大学学生学术科技创新项目申请书》

甄盈盈《红外遥控密码锁的设计与实现》

《撰写电子设计竞赛报告参考格式》

《第7章电子设计竞赛设计总结报告写作》

在此感谢以上作者、作品。

但由于部分原因没有完全列举出作者姓名或作品完整，望谅解。

6

附录一

6.1整体电路结构：

图表24总电路图

6.2PCB图：

图表25pcb电路图

7附录二

7.1AT24C02模块

#include"

common.h"

sbitWP=P1^0;

sbitSCL=P1^1;

sbitSDA=P1^2;

voidDelay_US（void）

{

;

;

}

voidDelay_10MS（void）

uchari=0;

ucharj=0;

for（i=50;

i>

0;

i--）

{

for（j=200;

j>

j--）;

}

voidAT24C08_unprotect（）

WP=0;

voidAT24C02_Start（void）//开始总线

SDA=1;

SCL=1;

Delay_US（）;

SDA=0;

voidAT24C02_Stop（void）//停止总线

voidAT24C02_Ack（void）//ACK信号

//等待从机回应

while（（SDA==1）&

&

（i<

200））//等侍ACK信号

i++;

SCL=0;

voidAT24C02_NOAck（void）//NOACK

//主机发送给从机

voidAT24C02_Write_Byte（ucharValue）//写8位数据到总线

for（i=0;

i<

8;

i++）

SCL=0;

SDA=Value&

0x80;

//10000000

Delay_US（）;

SCL=1;

Value<

<

=1;

ucharAT24C02_Read_Byte（void）//读8位数据

ucharValue=0;

//低电平数据可以变化

for（i=0;

i<

i++）

//高电平状态读数据

if（SDA）

{

Value|=0x80>

>

i;

//先读高位数据

}

returnValue;

voidAT24C02_Write（ucharAddress,ucharValue）

AT24C02_Start（）;

//起始条件

AT24C02_Write_Byte（0xA0）;

//器件地址10100000//写

AT24C02_Ack（）;

//等从机应答

AT24C02_Write_Byte（Address）;

//1024字节，其中一个字节操作25

AT24C02_Write_Byte（Value）;

//0x15

//

AT24C02_Stop（）;

Delay_10MS（）;

ucharAT24C02_Read（ucharAddress）

//开始总线

//10100000

//读数据的地址;

//25

//再次开始

AT24C02_Write_Byte（0xA1）;

//10100001

Value=AT24C02_Read_Byte（）;

AT24C02_NOAck（）;

//主机发送给从机无应答

7.2红外通信模块

sbitbeer=P0^4;

sbitRED_DATA=P3^2;

//红外接口

//ucharRED_ADD=0;

//红外遥控的地址

ucharRED_add=255;

//红外遥控的地址缓存区

ucharRED_key=255;

//红外摇控的键值,无键按下时为255

//红外初始化

voidInit_Red（void）

RED_DATA=1;

//P3^2输出高电平

EX0=1;

//开启红外中断P3^2

//检测脉冲宽度

ucharRed_check（void）

uchart=0;

uchara=0;

while（RED_DATA）

{

t++;

for（a=0;

a<

4;

a++）;

//

if（t==250）

returnt;

//超时溢出

}

returnt;

}

voidexter0（）interrupt0

{

ucharres=0;

ucharaa=0;

bitOK=0;

bitRODATA=0;

while

（1）

{

if（RED_DATA）//有高脉冲出现

res=Red_check（）;

//获得此次高脉冲宽度

if（res==250）

break;

//非有用信号

if（res>

=200&

res<

250）

{

OK=1;

//获得前导位（4.5ms）

elseif（res>

=70&

100）//如果是宽脉冲，则RODATA＝1

aa++;

RODATA=1;

//1.69ms

elseif（res>

=10&

50）//如果是窄脉冲，则RODATA＝0

RODATA=0;

//500us

//前1-8位是遥控器地址码，9-16位是地址反码，17-24是键值码，25-32是是键值反码

//获取正码

if（OK&

（aa>

=0）&

（aa<

8））

RED_add<

=1;

RED_add=RED_add+（uchar）RODATA;

=17）&

25））

RED_key<

RED_key=RED_key+（uchar）RODATA;

}

if（aa==32&

RED_add==0）

KEY_main=Red_change（RED_key）;

break;

//把红外数据进行转换

ucharRed_change（ucharrednum）

switch（rednum）

case16:

return0;

case48:

return1;

case176:

return2;

case112:

return3;

case8:

return4;

case136:

return5;

case72:

return6;

case40:

return7;

case168:

return8;

case104:

return9;

case0:

return10;

//电源开关

case32:

return11;

//EQ

case144:

return12;

//快退

case80:

return13;

//快进

case160:

return14;

//声音减

case96:

return15;

//声音加

case128:

return16;

//CH-

case64:

return17;

//CH+

default:

return255;

7.3矩阵键盘模块

#defineKEYP2

voidKey（void）

uchark=0;

KEY=0x0F;

i=KEY;

if（i!

=0x0F）

uintl=0;

Delay（1000）;

KEY=0x0F;

i=KEY;

if（i!

KEY=0x0F;

i=KEY;

KEY=0xF0;

j=KEY;

k=i|j;

KEY_change（k）;

while（KEY!

=0xf0&

l<

2000）

{

KEY=0xf0;

l++;

}

voidKEY_change（uchari）

switch（i）

case0xED:

{KEY_main=1;

case0xDD:

{KEY_main=2;

case0xBD:

{KEY_main=3;

case0xEB:

{KEY_main=4;

case0xDB:

{KEY_main=5;

case0xBB:

{KEY_main=6;

case0xE7:

{KEY_main=7;

case0xD7:

{KEY_main=8;

case0xB7:

{KEY_main=9;

case0xEE:

{KEY_main=10;

case0xDE:

{KEY_main=0;

case0xBE:

{KEY_main=11;

default:

break;

voidDelay（unsignedinti）

while（--i）;

voidINIT_TIME_0（）

TMOD=0X00;

TH0=0X0E;

TL0=0;

ET0=1;

TR0=1;

voidKEY_TIME_0（）interrupt1using0

Key（）;

7.4LCD12864显示

sbitCS=P0^3;

sbitSID=P0^2;

sbitCLK=P0^1;

sbitRESET=P0^0;

#definelcdcom_w0xf8

#definelcdcom_r0xfc

#definelcddata_w0xfa

#definelcddata_r0xfd

//汉字地址表

ucharcodeaddr_tab[]={//便于根据汉字坐标求出地址

0x80,0x81,0x82,0x83,0x84,0x85,0x86,0x87,//第一行汉字位置

0x90,0x91,0x92,0x93,0x94,0x95,0x96,0x97,//第二行汉字位置

0x88,0x89,0x8a,0x8b,0x8c,0x8d,0x8e,0x8f,//第三行汉字位置

0x98,0x99,0x9a,0x9b,0x9c,0x9d,0x9e,0x9f,//第四行汉字位置

};

//*****************************************************

//函数名：

voidDelay_LCD（void）

//功能：

5ms延时

//****************************************************/

voidDelayms（uintt）//约延时ms

{uinti;

while（t--）{for（i=0;

i<

125;

i++）;

}}

voidLCD_SendByt