无线遥控密码锁的研究与设计
无线遥控密码锁的研究与设计[20200406140605]
摘要
本课题就是红外遥控密码锁。它是通过红外光信号来传递信息。红外遥控器发送按键信息，单片机接收并处理，控制密码锁的开和关，同时按要求在显示器上显示相对应的内容。当然，该锁还包含键盘部分，是为了方便人们修改设置的密码，还有设置需要的初始密码。键盘上有四个特殊定义的按键：确认、设置初始密码、修改密码、清除。它们的作用是满足人们对密码锁按需掌控的需求。本设计主要包含四个硬件部分，包括红外遥控电路、密码存储器电路、数码管电路、键盘电路等电路，软件程序通过在Keil软件上编写，调试，产生HEX文件，并通过Protues的仿真，来修改完善程序。最后将改好的程序烧入硬件电路中调试，查看是否能运行，是否能够满足设计任务提出的要求。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:单片机红外线遥控密码锁
目录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2研究现状和发展趋势 1
1.3本文的主要内容和章节安排 2
第二章 系统设计方案 3
2.1设计任务 3
2.2 系统实现的主要功能 3
2.3系统结构与模块 3
2.3.1红外接收模块 4
2.3.2复位和晶振模块 4
2.3.3键盘扫描模块 4
2.3.4数码管显示模块 4
2.3.5存储模块 5
2.3.6报警器和指示灯模块 5
第三章硬件模块设计 6
3.1单片机控制模块 6
3.2红外遥控模块 7
3.2.1红外通信原理 7
3.2.2红外遥控系统结构 7
3.2.3红外编码格式 7
3.2.4红外接收头 10
3.3单片机键盘模块 10
4.4数码管显示模块 11
3.5密码存储模块 11
3.5.1 AT24C02 12
第四章软件模块设计 15
4.1红外接收模块设计 15
4.2键盘按键模块设计 16
4.3密码存储模块设计 17
4.4 数码管显示模块设计 19
第五章 综合仿真调试 20
第六章 总结 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪论
1.1课题背景
锁具在人们的日常生活中随处可见，门上，柜子上，车上等等。锁具因其安全性，可靠性，方便性，受到人们的广泛使用。
其实，中国古代早在出现了锁具，从木锁到铁锁、铜锁等，但总的来说当时的锁具结构相对简单，也很容易破解开锁，其安全性，可靠性不是很高。在19世纪中叶，美国人发明了弹子锁。它是采用圆柱销锁的较为复杂结构，而且结构可以变化，破解不易，安全性和可靠性大大提高，所以广受人们的使用，因而该锁成为了世界上使用最为普遍的锁。
随着人们生活的改善，人们对锁具提出了更高的要求，安全性更好，可靠性更优，便捷性更好，因而新的锁具不断出现。随着科学技术的高速发展，尤其是微电子等电子领域取得的巨大进步，我们所用的锁具已经发生了巨大的革新和变化。在20世纪70年代后，相继出现了新型的锁具，包括红外线锁、电磁波锁等无线操作锁具，还有指纹锁、视网膜锁等可以识别生物特有信息的锁具。这些锁具都是微电子与机械的完美结合。相较于传统的锁具，这些电子锁具的性能更好，安全性更高，包含很多的优点，包括：1、保密性好，编码量多。2、密码可变，更安全。3、误码输入保护。4、操作简单，一学即会。5、干扰码功能。6、安保功能。7、外部显示功能等。 这些伴随这科技进步出现的新式锁具，大大改善了人们的生活的安全性，便捷性，满足了人们对锁具提出的更高要求。
1.2研究现状和发展趋势
现在人们的日常生活中出现最多的锁具依然是弹子锁。其钥匙很容易丢掉，配锁的时间长，过程复杂，而且弹子锁是机械结构，加工精度要求高，成本也高，长时间使用容易磨损，放置长时间不用，经常出现开不了锁。这些缺点使得人们追求更好的，更方便的，更安全的锁具。因此，用密码代替钥匙的电子密码锁就出现了。早起的电子密码锁使用的电子元件较少，而且结构简单，虽然保密性不错，但仍存在许多隐患。当前的科技快速发展，特别是电子元件的微小化，新的锁具也在不断涌现。由以前的简单密码输入到现在的无线输入、生物信息识别、语音识别等，这些电子密码锁特点鲜明，例如无线遥控，使得人们避免直接接触锁具，减少锁具的磨损，延长锁具的寿命；生物识别技术使得锁具只能识别特定的人或物，只有识别正确才开锁，否则不予响应甚至报警，这极大的提高了素具锁具的安全性；语音识别技术让锁具能够“听”懂人们的声音，通过辨别声音实现了开关锁的便捷操作。这些电子密码锁通过这些结束手段来获取每个人特有的生物信息，使得锁具的保密性得到空前的提高，同时极大地便捷性让人们的生活更加方便。因此这些技术就是电子密码锁的发展趋势。
1.3本文的主要内容和章节安排
本文主要是详细讲述设计无线遥控密码锁的研究和设计。无线密码锁分为很多种，这里我选择红外线来遥控密码锁用数码管显示内容，用AT24C02作为密码的存储器。设计无线遥控密码锁前需要查询大量的资料：单片机资料，红外线资料，AT24C02资料等等，学习这些资料之后，主要分为两个部分：硬件和软件。硬件是各个电路的设计，软件是各个子程序的编译，还有综合软硬件的调试和调试的结果。
在章节安排上，第一章是背景资料和密码锁的研究及发展趋势；第二章叙述了本课题的任务、要求和系统框架，其中较为详细的介绍了系统框架中的各个主要部分；第三章是硬件电路的介绍，其中详细的介绍了红外通信原理和I2C数据传输协议；第四章主要讲解了红外通信软件编写和AT24C02软件程序的编写；第五章讲述仿真结果；第六章总结经验教训。
第二章 系统设计方案
2.1设计任务
本课题是用单片机AT89C52为核心仿真设计一个无线遥控密码锁，其中选用红外线来遥控密码锁。该设计可以实现开关密码锁，修改密码等基本常用的功能，非常贴合实际生活，因而具有很强的实用性，可以将设计的密码锁应用于生活中。
2.2 系统实现的主要功能
1．无线操作，可以无线开关密码锁。
2．能通过键盘输入一个密码，密码大小为6位数，在数码管上将出现密文“-”,而不是数字。
3．若键盘输入的密码是错误的，在显示器显示错误指示，即数码管全亮、通过蜂鸣器发出警报，持续一段时间后数码管灭掉，蜂鸣器停止报警。如果键盘输入密码出现了三次的错误，将会锁定键盘，无法对键盘进行操作。直到十分钟以后才能重新输入。
4．有设置初始密码的功能，初始密码设置时，必须连续输入二遍，每次都在显示器上显示你输入的密码。
5．如按一个特殊的按键（或按键组合），可以重新设置密码。
2.3系统结构与模块
该系统如图2-1所示，主要包括红外接收电路、4*4键盘电路、数码管显示电路、存储器电路四个主要的电路，能够实现红外遥控开关密码锁，修改密码，设置初始密码等功能。
图2-1 红外遥控密码锁框图
2.3.1红外接收模块
红外接收模块负责接收从遥控器发出的红外信号，并将红外信号进行处理，存储两个下降沿之间的时间即引导码和每个电平的时间，通过编写的程序判断接收到的信号是“0”，还是“1”。接收完33个信号之后，对已辨别“0”“1”的红外码值处理。因为发射的信号编码包含引导码和四个8位数据（客户码1、客户码2、数据码、数据反码），而我们所需要的只是接收信号中的数据码，所以对红外码值只取第三个数码值。若接收到开锁信号，指示灯就会亮，密码锁开，可以输入密码，若接收到关锁信号，指示灯灭掉，密码锁关，此时无法通过键盘输入密码。
2.3.2复位和晶振模块
这两个模块是的单片机能够通电后正常运行，复位模块的作用就是在运行程序时，若出现错误，运行不了，或出现的结果不对等这些错误，我们可以按复位键，是单片机回到开始的状态，将错误的数据都清除掉，这方便我们调试程序。复位模块的构成包括电阻，电容和按键。晶振模块的作用是提供单片机时钟信号，它的振荡频率是由石英晶体决定的[1]。单片机的时钟电路分为内部方式和外部方式，都是接单片机的xtal1和xtal2两个引脚上，接的方式也不同。这里我用的是内部方式时钟电路，内部方式时钟电路是由两个电容和一个石英晶体组成的并联谐振电路。电容值为22PF，石英晶体为11.0592MHz，电容在这里可以微调频率的大小。
摘要
本课题就是红外遥控密码锁。它是通过红外光信号来传递信息。红外遥控器发送按键信息，单片机接收并处理，控制密码锁的开和关，同时按要求在显示器上显示相对应的内容。当然，该锁还包含键盘部分，是为了方便人们修改设置的密码，还有设置需要的初始密码。键盘上有四个特殊定义的按键：确认、设置初始密码、修改密码、清除。它们的作用是满足人们对密码锁按需掌控的需求。本设计主要包含四个硬件部分，包括红外遥控电路、密码存储器电路、数码管电路、键盘电路等电路，软件程序通过在Keil软件上编写，调试，产生HEX文件，并通过Protues的仿真，来修改完善程序。最后将改好的程序烧入硬件电路中调试，查看是否能运行，是否能够满足设计任务提出的要求。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:单片机红外线遥控密码锁
目录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2研究现状和发展趋势 1
1.3本文的主要内容和章节安排 2
第二章 系统设计方案 3
2.1设计任务 3
2.2 系统实现的主要功能 3
2.3系统结构与模块 3
2.3.1红外接收模块 4
2.3.2复位和晶振模块 4
2.3.3键盘扫描模块 4
2.3.4数码管显示模块 4
2.3.5存储模块 5
2.3.6报警器和指示灯模块 5
第三章硬件模块设计 6
3.1单片机控制模块 6
3.2红外遥控模块 7
3.2.1红外通信原理 7
3.2.2红外遥控系统结构 7
3.2.3红外编码格式 7
3.2.4红外接收头 10
3.3单片机键盘模块 10
4.4数码管显示模块 11
3.5密码存储模块 11
3.5.1 AT24C02 12
第四章软件模块设计 15
4.1红外接收模块设计 15
4.2键盘按键模块设计 16
4.3密码存储模块设计 17
4.4 数码管显示模块设计 19
第五章 综合仿真调试 20
第六章 总结 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪论
1.1课题背景
锁具在人们的日常生活中随处可见，门上，柜子上，车上等等。锁具因其安全性，可靠性，方便性，受到人们的广泛使用。
其实，中国古代早在出现了锁具，从木锁到铁锁、铜锁等，但总的来说当时的锁具结构相对简单，也很容易破解开锁，其安全性，可靠性不是很高。在19世纪中叶，美国人发明了弹子锁。它是采用圆柱销锁的较为复杂结构，而且结构可以变化，破解不易，安全性和可靠性大大提高，所以广受人们的使用，因而该锁成为了世界上使用最为普遍的锁。
随着人们生活的改善，人们对锁具提出了更高的要求，安全性更好，可靠性更优，便捷性更好，因而新的锁具不断出现。随着科学技术的高速发展，尤其是微电子等电子领域取得的巨大进步，我们所用的锁具已经发生了巨大的革新和变化。在20世纪70年代后，相继出现了新型的锁具，包括红外线锁、电磁波锁等无线操作锁具，还有指纹锁、视网膜锁等可以识别生物特有信息的锁具。这些锁具都是微电子与机械的完美结合。相较于传统的锁具，这些电子锁具的性能更好，安全性更高，包含很多的优点，包括：1、保密性好，编码量多。2、密码可变，更安全。3、误码输入保护。4、操作简单，一学即会。5、干扰码功能。6、安保功能。7、外部显示功能等。 这些伴随这科技进步出现的新式锁具，大大改善了人们的生活的安全性，便捷性，满足了人们对锁具提出的更高要求。
1.2研究现状和发展趋势
现在人们的日常生活中出现最多的锁具依然是弹子锁。其钥匙很容易丢掉，配锁的时间长，过程复杂，而且弹子锁是机械结构，加工精度要求高，成本也高，长时间使用容易磨损，放置长时间不用，经常出现开不了锁。这些缺点使得人们追求更好的，更方便的，更安全的锁具。因此，用密码代替钥匙的电子密码锁就出现了。早起的电子密码锁使用的电子元件较少，而且结构简单，虽然保密性不错，但仍存在许多隐患。当前的科技快速发展，特别是电子元件的微小化，新的锁具也在不断涌现。由以前的简单密码输入到现在的无线输入、生物信息识别、语音识别等，这些电子密码锁特点鲜明，例如无线遥控，使得人们避免直接接触锁具，减少锁具的磨损，延长锁具的寿命；生物识别技术使得锁具只能识别特定的人或物，只有识别正确才开锁，否则不予响应甚至报警，这极大的提高了素具锁具的安全性；语音识别技术让锁具能够“听”懂人们的声音，通过辨别声音实现了开关锁的便捷操作。这些电子密码锁通过这些结束手段来获取每个人特有的生物信息，使得锁具的保密性得到空前的提高，同时极大地便捷性让人们的生活更加方便。因此这些技术就是电子密码锁的发展趋势。
1.3本文的主要内容和章节安排
本文主要是详细讲述设计无线遥控密码锁的研究和设计。无线密码锁分为很多种，这里我选择红外线来遥控密码锁用数码管显示内容，用AT24C02作为密码的存储器。设计无线遥控密码锁前需要查询大量的资料：单片机资料，红外线资料，AT24C02资料等等，学习这些资料之后，主要分为两个部分：硬件和软件。硬件是各个电路的设计，软件是各个子程序的编译，还有综合软硬件的调试和调试的结果。
在章节安排上，第一章是背景资料和密码锁的研究及发展趋势；第二章叙述了本课题的任务、要求和系统框架，其中较为详细的介绍了系统框架中的各个主要部分；第三章是硬件电路的介绍，其中详细的介绍了红外通信原理和I2C数据传输协议；第四章主要讲解了红外通信软件编写和AT24C02软件程序的编写；第五章讲述仿真结果；第六章总结经验教训。
第二章 系统设计方案
2.1设计任务
本课题是用单片机AT89C52为核心仿真设计一个无线遥控密码锁，其中选用红外线来遥控密码锁。该设计可以实现开关密码锁，修改密码等基本常用的功能，非常贴合实际生活，因而具有很强的实用性，可以将设计的密码锁应用于生活中。
2.2 系统实现的主要功能
1．无线操作，可以无线开关密码锁。
2．能通过键盘输入一个密码，密码大小为6位数，在数码管上将出现密文“-”,而不是数字。
3．若键盘输入的密码是错误的，在显示器显示错误指示，即数码管全亮、通过蜂鸣器发出警报，持续一段时间后数码管灭掉，蜂鸣器停止报警。如果键盘输入密码出现了三次的错误，将会锁定键盘，无法对键盘进行操作。直到十分钟以后才能重新输入。
4．有设置初始密码的功能，初始密码设置时，必须连续输入二遍，每次都在显示器上显示你输入的密码。
5．如按一个特殊的按键（或按键组合），可以重新设置密码。
2.3系统结构与模块
该系统如图2-1所示，主要包括红外接收电路、4*4键盘电路、数码管显示电路、存储器电路四个主要的电路，能够实现红外遥控开关密码锁，修改密码，设置初始密码等功能。
图2-1 红外遥控密码锁框图
2.3.1红外接收模块
红外接收模块负责接收从遥控器发出的红外信号，并将红外信号进行处理，存储两个下降沿之间的时间即引导码和每个电平的时间，通过编写的程序判断接收到的信号是“0”，还是“1”。接收完33个信号之后，对已辨别“0”“1”的红外码值处理。因为发射的信号编码包含引导码和四个8位数据（客户码1、客户码2、数据码、数据反码），而我们所需要的只是接收信号中的数据码，所以对红外码值只取第三个数码值。若接收到开锁信号，指示灯就会亮，密码锁开，可以输入密码，若接收到关锁信号，指示灯灭掉，密码锁关，此时无法通过键盘输入密码。
2.3.2复位和晶振模块
这两个模块是的单片机能够通电后正常运行，复位模块的作用就是在运行程序时，若出现错误，运行不了，或出现的结果不对等这些错误，我们可以按复位键，是单片机回到开始的状态，将错误的数据都清除掉，这方便我们调试程序。复位模块的构成包括电阻，电容和按键。晶振模块的作用是提供单片机时钟信号，它的振荡频率是由石英晶体决定的[1]。单片机的时钟电路分为内部方式和外部方式，都是接单片机的xtal1和xtal2两个引脚上，接的方式也不同。这里我用的是内部方式时钟电路，内部方式时钟电路是由两个电容和一个石英晶体组成的并联谐振电路。电容值为22PF，石英晶体为11.0592MHz，电容在这里可以微调频率的大小。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/257.html
