红外遥控密码锁的设计与实现

电子设计 中文核心期刊<微计算机信息》(嵌入式与SOC)2008年第24卷第2-2期曼!!!!!!蔓竺II曼!曼皇!鼍曼曼鼍曼寰鼍曼曼曼曼曼曼!曼曼曼曼皇曼!曼!!!!!皇皇曼!!鼍!曼富曼曼曼曼曼!曼曼!曼!曼!!!!!曼!曼皇曼!皇皇鼍曼!鼍曼兰皇皇!鼍曼鼍曼苎 文章编号：1008-0570(2008)02—2-0254-02 红外遥控密码锁的设计与实现 Infraredraytestinstrument。Sdesignandrealization (1．北京蜊i大学；2．防灾科技学嘲李芳1高焕芝2贺秀玲2刘庆杰2 LIFANGGAOHUANZHlHEXIULINLIUQINGJIE 摘要：本文主要介绍了基于AT89C51RC单片机的红外遥控密码锁的硬件及程序实现流程的具体设计。论文中给出了红外发 送器与红外接收器的设计电路以及电子密码锁的典型设计电路部分和具体应用方法，并且通过对红外线信号的发射和接收 的详细研究．设计出了一种对遥控信号进行准确译码方法和电路。 关键词：红外发送器红外接收器译码 中图分类号：TP368文献标识码：A Abstract：ThepapermainlyintroducesconcretedesignofthehardwareandprogramstepsofInfraredraytestinstrument’Sdesign andrealizationbasedonAT89C51RC．Inthepaper，wegiveoutthedesigncircuitofinfraredtransmitterandinfraredreceiverand thetypicaldesigncircuitofthesystem，andtheapplicationmethodaswell．Throughparticularlyresearchingthekeytechnologyof infraredsendandreceive，Idesignaprecisemethoddecodingthesignalsendbyinfraredcontrolleranditscircuit． Keywords：infraredtransmitter,infraredreceiver,decode 1引言 根据用户的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 和需要，主要为了解决当前市场上无遥控 密码锁的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ．以提高门禁系统的可靠性和安全性。适应市场 需要而设计的该红外红外遥控密码锁系统。该系统具有普通电 子密码锁功能的同时，还增加了遥控功能。该锁采用6位数作 为密码，总密码组有106组，完全满足用户对密码安全性高的 要求。该系统具有较强的实际应用价值．所涉及的技术包括：红 外载波数据传输技术、单片机控制技术、红外遥控系统编码及 译码技术、电路设计与演示板制作技术等。 2系统硬件设计与实现(单元电路设计) 2．1硬件结构图： 系统以单片机AT89C51RC为核心。系统结构框图如图1 所示。本系统的功能设计目标应该包括以下几个方面：红外发 射功能模块，红外线接收转换模块、单片机模块、蜂鸣器报警功 能模块、LED数码管显示模块、按键功能模块，开锁功能模块 等。下面详细介绍一下各单元的硬件电路和实现的功能。 图1红外遥控密码锁硬件结构图 2．1．1电源部分设计 李芳：助教 本系统的电源部分使用LM7805芯片进行稳压后提供单片 机5V的电压。其电源部分电路的设计如图2所示。 图2红外遥控密码电源部分的电路原理图 该电源部分电路．使用四个1N4004二极管构成整流桥，可 以输入直流或是交流9V电源，然后再通过7805稳定到5V供 单片机工作。固定式三端稳压电源7805是由输出脚Vo，输入 脚vi和接地脚GND组成。它的稳压值为+5V，它属于LM78XX 系列的稳压器。输入端接电容可以进一步的滤波，输出端也要 接电容可以改善负载的瞬间影响，电路的稳定性也比较好。 图3红外线接受部分 2。1．2红外接收头部分和LED显示部分设计 红外信号接收部分是使用KS38BL红外接收头实现的，其 一254—360元1年邮局订阅号：82-946 万方数据 电子设计 电路如图3所示。 图3是红外线遥控器信号接收头的简易电 态相互独立。通过自锁开关K可以选择当前工作状态，当K闭 路，它可接收载波频率从33—57KHz的遥控器信号。100f!电阻合时选择本机处理。断开时选择遥控处理。遥控处理部分只有 起到限流的作用，470uF电容滤波减少干扰。以逻辑笔接触红外开锁功能，所以设计相对简单，而本机处理部分可以实现开锁、 线接收模块的信号输出端(OUT)，便可以侦测当按下红外线遥设置和修改密码等所有的功能。 控器某一按键时，红外线数字信号的发射。若有发射红外线数 要完成本系统功能．首先要需要解决对红外信号的译码问 字信号则经过红外线接收模块取出数字信号数据，逻辑笔脉冲 题，并在存储式示波仪上观察其具体波形，这就要要求了解其 LED便会闪动。这样可以检测到当前有没有红外信号发射最简 编码规则。一般的编码发射的一帧码含有一个引导码。用户码 单的方法。 和键数据码。引导码由一个较长的载波波形和一段关断时间构 如图4所示，系统的显示是使用MAX7219实现的8位稳成，它作为随后发射的码的引导。用户码和键数据码是由逻辑 定静态显示，MAX7219是串行共阴极数码管动态扫描显示驱“0”和逻辑“l”组成的具有规定长度的字符串。 动芯片，仅使用3线串行接VI传送数据，可直接与单片机接口， 逻辑“0”和逻辑⋯1’是用高低电平的不同组合来表示的，那 用户还可以方便地修改其内部参数以实现多位LED显示，因么可以用单片机的两个定时计数器．对其高低电平进行计数， 此可以方便地使用单片机的串口送出显示数据，并且其占用的 具体是这样的：当单片机检测到第一个低电平，则定时计数器 时间少，方便编程及对信号的检测。 哟立即开始计数，等到检测到高电平出现，哟停止计数，Tl又 铷 塑单．粤 t锥6 厂—_1L勰 I嚣障 m ％ ∞ wO p 占 图4利用MAX7219设计显示部分 2．1．5密码存储部分的电路设计 为了保存用户设置的密码，该系统使用AT24C04用来保存 用户设置的密码。单片机AT89C51RC的P3．6接觚孔C04的 SCLK口作为它的串行移位时钟，AT89C51RC的P3．7接 A他4c04的SDA口作为它的串行数据或地址输入输出。该电 路要注意的是SCLK,SDA必须加上一上接电阻，阻值为10K。 用户设置的密码存放在AT24C04中．当需要更改或读取用户密 码时，只需对AT24C04里的数据更改或读取。由于主芯片 AT89C51RC没有12C总线，故本系统采用软件程序模拟12C总 线时序来完成AT89S51来与AT24C04的连接。 2．1．6报警电路设计 本系统设计时考虑到防盗而设计了报警电路．由蜂鸣器发 声进行报警，蜂鸣器接在CPU的引脚P0．4上，通过PNP型三 极管做电流放大，因此可以通过单片机控制蜂鸣器的频率及蜂 鸣时间。当输入错误的密码进行开锁时，系统会报警，由P0．4 I：1输出低电平使得PNP型三极管导通，蜂鸣器两端加电，由蜂 鸣器发出1秒的报警声，当连续三次出现密码错误时，则系统 会长时间报警。此举为了防止别人非法试探开锁。 2．1．7本机处理与遥控处理功能选择电路设计 本系统设计了一个自锁按键用来选择本机处理或者遥控 处理，在设置密码时一定要处于本机处理状态下，而开锁贝{j可 以选择遥控开锁也可以选择本机开锁，当此按键按下时，红灯 亮表示选择了本机处理，此时可以设置密码，修改密码，也可以 本机开锁．而不能遥控开锁：当此开关开没按下时，红灯灭选择 遥控开锁，此时可以通过遥控器输入密码进行开锁．在遥控开 锁时不能进行本机开锁以及设置密码。 3系统软件设计 本系统有遥控处理和本机处理两种工作状态，两种工作状 立即开始计数，在Tl计数的同时，对哟的计数保存，再次出现 低电平，Tl停止计数，rID又开始计数，在即计数的同时保存 T1的计数。这样就有了一组低和高的组合，通过判断这个组合 属于哪个范围即可译码“0”或者⋯1’．如此循环，直到译出所有 的位。这样我们就可以根据译码所得的值命令单片机系统去完 成相应的操作。要注意的是：只有键数据码参与解码．客户码是 事先油某公司或个人)规定好了的。 软件部分的设计基于汇编语言，采用模块化设计思想。以 主程序为核心设置了很多功能模块子程序，是大量的功能在子 程序中实现的主流程，如图5所示。 图5主 流程图 破产流程图 免费下载数据库流程图下载数据库流程图下载研究框架流程图下载流程图下载word 软件工作流程包括6个部分：系统的初始化、AT24C04的 读写操作、校对开锁、出错报警处理、对接收的信号进行译码。 初始化主要包括：MAX7219芯片、中断和定时器的初始化，以 及系统参数等的初始化；对AT24C04的读写操作主要完成对原 先密码进行更改或相关设置的目的，然后将更新后的密码保存 到其中。校对开锁是要对输入的密码和保存在存储器中的密码 相比较，相同着通过，否则要进入出错报警阶段。 吓转第253页) 万方数据 电子设计 6．2宏指令Ⅱ：接第255页) CL680的宏指令分为高优先级和低优先级两种，通过命令出错报警主要处理输入的密码和保存在AT24C04中密码不 ID的最高有效位区分(1为高优先级命令，0为低优先级命令)。同时要进行报警1秒钟，如果报警后再次输入密码后再次报 高优先级命令发出后被写入DRAM中一个称为高优先级命令警达到3次，即3次都输入的是错误密码，那么系统将长时 区的单独的缓冲区，一次只能写入一个高优先级命令，待本条 间报警并自锁一个小时。译码部分主要完成在遥控处理状态 命令执行完后，下一条高优先级命令才能被写入。低优先级命 下对遥控器所发出的信号进行解码．以得到相应到完成相应 令被写入后存在DRAM中的一个命令的先进先出(commandFI一 功能的码值。 FO)中，主控微处理器向命令先进先出中依次写入相应的低优先 级命令ID及命令参数，并维护命令先进先出的写指针，其读指 针则由CL680微码自动维护，只要先进先出不满且剩余空间大 于所要写入的低优先级命令大小就可以写入。这里要注意的 是，写高优先级命令时要先写人命令参数后写入命令ID．而写 低优先级命令则是先写命令ID后写命令参数。 7小结 本文中基于CL680的设计应用同样适用于其他对图像清 晰度要求不是很高的视频系统设计。CL680的集成度很高只需 要很少的外围电路，降低了硬件设计复杂程度及硬件成本：软 件上采用了宏指令也使得编程的工作量大大减少。 本系统已成功调试并能流畅解码播放MPEG一1数据和E． PROM中用户自定义的高分辨率静止图像。 本文作者创新点：本设计采用高集成度解码芯片c1680．将 MPEG-1格式视频应用于多终端多媒体点播系统，既满足系统 要求又在实际应用中有效节约了成本，实现了视频点播服务，具 有体积小，抗干扰能力强等优点，特别适用于车载多媒体领域。 项目产生经济效益约人民币100万元。 参考文献 【1]CL680VideoCDMPEG一1Audio／VideoDecoderUser’SManual C—CUBE1997 ～ 【2】郭晏强熊莉英用FPGA实现高冲击过程中的加速度数据回 收，【J]微计算机信息．2006，9-2：9—11 [3】薛春艳滕国库集成CAN控制器的T89C51CC01单片机的应 用设计《科技广场)2005年3期107—109 作者简介：迟书凯，男，1980年8月生，中国海洋大学工程学院 助理工程师，主要研究方向：智能仪器仪表、嵌入式技术；王建 国，男，1954年2月生，中国海洋大学工程学院教授、硕士生导 师，主要研究方向：智能仪器仪表、嵌入式技术。 Biography：ChiShukai，male，August，1980，assistantengineer ofEngineeringCollegeofOceanUniversityofChina，studyin intelligentinstrumentandembeddedtechnology．WangJianguo， male，February，1954，professorandmastertutorofEngineering CdlegeofOceanUniversityofChina，studyinintelligentinstru- mentandembeddedtechnology． (266100青岛中国海洋大学工程学院)迟书凯王建国魏志强 (EngineeringCollege。OceanUniversityof China。Qing- dao266071。China)ChiShuKaiWangJianGuo WeiZhiQiang 通讯地址：(266100山东省青岛市松岭路238号中国海洋大 学工程学院)迟书凯 (收稿日期：2007，11．13)(修稿臼期：2008．1．15) 4结论 本文的创新点在于本系统除了具有传统的固定键盘式电 子密码锁系统的功能外，也就是将操作键盘固定在锁具的面板 上，还增加了用遥控远端控制的功能，因此给人们带来很多便 利。这一点也正是作者开发和设计此系统的根本原因。在本系 统中．与以往的利用74LSl64芯片驱动数码管的显示不同，在 本系统中采用了更加强大的多功能串行LED显示驱动器 MAX7219来实现8位稳定的静态显示，只需要单片机的三个引 脚即可，可以更加方便地使用单片机的串13送出显示数据，并 且其占用的时间少，方便编程及对信号的检测，与此同时本系 统所设计的电源部分和解码译码部分经过反复的测试．证明了 电路有极高的稳定性和译码准确性、高效性。 参考文献 【1]林伸茂篇，(8051单片机彻底研究基础篇》，人民邮电出版 社，2003．7，24—153。 [2】赵广林，((Protel99SE电路设计与制作》，电子工业出版社， 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参考文献(6条) 1.林伸茂 8051单片机彻底研究基础篇 2003 2.赵广林 Protel 99SE电路设计与制作 2005 3.冯耀辉 PowerPCB 5.0入门与提高 2004 4.康华光 电子技术基础 2004 5.胡凯.张颖超 生化分析仪的设计及与PC机的通信[期刊论文]-微计算机信息 2006(10) 6.马鸿文 基于AT89C52单片机的自动存取柜的设计与实现[期刊论文]-微计算机信息 2006(2) 相似文献(2条) 1.期刊论文 李本富.LI Ben-fu 红外测码仪的设计与实现 -微计算机信息2008,24(17) 本文主要介绍了基于AT89C51RC单片机的红外测码仪的硬件及程序实现流程的具体设计.论文中给出了红外发送器与红外接收器的设计电路、系统的 典型设计电路部分和具体应用方法,并且通过对红外线信号的发射和接收的详细研究,设计出了一种对遥控信号进行准确译码方法和电路. 2.期刊论文 曾喆昭 红外遥控电子密码锁应用研究 -国外电子元器件2002(4) 详细介绍了红外发送密码芯片 CIPH210A与红外接收密码芯片 CIPH211A的功能、特性和使用方法,给出了红外发送器与红外接收器的设计电路以及由 其组成的电子密码锁的典型设计电路和具体应用方法 . 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_wjsjxx200805104.aspx 下载时间：2010年3月19日