红外遥控密码锁的设计.doc
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1、 毕业设计(论文) 论文题目 遥控密码锁的设计 姓 名 学 号 专业班级 所在学院 指导教师 完成时间 遥控密码锁的设计摘 要先前的锁具都是机械式的,可是由于时代的进步,机械式的锁具已经慢慢被淘汰,取而代之的是新一代的高科技锁具,具有密码功能的锁具。然而为了革新,同时也为了使锁具多样化,具有实用性,遥控密码锁便应运而生,这不仅是锁具的一个巨大变革,同时预示着人类生活已进入信息化时代。目前遥控密码锁分为两大类:一个是通过无线遥控来远程控制密码锁,另一类是通过红外遥控来远程控制密码锁,这两类密码锁的设计一方面满足了人们对于安全的需求,所以目前很多都用到了遥控密码锁作为门锁、仓库锁,和一些安保行业的
2、锁具。另一方面通过远程控制可以让人们不用到达一个地方就可以实现开锁,这一方面主要都是运用到一些像化学行业因为短时间没有安全措施,但是无法到达并且需要打开某一些门或者机关类的锁具。由此,遥控密码锁在人类生活中产生了巨大的作用,而红外遥控密码锁更优于无线遥控密码锁,作为成本相对较低,而且不容易受到干扰而被人们喜爱。关键词:单片机 红外遥控 红外接收 密码锁Design of intelligent electronic lighting device henhouseAbstractPrevious locks are mechanical, but due to the progress of
3、The Times, mechanical lock has gradually be eliminated, replaced by a new generation of high-tech lock, which has the function of the password lock. To innovation, however, at the same time in order to make the diversification of locks, practical, remote control combination lock then arises at the h
4、istoric moment, it is not only the lock of a huge change, at the same time indicates the human life has entered the information era.Current remote control combination lock is divided into two categories: one is through the wireless remote control remote control combination lock, another kind is thro
5、ugh the infrared remote control remote control combination lock, these two kinds of combination lock design on the one hand, meet the needs of the people for safety, so now many are used to remote control combination lock as the lock, lock warehouse, and some of the security industry locks. , on the
6、 other hand through the remote control can make people dont have to reach a place can be achieved the lock, which are mainly applied to some short time no security measures like chemical industry, but cannot reach and need to open some classes or authority locks the door. Thus, remote control combin
7、ation lock has a huge role in human life, and the infrared remote control combination lock is more better than that of the wireless remote control combination lock, as the cost is relatively low, and not susceptible to interference and loved by people.Keywords: MCU infrared remote control infrared r
8、eceiving combination lock目 录1 绪论11.1 项目背景11.2 项目的主要任务11.3 国内外研究现状11.4 项目设计功能22 硬件电路设计32.1 系统硬件原理图32.2 单片机系统32.2.1 主要特性42.2.2 管脚说明42.2.3 振荡器特性62.2.4 芯片擦除62.2.5 复位电路62.2.6 振荡电路72.3 红外接收电路72.4 矩阵键盘82.4.1 矩阵键盘原理82.4.2 矩阵键盘按键识别方法92.5 显示电路92.5.1 LCD1602引脚连接92.5.2 指令集112.6 开锁电路122.6.1 电磁继电器的工作原理和特性132.6.2
9、电磁式继电器的主要参数132.7 报警电路133 软件设计143.1 主机接收部分程序设计143.1.1 主程序设计143.1.2 中断服务程序143.1.3 解码子程序163.1.4 密码识别子程序173.1.5 显示子程序183.1.6 报警子程序193.1.7 修改密码子程序204 实物展示22参考文献25附录26致 谢47 1 绪论1.1 项目背景现代社会频频发生一些盗窃事件,主要原因是传统的机械锁具制作工艺落后、结构简单,无法阻止技术手段的破坏。出现这种现状,代表着新时代锁具需要革命。20世纪70年代,随着微电子技术应用的发展,出现了磁控锁、声控锁、超声波锁、红外线锁、电磁波锁、电子
10、卡片锁、视网膜锁、遥控锁等等这些比较常用的锁具。这些锁具代替了机械锁安全的落后。但这类产品的主要特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效的情况,而且不能实现远程控制,只能适用于保密要求高并且仅仅只能供个人使用1。随着科学技术的进步和社会经济的发展,电子密码锁取代传统的机械锁已成为必然的趋势。以往基于单片机的密码锁系统,直接将编好的密码程序存储在片内EPROM中,但不易实现密码的修改;如要完成修改密码功能,多采用片外串行E2PROM实现。本文研究并设计的一种基于单片机的红外遥控电子密码锁2,不但具有普通密码锁智能控制上锁、开锁、报警等特点,而且在不扩展E2PROM的情况下,可以实现8位密码任意修改的
11、功能,节省了硬件资源,减小了系统体积,这是本设计的一个创新点,也是一个突破点。另外还增加了遥控开锁的特点。所以该系统不但成本低、保密性强,更适用于那些正常人体不宜接近的特殊场合,比如高辐射区、高传染区等。1.2 项目的主要任务目前,各地的盗窃案频发,这已经影响的居民日常生活,同时也给居民带来了很多心理上的伤害,目前简单机械类的锁具已经无法保证居民财产的安全性,所以需要一场关于锁具的革新。以目前来讲,遥控密码锁作为现在人身财产安全的保障!所以此项目的主要任务是是帮助人们提高安全的意识,同时也却帮人们有效的防止盗窃。1.3 国内外研究现状目前国内外密码锁系统的主要发展方向是:接触式密码锁系统、非接
12、触式密码锁系统、智能识别密码锁系统;但是他们都存在着不同的缺点。红外遥控密码锁系统的成本与接触式密码锁系统相当,而且可以进行近距离遥控,使用十分方便。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,增加遥控功能,提高信号传输的抗干扰性,减少错误动作,而且功率消耗也比较低低;红外线不会向室外泄露,不会产生信号串扰;反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。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。所以红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段3。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
13、机、电视机、车载影音导航系统等被广泛的应用4。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5。又因其有着广泛的应用,因此其发展前景可观6。1.4 项目设计功能 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
14、;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,显示器就会提示剩余输入次数,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。2 硬件电路设计遥控发射部分和主机接收部分作为红外遥控电子密码锁硬件系统两个独立的板块,每个板块都是由不同电路模块构成。系统实现开锁、出错提示及剩余出错次数、超次长鸣、修改用户密码等基本功能,并且能实现远程红外遥控、本
15、机键盘开锁、声光提示、清除显示输出等功能7。2.1 系统硬件原理图主机接收部分由51单片机、红外接收电路、振荡电路、矩阵键盘、复位电路、显示模块、开锁电路、电源电路组成。其硬件电路原理图如图2-1所示: 图2-1 主机接收部分硬件电路图2.2 单片机系统本次设计的主控制芯片采用ATMEL公司的AT89S52单片机。AT89S52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89S52是一种高效微控制器。而且该系列单片机与51系列单片机的引脚功能兼容,使用起来非常方便,广泛引用于计算
16、机外部设备、工业生产实时控制、仪器仪表、通信设备、家用电器和宇航设备等各个领域。为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案7。AT89S52单片机引脚图如图2-2所示: 图2-2 引脚图2.2.1 主要特性和MCS-51 兼容4K字节可编程闪烁存储器数据保留时间:10年寿命:1000写/擦循环片内振荡器和时钟电路 全静态工作:0Hz-24Hz三级程序存储器锁定32可编程I/O线5个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式128*8位内部RAM两个16位定时器/计数器2.2.2 管脚说明VCC:供电电压。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电
17、流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管
18、脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口同时
19、为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST:复位输入。当复位器件时,保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置
20、位无效。/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。2.2.3 振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入
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