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一种简易红外遥控密码锁设计与实现 来源： HYPERLINK http:// \t _blank 现代电子技术 作者：马冬梅 屈 霞 O 引言??? 随着科学技术的进步和社会经济的发展，电子密码锁取代传统的机械锁已成为一种必然的趋势。以往基于单片机的密码锁系统，直接将编好的密码程序存储在片内EPROM中，但不易实现密码的修改；如要完成修改密码功能，多采用片外串行E2PROM实现。本文研究并设计的一种基于单片机的红外遥控电子密码锁，不但具有普通密码锁智能控制上锁、开锁、报警等特点，而且在不扩展E2PROM的情况下，可以实现8位密码任意修改的功能，节省了硬件资源，减小了系统体积，这是本设计的一个创新点。另外还增加了遥控开锁的特点。所以该系统不但成本低、必威体育官网网址性强，更适用于那些正常人体不宜接近的特殊场合，比如高辐射区、高传染区等。1 系统硬件设计方案1．1 系统总体设计??? 系统主要由红外发射模块和本机处理接收模块两部分构成，系统总体设计框图如图1所示。发射模块和本机处理接收模块的核心分别采用AT89C2051和AT89S52单片机。红外信号的收发通过串口进行通信，两部分的串口工作方式及通信波特率的设置相同。 ??? AT89C2051单片机是AT89C51的一种精简版本，只有20个引脚，体积小；具有2．7～6 V的宽电压工作范围；具备低功耗空闲和掉电模式。该单片机满足本系统低电压供电、低功耗、方便随身携带的要求。??? 在本机处理接收模块中，采用了AT89S52单片机，该单片机有3个定时器。设置密码和按键开锁时，均设计了按键间隔超过3s自动复位的功能，分别采用定时器T0和T1定时实现；定时器T2设置串口通信波特率。1．2 红外发射模块的设计??? 红外发射模块仅仅是一手持遥控器，由AT89C2051单片机及键盘电路、按键K及红外发光二极管组成。发射电路原理图如图2所示。 ??? 发射模块设置的密码必须与本机接收模块相同(设置密码方法见2．2．1节)，所设密码保存在RAM存储器的31H～38H单元。在待机状态下，系统工作在空闲方式，当按键K按下时，系统上电工作，依次发送密码信号。这样做的优点是，密码不但能跟随主机任???改动，而且遥控开锁时，仅按一键就可完成开锁，方便了用户。1．3 本机处理接收电路的设计??? 本机处理接收电路的控制核心是AT89S52单片机。外接键盘电路、红外接收电路、开锁电路、报警电路和按键指示电路等，电路原理图如图3所示。 1．3．1 红外接收电路的设计??? 红外接收电路中使用一体化红外接收头TLl838接收红外信号。TLl838集红外接收和放大于一体，不需任何外接元件，就能完成从红外接收到输出与TTL电平兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样。TL1838的输出波形如图4所示。当接收到频带内的红外信号时，TLl838会输出低电平，否则数据高电平，从而将“时断时续”的红外信号解调成原来的连续方波信号。 1．3．2 报警电路的设计??? 报警电路采用了蜂鸣器发声模拟报警，蜂鸣器接在CPU的引脚P2．1上，通过NPN型三极管做电流放大，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，由P2．1口输出高电平使得NPN型三极管9014导通，蜂鸣器两端加电，由蜂鸣器发出3 s的报警声，当连续三次出现密码错误时，系统将长时间报警，有效起到了防盗作用。1．3．3 电源电路的设计??? 电源部分使用LM7805芯片进行稳压后提供单片机5 V的电压，其电路如图5所示。主要采用家用交流电，同时采用9 V电池作为备用电源。这样做的优点是，即使断电也不至于无法开锁。 1．3. 4 其他外围电路的设计??? 由于AT89S52单片机有4个并行输入输出口，硬件资源比较充足，键盘电路采用了相对简单的独立式按键；电路中用一继电器控制一绿色发光二极管代替具体的锁，当密码正确时，开锁5 s，然后自动上锁；P2．O口接一红色发光二极管，用其亮与灭来提醒用户按键是否按下。这样既巧妙地提醒了用户又有效地保护了密码。2 系统软件设计及实现??? 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多个功能模块子程序。主程序主要起到一个导向和决策功能，决定什么时候系统该做什么，系统的各种功能主要是通过调用具体的子程序来实现。2．1 红外发射模块程序的设计??? 发射模块的编码与调制工作是由软件编程实现的。当按键K按下时，密码信号依次送往数据缓冲器SBUF，然后利用“0”电平调制、“1”电平不调制的方法，将二进制信号调制成频率为38．5 kHz的间断脉冲串信号，通过P3．O口输出，驱动红外发光二极管，最后以波长940 nm的红外光发出红外遥控信号。红外发