单片机的红外遥控电子密码锁
摘 要本文选择了“基于单片机的红外遥控电子密码锁”作为研究课题，一个51单片机设计的智能控制系统的主控芯片，以达到期望的性能指标的设置，智能锁打破了目前市场上相关产品的常见缺陷，降低现有产品功耗参数，大大提升了现有产品的红外电子密码锁控制系统的改进与优化的实现，因此本毕业设计是非常有意义的。我设计的自动控制系统，通过对系统的硬件和软件系统的优化设计，以最小的硬件组件，建立一个完整的硬件系统的最低成本；在软件代码运行顺利实现硬件控制，如果红外电子密码锁控制系统的批量生产并投放市场，可以大大降低产品成本。
目录
一、 引言 1
（一） 密码锁控制系统的发展背景 1
（二） 密码锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制芯片的选取 3
（二） AT89C51控制芯片简介 4
（三） 红外遥控介绍 5
（四） AT24C02型EEPROM 6
（五） HK4100FDC5V继电器介绍 6
（六） LCD1602字符点阵介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 红外电子密码锁的硬件结构框图设计 8
（二） AT89C51单片机最小系统设计 8
（三） 红外一体接收头与单片机连接电路设计 10
（四） EEPROM芯片电路设计 10
（五） 门阀开关电路设计 11
（六） LCD1602字符点阵屏幕电路设计 12
（七） 机械键盘电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 红外电子密码锁的主程序流程图设计 14
（二） 红外遥控模块工作流程设计 16
（三） 单片机读写EERPOM工作流程设计 16
（四） 门阀开关控制流程图设计 18
（五） LCD1602字符点阵屏幕驱动流程设计 18
（六） 动态扫描键盘工作流程设计 19
五、 实物展示 21
（一） 实物展示 21
（二） 问题总结 22<
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br /> 总 结 24
参考文献 25
致 谢 26
附录一 原理图 27
附录二 PCB 28
附录三 程序 29
引言
密码锁控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如密码锁这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到内部结构中，已经不在是传统意义上能够实现开锁和闭锁两种功能的机械模块了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得密码锁的概念得到了重新的定义，智能识别、密码输入、判断、报警以及存储等功能不断地被融入到密码锁控制系统中，颠覆了原先人们对于传统密码锁的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可实现锁的电动开启和关闭，同时其报警功能也能够达到威慑不法分子的功效，这是传统密码锁所无法企及的。
由于人们对于新型密码锁的需求和要求与日俱增，近几年来密码锁的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子密码锁进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的密码锁，仅仅能够实现密码的输入、保存以及锁的电动开启和关闭；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，指纹识别、人脸识别等智能功能都能够在密码锁控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得密码锁的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。密码锁控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能密码锁在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能密码锁进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在很多的不足之处，因此高智能的密码锁控制系统还不能实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能密码锁，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低密码锁的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分密码锁产品。
密码锁的国内外发展现状
根据前不久的一份密码锁行业前景研究报告显示，目前密码锁已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的密码锁影响着人们的日常生活，对于密码锁的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能密码锁控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现指纹识别、人声识别或者面部识别等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的红外电子密码锁控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅度地降低目前市场上相关产品的生产成本，并且在很大程度上改进了相关产品所存在的普遍缺点。在论文的结构安排上，第一部分主要通过到图书馆以及互联网查阅资料对红外电子密码锁控制系统的发展背景进行了简要的阐述，并对目前国内外相关院校、企业或者兴趣小组的研究成果进行了调查与对比，从而分析出他们的研究现状；第二部分快速确定了红外电子密码锁控制系统的主控核心单片机即51单片机，该核心确立后，通过查阅大量资料，选择出了单片机外围模块所要使用的型号，并对其性能特点进行了简要介绍；论文的第三部分是红外电子密码锁控制系统的硬件设计章节，在这一部分，笔者将详细描述控制系统的硬件结构以及各个模块电路的设计过程；论文的第四部分是软件设计章节，在这一部分，笔者将通过流程图形式对程序的设计过程进行详细的分析。
红外电子密码锁将实现如下功能指标：
1）能实现51单片机最小系统的设计，实现对键盘、EEPROM、继电器、蜂鸣器以及液晶屏等模块的驱动；
2）能实现51单片机对液晶屏的驱动，实现对密码以及密码锁状态的显示；
3）密码宽度为8位，使用者可通过键盘或者红外遥控两种方式实现密码输入，在输入过程中，液晶屏通过暗码方式将已输入密码进行显示，输入完毕后将进行检测，密码正确后将锁打开。
4）具有修改密码作用，当密码输正确后，可进入密码修改界面，修改成功后的密码被存储在EEPROM芯片模块中 ；
5）重新设置密码时，用户需要连续输入两次新密码，只有当两次密码完全一致后，才表示修改成功。
6）密码输入正确后开锁，当连续三次输入错误，发出报警信号；
方案选择及元器件介绍
控制芯片的选取
本文主要进行系统控制芯片的选取和各器件的相关介绍，首先我从大学期间接触过的几款单片机中选取了两款进行了细致的比较和考核，最终决定从这两款单片机中选择其中一个作为本次毕业设计的主控单片机，第一款单片机是我大三学习过程中接触到的一款高性能单片机STM32，其内核架构采用了M3系列的ARM，该单片机由意法半导体公司推出，是一款典型的32位微处理器，其中我对F103Z系列有过一段短暂的学习和使用经历；第二款单片机是美国ATMEL公司推出的AT89C51单片机，对于这款芯片我已经有了近两年的学习经验。
目录
一、 引言 1
（一） 密码锁控制系统的发展背景 1
（二） 密码锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 控制芯片的选取 3
（二） AT89C51控制芯片简介 4
（三） 红外遥控介绍 5
（四） AT24C02型EEPROM 6
（五） HK4100FDC5V继电器介绍 6
（六） LCD1602字符点阵介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 红外电子密码锁的硬件结构框图设计 8
（二） AT89C51单片机最小系统设计 8
（三） 红外一体接收头与单片机连接电路设计 10
（四） EEPROM芯片电路设计 10
（五） 门阀开关电路设计 11
（六） LCD1602字符点阵屏幕电路设计 12
（七） 机械键盘电路设计 12
四、 软件系统设计 14
（一） 红外电子密码锁的主程序流程图设计 14
（二） 红外遥控模块工作流程设计 16
（三） 单片机读写EERPOM工作流程设计 16
（四） 门阀开关控制流程图设计 18
（五） LCD1602字符点阵屏幕驱动流程设计 18
（六） 动态扫描键盘工作流程设计 19
五、 实物展示 21
（一） 实物展示 21
（二） 问题总结 22<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
br /> 总 结 24
参考文献 25
致 谢 26
附录一 原理图 27
附录二 PCB 28
附录三 程序 29
引言
密码锁控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如密码锁这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到内部结构中，已经不在是传统意义上能够实现开锁和闭锁两种功能的机械模块了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得密码锁的概念得到了重新的定义，智能识别、密码输入、判断、报警以及存储等功能不断地被融入到密码锁控制系统中，颠覆了原先人们对于传统密码锁的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可实现锁的电动开启和关闭，同时其报警功能也能够达到威慑不法分子的功效，这是传统密码锁所无法企及的。
由于人们对于新型密码锁的需求和要求与日俱增，近几年来密码锁的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子密码锁进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的密码锁，仅仅能够实现密码的输入、保存以及锁的电动开启和关闭；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，指纹识别、人脸识别等智能功能都能够在密码锁控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得密码锁的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。密码锁控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能密码锁在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能密码锁进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在很多的不足之处，因此高智能的密码锁控制系统还不能实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能密码锁，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低密码锁的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分密码锁产品。
密码锁的国内外发展现状
根据前不久的一份密码锁行业前景研究报告显示，目前密码锁已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的密码锁影响着人们的日常生活，对于密码锁的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能密码锁控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现指纹识别、人声识别或者面部识别等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文提出了采用8位型51单片机作为主控核心的红外电子密码锁控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅度地降低目前市场上相关产品的生产成本，并且在很大程度上改进了相关产品所存在的普遍缺点。在论文的结构安排上，第一部分主要通过到图书馆以及互联网查阅资料对红外电子密码锁控制系统的发展背景进行了简要的阐述，并对目前国内外相关院校、企业或者兴趣小组的研究成果进行了调查与对比，从而分析出他们的研究现状；第二部分快速确定了红外电子密码锁控制系统的主控核心单片机即51单片机，该核心确立后，通过查阅大量资料，选择出了单片机外围模块所要使用的型号，并对其性能特点进行了简要介绍；论文的第三部分是红外电子密码锁控制系统的硬件设计章节，在这一部分，笔者将详细描述控制系统的硬件结构以及各个模块电路的设计过程；论文的第四部分是软件设计章节，在这一部分，笔者将通过流程图形式对程序的设计过程进行详细的分析。
红外电子密码锁将实现如下功能指标：
1）能实现51单片机最小系统的设计，实现对键盘、EEPROM、继电器、蜂鸣器以及液晶屏等模块的驱动；
2）能实现51单片机对液晶屏的驱动，实现对密码以及密码锁状态的显示；
3）密码宽度为8位，使用者可通过键盘或者红外遥控两种方式实现密码输入，在输入过程中，液晶屏通过暗码方式将已输入密码进行显示，输入完毕后将进行检测，密码正确后将锁打开。
4）具有修改密码作用，当密码输正确后，可进入密码修改界面，修改成功后的密码被存储在EEPROM芯片模块中 ；
5）重新设置密码时，用户需要连续输入两次新密码，只有当两次密码完全一致后，才表示修改成功。
6）密码输入正确后开锁，当连续三次输入错误，发出报警信号；
方案选择及元器件介绍
控制芯片的选取
本文主要进行系统控制芯片的选取和各器件的相关介绍，首先我从大学期间接触过的几款单片机中选取了两款进行了细致的比较和考核，最终决定从这两款单片机中选择其中一个作为本次毕业设计的主控单片机，第一款单片机是我大三学习过程中接触到的一款高性能单片机STM32，其内核架构采用了M3系列的ARM，该单片机由意法半导体公司推出，是一款典型的32位微处理器，其中我对F103Z系列有过一段短暂的学习和使用经历；第二款单片机是美国ATMEL公司推出的AT89C51单片机，对于这款芯片我已经有了近两年的学习经验。
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