毕业设计（论文）-红外遥控防盗电子密码锁的设计与制作.doc

本科生毕业设计（论文）题目 红外遥控防盗电子密码锁的设计与制作 姓名 学号 系 别 物理系 专业 电子信息科学与技术 指导教师 职称 高级实验师 年 月 日菏泽学院教务处制目 录摘要1关键词1Abstract1Key words1引言11 系统设计211 设计理论分析21.1.1 红外通信基本原理21.1.2 红外通信标准31.1.3 红外遥控原理412 总体方案设计41.2.1总体设计41.2.2主要模块设计52 系统硬件设计与实现521 硬件结构图522 遥控发射电路设计623 本机键开锁部分624 电源部分设计725 编码解码电路82.5.1 PT2262介绍82.5.2 单电阻振荡器92.5.3 PT2272介绍926 密码存储部分的电路设计1227 报警电路设计1328本机处理与遥控处理功能选择133 系统软件设计1431应用软件设计原则1432程序设计1533遥控接收程序1534 I2C通讯子程序1635系统程序173.5.1遥控密码系统的操作方法173.5.2实现上述操作方法的程序流程图184 技术难点及解决方案1941系统抗干扰措施2042系统节电措施225 系统调试2351整体调试2352硬件单元电路调试235.2.1红外遥控器（钥匙）调试235.2.2红外遥控门锁调试2453软件调试245.3.1红外数据接收模块调试245.3.2开锁记录模块下载模块调试246 结论与展望24参考文献26附录1系统整体电路图26附录2 主程序清单26致谢29红外遥控防盗电子密码锁的设计与制作红外遥控防盗电子密码锁的设计与制作摘要：本文围绕红外线遥控防盗密码锁控制系统的相关的理论和实践应用进行了研究。主要由发射和接收两部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波，当按下按键时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载体进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制后的指令编码信号；红外接收电路将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再由解码芯片进行译码，最后由驱动电路来驱动单片机执行电路实现开锁、重设密码等各种指令。关键词：密码锁；单片机；红外遥控Infrared remote control anti-theft electronic code lock design and productionAbstract：This article is mainly about the infrared remote control anti-theft cipher lock control system correlation theories and the practice application.It mainly consists of transmitting and receiving two components,application specific integrated circuit chip encoding / decoding to control operation.Infrared remote control transmitting circuit is used to send through infrared light emitting diode modulation of infrared light,when the keys are pressed,command coding circuit generates the required instruction encoding signal,instruction encoding signal of the carrier modulation,the driving circuit for power amplification by the transmitting circuit transmits the modulated command coding signal;The infrared receiving circuit of the infrared emitter infrared light is converted to a corresponding electrical signal,and then the decoding chip for decoding,finally by the drive circuit to drive the MCU executive circuit to realize the unlocking,reset the password and other instructions.Key words：Password lock；Microcontroller；Infrared remote control引言 随着现代人们生活水平的提高和安全意识的加强,各种各样的密码锁广泛进入了人们的生活和工作。当前市场上的密码锁有以下几种形式:机械式、电子式、磁卡式、智能IC卡式、指纹式等,电子式的密码锁市场占有量最大,因为它的成本相对较低,安全性高,操作简单。但是目前市场上的电子密码锁系统大多采用的是固定键盘式的,也就是将操作键盘固定在保险箱的面板上,这就使得用户在操作时没有隐蔽性,极易被人看见使得密码不安全,而且键盘一旦遭到强行破坏,再也无法输入密码。因而操作的安全性不高。为了解决目前电子密码锁的诸多不安全问题,本文引入红外遥控技术。由于红外遥控具有许多优点，例如红外线发射装置采用红外发光二极管，遥控发射器易于小型化且价格低廉；采用数字信号编码调制方式及数字加密技术，而且具有功率消耗低的优点；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。将红外遥控技术与密码技术相结合,在原有密码锁系统性能的基础上设计红外遥控密码锁系统,使用户在一定范围内的任何位置都能对保险箱进行开启,可以提高密码的安全性,克服了固定键盘式密码锁的不足。系统以AT89S52单片机为核心,利用红外遥控技术和电子密码锁技术结合,能进一步提高电子密码锁的安全性、可靠性与实用性,降低了硬件成本。1 系统设计 11 设计理论分析1.1.1 红外通信基本原理 红外遥控1是单工的红外通信方式，本设计的红外遥控采用以通信方式为基础的红外遥控，而且本设计也使用了红外通信技术，故着重分析红外通信的基本原理。红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人眼看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75um至25um之间。红外数据协会（IRDA）成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850至900nm之内。红外通信的基本原理是发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号（载波信号），通过红外发射管发射红外信号。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。脉时调制（PPM）是红外数据协会（IRDA）和国际电子电工委员会（IEEE）都推荐的调制方式，本设计采用脉时调制方法，即用两个脉冲串之间的时间间隔来表示二进制信息，数据比特的传送仿照不带奇偶校验的RS232通信，首先产生一个同步头，然后接着8位数据比特，如图1-1所示。载波信号的频率=38kHz，载波周期T=26.32us-图1-1 PPM调制波形图-t1t1t2t3二进制0二进制1-载波信号的频率=38kHz，载波周期T=26.32us，本设计使用单片机软件产生载波，取T=26us，脉冲宽度t1=10T=260us，二进制数0的脉冲串周期t2=500us，二进制数1的脉冲串周期t3=1000us。普通的红外遥控采用面向指令的帧结构，数据帧由同步码，地址码和指令码组成，指令码长度多为816个比特，传送多字节遥控协议时效率偏低，而增加指令码的长度不利于接收器同步，为此本设计选用一种面向字节的帧结构，采用类似于异步串行通信的帧结构，每帧由一个起始位（二进制数0）、8个数据位和2个停止位（二进制数1）构成，如图1-2所示。每帧传送1个字节的数据，帧与帧间隔大于2ms，帧结构不含地址信息，寻址问题由高层协议解决。图1-2 数据帧结构示意图数据帖停止位数据位（8位）帖间隔起始位停止位由于红外光存在反射，因此，红外通信应采用异步半双在全双工的方式下发送的信号也可能会被本身接收工方式，即通信的某一方发送和接收是交替进行的。1.1.2 红外通信标准1993年，由HP、COMPAQ、INTEL等二十多家公司发起成立了红外数据协会（Infrared Data Association,简称IRDA），1993年6月28日，来自50多家企业的120多位代表出席了红外数据协会的首次会议，并就建立统一的红外通讯标准问题达成了一致。IRDA1.0简称为SIR（Serial InfraRed），它是基于HP-SIR开发出来的一种异步的、半双工的红外通讯方式。SIR以系统的异步通讯收发器（UART）为依托，通过对串行数据脉冲的波形压缩和对所接收的光信号电脉冲的波形扩展这一编码解码过程（3/16 EnDec）实现红外数据传输。由于受到UART通讯速率的限制，SIR的最高通讯速率只有115.2kbps，也就是大家熟知的电脑串行端口的最高速率。IRDA标准包括三个基本的规范和协议：物理层规范（Physical Layer Link Specification）链接建立协议（ink Access Protocol:IRLAP）链接管理协议（Link Management Protocol:IRLMP）。1st step2nd stepFutureHID devi