红外遥控密码锁设计与制作
摘 要本课题利用单片机控制原理设计了一种红外遥控锁系统，它由主控电路、报警电路、键盘电路、显示电路等组成。具有密码输入、密码判断、密码保存、错误报警等功能。在软件设计中，本文采用C语言编写。红外遥控的特点是不影响周围环境，不干扰其他电气设备。由于红外线波长很短，它不能穿透墙壁和其他障碍物，因此红外遥控器适用于家用电器和室内近程遥控应用（小于10米）不同房间的家用电器可以使用通用遥控器而不相互干扰。它方便了日常生活和工作，如车库，门，电视，空调等场所。在工业设备中，在高压、辐射、有毒气体和粉尘的环境下，红外遥控不仅是完全可靠的，而且可以有效地隔离电气干扰。因此，红外密码锁具有更高的安全性和便利性。
目录
一、 引言 1
（一） 红外密码锁的发展背景及发展现状 1
（二） 主要内容 1
二、 红外遥控密码锁方案设计 1
（一） 方案框图设计 1
（二） 功能设计 2
三、 系统硬件设计 2
（一） 主控电路设计 2
（二） 遥控电路设计 3
（三） 密码保存电路设计 4
（四） 报警电路设计 5
（五） 锁阀驱动电路设计 6
（六） 参数显示电路设计 7
（七） 键盘电路设计 8
四、 系统软件设计 9
（一） 红外密码锁的主程序流程设计 9
（二） LCD1602液晶屏驱动流程设计 10
（三） 报警驱动流程设计 10
（四） 继电器驱动流程设计 11
五、 实物安装与调试 12
（一） 实物安装 12
（二） 调试数据 13
总结与展望 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 程序 19
引言
红外密码锁的发展背景及发展现状
红外遥控是一种无线和非接触控制技术。它具有抗干扰能力强、信息传输可靠、功耗低、成本低、易于实现等优点。它被许多电子设备，特别是家用电器所广泛使用，并越来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
越多地应用于计算机和移动电话系统。它还实现了随机修改密码，节省硬件资源，减少系统体积的功能，这是本设计的创新之处。所谓的集成数字芯片类就是指在红外遥控密码锁控制系统里面的电路板上，主要的电子元件以集成逻辑芯片居多，因为单片数字集成芯片能够独立完成许多功能比较繁复的工作，因此看不到一些传统的模拟逻辑门电路，所以电路板整体形式非常整齐，每个模块的功能划分很明确。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，适用于车库、车门。它更适用于工业设备。红外遥控不仅可靠，而且有效地隔离了高压、辐射、有毒气体和灰尘等正常人无法接近的情况下的电干扰。但较早期的红外遥控密码锁控制系统已经不能满足当前人们对它的多功能和高性能的指标要求，因此对于新型系统的需求量正在不断上升，这也是国际上的专家学者当前主要的研究目标。
主要内容
本次毕业论文配置了一款可以对参数的清晰显示、蜂鸣式报警、继电器控制、掉电保存和遥控功能的红外遥控密码锁控制系统，在设计内容上，下列为本系统所要完成的任务。
1.设计参数显示电路，通过对LCD1602液晶屏的驱动，将待显示的参数通过单片机送入液晶屏；
2.设计有源蜂鸣器电路，实现对红外遥控密码锁系统的报警功能；
3.设计继电器电路，并通过MOS管对继电器进行驱动；
4.设计AT24C02芯片电路，通过单片机的驱动，实现数据的掉电保存功能；
5.配置红外遥控器以及红外接收器电路，通过HX1838红外一体接收头对遥控器发射的红外信号指令进行接收。
红外遥控密码锁方案设计
方案框图设计
该红外遥控密码锁控制系统的设计方案为：以AT89C51最小系统电路作为控制核心，实现了对LCD1602显示电路、报警电路、AT24C02型EEPROM电路设计等必要模块的操控。
键盘电路用于实现密码的输入；遥控电路用于接收遥控器发来的红外信号和发送密码；密码保存电路用于保存密码；参数显示电路用于实现参数的显示；锁阀驱动电路用于控制锁阀的开关。方案框图如图1所示。
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图1 硬件原理框图
功能设计
1.使用AT89C51单片机作为主控芯片，结合其他模块构建一个51单片机最小系统，实现一款电子密码锁控制系统；
2.系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功耗；
3.具有通过输入密码来实现开锁的功能；
4.密码宽度为8位，由阿拉伯数字和字母ABCD组成；
5.密码输入方式有键盘输入和红外遥控输入两种方式；
6.具有密码修改功能；
7.具有输入密码错误三次启动声报警的功能；
8.具有手动闭锁功能。
系统硬件设计
主控电路设计
单片机简介
图2为该红外遥控密码锁控制系统所使用的AT89C51芯片外形图，具有4k字节的FLASH和128字节的RAM，AT89C51的外围电路配置不是很丰富，经常应用的A/D模块、数模转换模块、IIC接口或SPI接口都没有获得硬件集成，因此这次论文在应用时所需要自己进行硬件扩充或通过软件方式模拟实现。
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图2 单片机芯片
最小系统电路设计
在红外遥控密码锁系统进入工作状态之后，RST管脚的电平将由电容和电阻分压后被限制为低电平，而当复位按键按下后电容被短路，RST管脚电平立即跳变到VCC高电平，RST管脚在接收到两个机器周期以上的高电平后将发生复位。如图3所示，将一片10k电阻和一片10uF电容连接，并且把按键并联在电容两端，依照图中供电方式进行电源供电之后，即可完成复位电路的设计。
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图3 复位电路
将晶振两端各相连一个20~30pF的电容。时钟电路如图4所示，将两个30pF电容分别连接在一个12M晶振两端，而且把晶振两个管脚分别连接在主控处理器的XTAL1和XTAL2两个引脚，通过这种连接将为单片机提供时钟信号。
/
图4 时钟电路
遥控电路设计
红外遥控模块简介
为了实现对红外信号的接收并转换数字电压信号，需要在硬件电路中配置HX1838红外一体接收电路，从而接收红外遥控器发来的红外线遥控数据。图5中的电子元件即为HX1838红外一体接收头，它含有单总线驱动的功能，在控制原理上，单片机通过NEC协议对红外遥控发来的数据进行解码并获取按键值，随后执行相应处理。
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图5 红外遥控发射与接收模块
HX1838红外接收电路设计
图6所示为红外遥控发射与接收模块电路图，将DC5V的电压施加到元器件的VCC管脚，将GND管脚接地，HX1838红外一体接收头的电路设计由其OUT管脚和单片机的P3.2管脚构成，由于单片机需要通过外部管脚中断服务功能才能够对红外信号的NEC协议进行解码，因此须连接到P3.2管脚。在供电方面，红外一体接收头采用+5V直流电压进行供电，本系统将+5V电压直接连接到其VCC管脚即可。
目录
一、 引言 1
（一） 红外密码锁的发展背景及发展现状 1
（二） 主要内容 1
二、 红外遥控密码锁方案设计 1
（一） 方案框图设计 1
（二） 功能设计 2
三、 系统硬件设计 2
（一） 主控电路设计 2
（二） 遥控电路设计 3
（三） 密码保存电路设计 4
（四） 报警电路设计 5
（五） 锁阀驱动电路设计 6
（六） 参数显示电路设计 7
（七） 键盘电路设计 8
四、 系统软件设计 9
（一） 红外密码锁的主程序流程设计 9
（二） LCD1602液晶屏驱动流程设计 10
（三） 报警驱动流程设计 10
（四） 继电器驱动流程设计 11
五、 实物安装与调试 12
（一） 实物安装 12
（二） 调试数据 13
总结与展望 14
参考文献 15
致 谢 16
附录一 原理图 17
附录二 PCB图 18
附录三 程序 19
引言
红外密码锁的发展背景及发展现状
红外遥控是一种无线和非接触控制技术。它具有抗干扰能力强、信息传输可靠、功耗低、成本低、易于实现等优点。它被许多电子设备，特别是家用电器所广泛使用，并越来 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
越多地应用于计算机和移动电话系统。它还实现了随机修改密码，节省硬件资源，减少系统体积的功能，这是本设计的创新之处。所谓的集成数字芯片类就是指在红外遥控密码锁控制系统里面的电路板上，主要的电子元件以集成逻辑芯片居多，因为单片数字集成芯片能够独立完成许多功能比较繁复的工作，因此看不到一些传统的模拟逻辑门电路，所以电路板整体形式非常整齐，每个模块的功能划分很明确。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，适用于车库、车门。它更适用于工业设备。红外遥控不仅可靠，而且有效地隔离了高压、辐射、有毒气体和灰尘等正常人无法接近的情况下的电干扰。但较早期的红外遥控密码锁控制系统已经不能满足当前人们对它的多功能和高性能的指标要求，因此对于新型系统的需求量正在不断上升，这也是国际上的专家学者当前主要的研究目标。
主要内容
本次毕业论文配置了一款可以对参数的清晰显示、蜂鸣式报警、继电器控制、掉电保存和遥控功能的红外遥控密码锁控制系统，在设计内容上，下列为本系统所要完成的任务。
1.设计参数显示电路，通过对LCD1602液晶屏的驱动，将待显示的参数通过单片机送入液晶屏；
2.设计有源蜂鸣器电路，实现对红外遥控密码锁系统的报警功能；
3.设计继电器电路，并通过MOS管对继电器进行驱动；
4.设计AT24C02芯片电路，通过单片机的驱动，实现数据的掉电保存功能；
5.配置红外遥控器以及红外接收器电路，通过HX1838红外一体接收头对遥控器发射的红外信号指令进行接收。
红外遥控密码锁方案设计
方案框图设计
该红外遥控密码锁控制系统的设计方案为：以AT89C51最小系统电路作为控制核心，实现了对LCD1602显示电路、报警电路、AT24C02型EEPROM电路设计等必要模块的操控。
键盘电路用于实现密码的输入；遥控电路用于接收遥控器发来的红外信号和发送密码；密码保存电路用于保存密码；参数显示电路用于实现参数的显示；锁阀驱动电路用于控制锁阀的开关。方案框图如图1所示。
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图1 硬件原理框图
功能设计
1.使用AT89C51单片机作为主控芯片，结合其他模块构建一个51单片机最小系统，实现一款电子密码锁控制系统；
2.系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功耗；
3.具有通过输入密码来实现开锁的功能；
4.密码宽度为8位，由阿拉伯数字和字母ABCD组成；
5.密码输入方式有键盘输入和红外遥控输入两种方式；
6.具有密码修改功能；
7.具有输入密码错误三次启动声报警的功能；
8.具有手动闭锁功能。
系统硬件设计
主控电路设计
单片机简介
图2为该红外遥控密码锁控制系统所使用的AT89C51芯片外形图，具有4k字节的FLASH和128字节的RAM，AT89C51的外围电路配置不是很丰富，经常应用的A/D模块、数模转换模块、IIC接口或SPI接口都没有获得硬件集成，因此这次论文在应用时所需要自己进行硬件扩充或通过软件方式模拟实现。
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图2 单片机芯片
最小系统电路设计
在红外遥控密码锁系统进入工作状态之后，RST管脚的电平将由电容和电阻分压后被限制为低电平，而当复位按键按下后电容被短路，RST管脚电平立即跳变到VCC高电平，RST管脚在接收到两个机器周期以上的高电平后将发生复位。如图3所示，将一片10k电阻和一片10uF电容连接，并且把按键并联在电容两端，依照图中供电方式进行电源供电之后，即可完成复位电路的设计。
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图3 复位电路
将晶振两端各相连一个20~30pF的电容。时钟电路如图4所示，将两个30pF电容分别连接在一个12M晶振两端，而且把晶振两个管脚分别连接在主控处理器的XTAL1和XTAL2两个引脚，通过这种连接将为单片机提供时钟信号。
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图4 时钟电路
遥控电路设计
红外遥控模块简介
为了实现对红外信号的接收并转换数字电压信号，需要在硬件电路中配置HX1838红外一体接收电路，从而接收红外遥控器发来的红外线遥控数据。图5中的电子元件即为HX1838红外一体接收头，它含有单总线驱动的功能，在控制原理上，单片机通过NEC协议对红外遥控发来的数据进行解码并获取按键值，随后执行相应处理。
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图5 红外遥控发射与接收模块
HX1838红外接收电路设计
图6所示为红外遥控发射与接收模块电路图，将DC5V的电压施加到元器件的VCC管脚，将GND管脚接地，HX1838红外一体接收头的电路设计由其OUT管脚和单片机的P3.2管脚构成，由于单片机需要通过外部管脚中断服务功能才能够对红外信号的NEC协议进行解码，因此须连接到P3.2管脚。在供电方面，红外一体接收头采用+5V直流电压进行供电，本系统将+5V电压直接连接到其VCC管脚即可。
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