紅外遙控密碼鎖畢業(yè)論文(一)要點(diǎn)

1、目錄第1章緒論 11.1 課題背景及目的 11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3 課題研究方法 21.4 本章小結(jié) 2第2章基本原理及方案的論證 32.1 紅外通訊原理 32.2 89c52芯片介紹 52.3 方案的比較及確定 72.4 本章小結(jié) 8第3章模塊功能介紹及實(shí)現(xiàn) 93.1 紅外遙控技術(shù) 93.2 4*4矩陣鍵盤 113.3 i2c總線技術(shù) 123.4 顯示模塊 153.5 本章小結(jié) 19第4章總結(jié) 20參考文獻(xiàn) 21致謝 23附錄源程序 241第1章緒論1.1 課題背景及目的電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給古老的鎖具生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的變革，現(xiàn)代 的電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了一大批如聲控鎖、磁

2、控鎖、密碼 鎖、遙控鎖，指紋鎖等先進(jìn)的鎖具。目前國(guó)內(nèi)外密碼鎖系統(tǒng)的主要方向的發(fā)展是：接觸式密碼鎖系統(tǒng)， 非接觸式密碼鎖系統(tǒng)，智能識(shí)別密碼鎖系統(tǒng)，但是他們都相應(yīng)的存在著 不同的缺點(diǎn)。例如：接觸式密碼鎖系統(tǒng)成本較低，體積小，卡片本身無(wú) 須電源，但使用不太方便，而且有接觸磨損。相比之下，紅外遙控密碼 鎖系統(tǒng)的成本與接觸式密碼鎖系統(tǒng)相當(dāng)，而且可以進(jìn)行近距離遙控，使 用十分方便。而且它已經(jīng)與 pc機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，可以組成一套酒店 房間的門禁管理系統(tǒng)。由于紅外遙控具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如紅外線發(fā)射裝置采用紅外發(fā)光二 極管遙控發(fā)射器易于小型化且價(jià)格低廉；采用數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制 方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)多路信息的控

3、制，增加遙控功能，提高信號(hào)傳輸?shù)?抗干擾性，減少誤動(dòng)作，而且功率消耗低；紅外線不會(huì)向室外泄露，不 會(huì)產(chǎn)生信號(hào)用擾；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。工業(yè)設(shè) 備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅 完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。所以紅外線遙控是目前使用最廣 泛的一種通信和遙控手段。在本設(shè)計(jì)中，紅外遙控密碼鎖和 pc機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)適時(shí)的、強(qiáng)大的管理，使得整個(gè)紅外遙控系統(tǒng) 得到更好的完善。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前大部分的鎖采用的都是機(jī)械式的，具最大的缺點(diǎn)是利用簡(jiǎn)單工具就能很容易地把鎖打開。針對(duì)這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種紅外遙控密 碼鎖，而一般設(shè)備都采用專

4、用的遙控編碼及解碼集成電路，具制作簡(jiǎn)單、容易，但由于特定功能的限制，只適用于專用的電器產(chǎn)品，具應(yīng)用范圍 受到限制。而設(shè)計(jì)的紅外遙控密碼鎖系統(tǒng)能提高門禁系統(tǒng)的可靠性和安 全性，適應(yīng)市場(chǎng)需要。該系統(tǒng)具有普通電子密碼鎖功能的同時(shí)，還增加了遙 控功能。該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，所涉及的技術(shù)包括：紅外載波數(shù) 據(jù)傳輸技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)、紅外遙控系統(tǒng)編碼及譯碼技術(shù)、電路設(shè) 計(jì)與演示板制作技術(shù)等。1.3 課題研究方法本設(shè)計(jì)基于stc8952單片機(jī)系列，運(yùn)用了兩塊單片機(jī)芯片，一片實(shí) 現(xiàn)紅外解碼，一塊用來(lái)按鍵控制，數(shù)碼管顯示以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通過(guò)查找 資料確定各個(gè)模塊的功能及實(shí)現(xiàn)方法，先在軟件上進(jìn)行調(diào)試，再根據(jù)

5、硬 件修改調(diào)試軟件，最后將各個(gè)模塊合理組合在一起，達(dá)到預(yù)計(jì)的功能與 目標(biāo)。1.4 本章小結(jié)本章介紹了紅外遙控密碼鎖技術(shù)的課題背景，紅外技術(shù)在現(xiàn)代生活 中的應(yīng)用以及該課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，探討與確定研究本課題的方法。13第2章基本原理及方案的論證2.1 紅外通訊原理紅外遙控是單工的紅外通信方式，本設(shè)計(jì)的紅外遙控采用以通信方 式為基礎(chǔ)的紅外遙控，而且本設(shè)計(jì)也使用了紅外通信技術(shù)，故著重分析 紅外通信的基本原理。紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn) 發(fā)。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)對(duì)一個(gè)紅外輻 射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號(hào)，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測(cè)器進(jìn) 行接收

6、，就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。紅外線是波長(zhǎng)在750nm至1mm間的電磁波5,它的頻率高于微波 而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。紅外通信一般采用紅外 波段內(nèi)的近紅外線，波長(zhǎng)在0.75um至25um之間。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（卜da） 成立后，為了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得最佳的通信效果，紅外 通信協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通信所采用的光波波長(zhǎng)的范圍限定在850至900nm 內(nèi)。紅外通信的基本原理6是發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的 脈沖用信號(hào)（載波信號(hào)），通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。常用的有通 過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（pwm和通過(guò)脈沖用之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（ppm兩種方法。脈

7、時(shí)調(diào)制（ppm7,8,9,10 是紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（irda）和國(guó)際電子電工委員會(huì)（ieee）都推薦的調(diào)制方 式，本設(shè)計(jì)采用脈時(shí)調(diào)制方法，即用兩個(gè)脈沖用之間的時(shí)間問隔來(lái)表示 二進(jìn)制信息，數(shù)據(jù)比特的傳送仿照不帶奇偶校驗(yàn)的rs2328通信,首先產(chǎn)生一個(gè)同步頭，然后接著8位數(shù)據(jù)比特。如圖2.1所示。二進(jìn)制數(shù)0二進(jìn)制數(shù)1圖2.1 ppm 調(diào)制波形圖普通的紅外遙控采用面向指令的幀結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)幀由同步碼，地址碼 和指令碼組成，指令碼長(zhǎng)度多為816個(gè)比特，傳送多字節(jié)遙控協(xié)議時(shí) 效率偏低，而增加指令碼的長(zhǎng)度不利于接收器同步，為此本設(shè)計(jì)選用一 種面向字節(jié)的幀結(jié)構(gòu)，采用類似于異步串行通信的幀結(jié)構(gòu)，每幀由一個(gè) 起始位（二

8、進(jìn)制數(shù)0） 、8個(gè)數(shù)據(jù)位和2個(gè)停止位（二進(jìn)制數(shù)1 ）構(gòu) 成，如圖2.2所示。每幀傳送1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，幀與幀間隔大于2ms, 幀結(jié)構(gòu)不含地址信息，尋址問題由高層協(xié)議解決80圖2.2數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)示意圖由于紅外光存在反射，在全雙工的方式下發(fā)送的信號(hào)也可能會(huì)被本 身接收，因此，紅外通信應(yīng)采用異步半雙工方式，即通信的某一方發(fā)送 和接收是交替進(jìn)行的。2.2 89c52芯片介紹89c52的弓i腳圖如圖2.3所示31p0.0/ad0p2.0xa8p0 1fad1p2.1/a9p0.2/ad2p2_2xa»10ip0.3/ad3p2 3zaup0.4/ad4p2.4za12p0 5 他口 5p2 5za

9、13p0.6/ad6p2.6/a14p0.7/ad7p2.7za15> p 1.0/t2p3.0zrxdpl.l>t2exp3j/txdpl.2p3.2/int0pl 3p3 3/intlp1.4/ssp3.4jt0p1.5/mosip3.5/t1pl 6zmisop3s/wr> p1.7/sckp3.7/®-* 笈talipsen>xtal2ale/prog 4ea/vpprst89c52u1vcc40393s3736353332191878212223242526272810111213141516172131圖2.3 89c52芯片引腳圖主電源及時(shí)鐘引腳

10、-此類引腳包括電源引腳vcc、vss、時(shí)鐘引腳xtal1 xtal2（1） vcc （40腳）：接+5v電源，為單片機(jī)芯片提供電能。（2） vss （20腳）接地。（3） xtal1 （19腳）在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端， 該放大器構(gòu)了片內(nèi)的振蕩器，可提供單片機(jī)的時(shí)鐘控制信號(hào)。（4） xtal2 （18腳）在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸出端?？刂乒璱腳一止匕類弓i腳包括 reset（即rsr/vp以ale/prog psen ea/vpp可以提供控制信號(hào)，有些具有復(fù)用功能。（1） rsr/ vpd（9腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效，當(dāng)振蕩器運(yùn) 行時(shí)，在此引加上兩個(gè)機(jī)器周期

11、的高電平將使單片機(jī)復(fù)位 （rest。復(fù)位后應(yīng)使此引腳 電平保持為不高于0.5v的低電平，以保證單片機(jī)正常工作。掉電期間， 此引腳可接上備用電源（vpd,以保持內(nèi)部raw的數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng)vcc 下降到低于規(guī)定值，而 vpdft其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)（5±0.5v）時(shí)，vpd 就向內(nèi)部ram!供備用電源。（2） ale/prog30腳）：ale為地址鎖存允許信號(hào)。當(dāng)單片機(jī)訪問外 部存儲(chǔ)器時(shí)，（地址鎖存允許）輸出脈沖的下降沿用于鎖存16位地址的低8位。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ale端仍有周期性正脈沖輸出，其頻 率為振蕩器頻率的1/6。但是每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，在兩個(gè)機(jī)器 周期中ale只出現(xiàn)一

12、次，即丟失一個(gè)ale脈沖。ale端可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)lsttl 負(fù)載。（3） psen（29腳）：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。此輸出為單片內(nèi) 訪問外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或取 常數(shù)）期間，每個(gè)機(jī)器周期均psenw次有效。但在此期間，每當(dāng)訪問外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 psenb號(hào)將不會(huì)出現(xiàn)。psenw樣可以 目區(qū)動(dòng)8個(gè)lsttl負(fù)載。（4） ea/vpp（31腳）：ea功能為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制端。當(dāng) ea 端保持高電平時(shí)單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在 pc （程序計(jì)數(shù)器）值 超過(guò)0fffh時(shí)將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。輸入/輸出引腳一此類引腳包括 p0

13、 口、p1 口、p2 口和p3 口。(1) p0(p0.0p0.7)是一個(gè)8位三態(tài)雙向i/o 口，在不訪積壓外部存 儲(chǔ)器，做通用i/o 口使用，用于傳送cpuffi/俞入/輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)訪問外部 存儲(chǔ)器時(shí)，此口為地址總路線低8位及數(shù)據(jù)總路線分時(shí)復(fù)用口，可帶 8個(gè)lsttl負(fù)載。(2) p1 (p1.0p2.7)是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向i/o 口(作為輸入時(shí)，口鎖 存器置1),帶有內(nèi)部上拉電阻，可帶 4個(gè)lsttl負(fù)載。(3) p2 (p2.0p2.7)是一個(gè)8位準(zhǔn)雙向i/o 口，與地址總路線高8 位復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)lsttl負(fù)載。(4) 方案的比較及確定本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于遙控解碼，遙控解碼的方式有硬件解碼

14、與軟件解 碼。方案一：硬件解碼。硬件解碼：在接受遙控的一邊可以連接一個(gè)專用解碼芯片，只要按 鍵盤上的鍵值，它就能直接把這個(gè)鍵值解碼出來(lái)并存儲(chǔ)，當(dāng)你調(diào)用這個(gè) 鍵值的時(shí)候只要從里面去讀取就行了，所以它的解碼率高，讀取顯示簡(jiǎn) 單，這是它的優(yōu)點(diǎn)?？墒窃撔酒瑑r(jià)格昂貴，而且只能解碼對(duì)應(yīng)的遙控器， 兼容性差，成本昂貴，不適合用作市場(chǎng)量產(chǎn)。方案二：軟件解碼。軟件解碼：根據(jù)遙控器選擇的芯片不同，其遙控碼格式也有不同?，F(xiàn)在市場(chǎng)上主要有日本的 necfe準(zhǔn)和飛利浦標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)軟件的方式解碼 時(shí)解碼的正確率就是一個(gè)很重要的指標(biāo)了。在單片機(jī)編程的時(shí)候是選擇 用執(zhí)行效率高的匯編語(yǔ)言還是選用可讀性編寫容易的c語(yǔ)言呢？不可否認(rèn)

15、匯編的執(zhí)行效率是c語(yǔ)言的幾倍甚至幾十倍，而且誤碼率低，可是如 果選擇匯編的話編寫難度可想而知，可是如果用c語(yǔ)言編寫的話誤碼率 及實(shí)時(shí)性又會(huì)變得比較差。綜合以上考慮，如果我們能夠在解碼這部分 用匯編，而顯示及控制這部分用 c語(yǔ)言編寫的話，就能較好的完成我們 預(yù)期的目標(biāo)。因此我選用了兩塊 c52單片機(jī)芯片，一塊負(fù)責(zé)紅外解碼， 一塊負(fù)責(zé)顯示與控制。事實(shí)證明，我的選擇和預(yù)想中的一樣，很好的解 決了匯編與c語(yǔ)言難以共存的問題。基于上述比較，我們選擇了方案二，采用匯編與c語(yǔ)言共同的軟件 解碼方式。(5) 本章小結(jié)本章介紹了基于單片機(jī)紅外遙控密碼鎖設(shè)計(jì)的兩個(gè)重點(diǎn)-紅外通訊 基本原理與單片機(jī)芯片89c51的基

16、礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)介紹實(shí)現(xiàn)他的關(guān)鍵技術(shù) 提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案-硬件解碼方案和軟件解碼方案。而后對(duì)兩個(gè)方 案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，最終確定了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的方案-軟件解碼方案。第3章模塊功能介紹及實(shí)現(xiàn)3.1 紅外遙控技術(shù)3.1.1 硬件介紹遙控器里面是一個(gè)鍵盤編碼器，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)編碼，在把編碼 調(diào)制到一個(gè)高頻信號(hào)上，其目的是為了降低發(fā)射的功率損耗；再把調(diào)制 好的信號(hào)送給紅外發(fā)光管把信號(hào)發(fā)送出去。接收過(guò)程恰好與此相反，首 先由紅外接收管收到微弱的信號(hào)，經(jīng)放大后解解調(diào)（把高頻載波去掉），再進(jìn)行解碼，就可得到遙控器發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。如圖 3.1所示。鍵盤編一調(diào)疝|*led> 遙控發(fā)射器光/電枚大h解.調(diào)h河解倡

17、m t + &->su m i，-a> s- 口 i : 口 -»i =4一 - - i-j - i 遙控接收器圖3.1紅外遙控流程圖圖3.1中遙控接收器部分的“光/電放大”和“解調(diào)”由一體化接收 頭完成，單片機(jī)要做的只是“解碼”。實(shí)驗(yàn)板上一體化接收頭的數(shù)據(jù)輸出線經(jīng)過(guò)了 into切換開關(guān)連接到單片機(jī)的p32腳（即into） , into 切換開關(guān)彈起時(shí)連通。3.1.2實(shí)現(xiàn)方法經(jīng)遙控器發(fā)送的是串行數(shù)據(jù)，通過(guò)脈沖的占空比來(lái)區(qū)別 0'和'1'以脈寬為0.565ms,間隔0.56ms,周期為1.125ms的組合表 示二進(jìn)制0'以脈寬為0.5

18、65ms,間隔為1.685ms,周期為2.25ms 的組合表示二進(jìn)制1'。其波形如下圖。bit u«0.56ms >kk：vbi t:0.56ms im!1j 25ms2.2sms圖3.2 遙控碼的“ 0”和“ 1遙控器產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為 用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備；后16位為8位操作碼及其反碼， 最多可產(chǎn)生128個(gè)不同的編碼。當(dāng)遙控器一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms震蕩 器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖，這108ms發(fā)射代碼由 一個(gè)起始碼（9ms）, 一個(gè)結(jié)果碼 （4.5ms）,低8位地址碼（9ms18ms ,高 8 位地

19、址碼（9ms18ms , 8 位數(shù)據(jù)碼（9ms18ms 及其反碼（9ms18ms組成。如果鍵按下超過(guò)108ms仍未松開，接下來(lái) 發(fā)送的代碼（連發(fā)碼）就只由起始碼（9m§和結(jié)束碼（4.5ms）組成。 解碼關(guān)鍵在于如何識(shí)別0和1' ,0'和'1'均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，'0'為0.56ms,'1'為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別0和1'。如果從0.56ms過(guò)后開始延時(shí)，0.56ms后若讀到低電平，說(shuō)明該位為0，反之為1' 為了可靠起見，延時(shí)必須比 0.56ms長(zhǎng)一些

20、，但又不能超過(guò)1.12ms,否 則如果該位為0'，讀到的已是下一位的高電平，因此取（1.12+0.56 ） /2=0.84ms比較可靠。過(guò)程如圖3.3所示。逼授信號(hào)墉碼波舶用圖3.3數(shù)據(jù)碼的組成3.2 4*4矩陣鍵盤因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)用到的按鍵較多，所以本設(shè)計(jì)采用行列式鍵盤，同時(shí)也 能減少所占用的i/o線的數(shù)目，節(jié)省資源。mm q q 口 s ra 確因取消 更改i imas |擴(kuò)展| |擴(kuò)展圖3.4行列式鍵盤原理電路圖每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過(guò) 一個(gè)按鍵來(lái)連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要 n條行線和m條列線, 即可組成具有nx m個(gè)按鍵的鍵盤。本設(shè)計(jì)發(fā)射部分

21、采用4*3鍵盤，接收 部分采用4*4鍵盤。鍵盤掃描時(shí)，首先由i/o 口低四位輸出高電平，高 四位輸出低電平，假若有鍵按下，那么在i/o 口低四位即可讀出低電平， 接著延時(shí)消抖，再具體判斷是何鍵按下。判斷鍵盤中有無(wú)鍵按下將全部行線x0-x3置低電平 然后檢測(cè)列線的狀態(tài) 只要有一列的 電平為低 則表示鍵盤中有鍵被按下 而且閉合的鍵位于低電平線與 4根 行線相交叉的4個(gè)按鍵之中若所有列線均為高電平則表示鍵盤中無(wú)鍵 按下判斷閉合鍵所在的位置。在確認(rèn)有鍵按下后即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程 其方法是依 次將行線置為低電平 即在置某根行線為低電平時(shí) 其它線為高電平 當(dāng) 確定某根行線為低電平后 再逐行檢測(cè)各列

22、線的電平狀態(tài) 若某列為低 則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵 .現(xiàn)將接收部分的鍵盤功能做一下說(shuō)明。如圖，0至9號(hào)鍵為數(shù)字鍵，六位密碼從中產(chǎn)生?！按_認(rèn)”鍵，“更改”鍵，“取消”鍵和“ mas鍵為 功能按鍵，具有控制開鎖，更改密碼和取消相關(guān)操作等功能。剩余的兩 個(gè)鍵在本設(shè)計(jì)中未用，可作為今后的功能擴(kuò)展鍵使用。3.3 i2c總線技術(shù)3.3.1 i2c總線特點(diǎn)i2c總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性。由于接口直接在組件 之上，因此i2c總線占用的2c總線是由數(shù)據(jù)線sdaf時(shí)鐘scl構(gòu)成的用 行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在 cpuf被控ic串行eeprom24c02寫 實(shí)驗(yàn)i2i2空間非

23、常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低 了互聯(lián)成本。總線的長(zhǎng)度可高達(dá)25英尺，并且能夠以10kbps的最大傳 輸速率支持40個(gè)組件。i2c總線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多 (multimastering),其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主 總線。一個(gè)主控能夠控制信號(hào)的傳輸和時(shí)鐘頻率。當(dāng)然，在任何時(shí)間點(diǎn) 上只能有一個(gè)主控。i之間、ic與ic之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速 率100kbps。各種被控制電路均并聯(lián)在這條總線上，但就像電話機(jī)一樣只有撥通各自的號(hào)碼才能工作，所以每個(gè)電路和模塊都有唯一的地址，在信息的傳輸過(guò)程中，i2c總線上并接的每一模塊電路既是主控器(或 被控器)，又是發(fā)送

24、器(或接收器)，這取決于它所要完成的功能。3.3.2 i2c通信原理(1)數(shù)據(jù)傳輸：sd磁上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平時(shí)期保持穩(wěn)定,sdaji上的電平狀態(tài)i21數(shù)據(jù)傳輸：sda線只有在時(shí)鐘的低電平時(shí)期才能改變。i激據(jù)前理圖3.5 sda和scl相互關(guān)系(2)開始信號(hào)：scl為高電平時(shí)，sda由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。 結(jié)束信號(hào)：scl為高電平時(shí)，sda由低電平向高電平跳變，結(jié)束 傳送數(shù)據(jù)。(4)應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的ic在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的ic發(fā)出低電平脈(5)總線基本操作：i2c規(guī)程運(yùn)用主/從雙向通訊。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送沖，表示已收到數(shù)據(jù)。cput受控單

25、元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào),cpus收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號(hào)的判斷。若未收到應(yīng)答信號(hào)，則判斷 為受控單元出現(xiàn)故障。器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。主器件和從 器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)?？偩€必須由主器件（通常為微控制 器）控制，主器件產(chǎn)生串行時(shí)鐘（scd控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起 始和停止條件。sda線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在scl為低電平的期間才能改變， scl為高電平白期間，sda犬態(tài)的改變被用來(lái)表示起始和停止條件。 參見 圖3.6圖3.6 scl與sda波形關(guān)系3.3.3 硬件介紹24c04是cmos 204腑串行eepromft部組織成256

26、x8位。16字節(jié)頁(yè)面寫。與mcs-51單片機(jī)接口如圖40所示。由于sda1漏極開路輸出，且可以與任何數(shù)目的漏極開路或集電極開路輸出“線或”（wire-ored ）連接。上拉電阻的選擇可參考 24c02的數(shù)據(jù)手冊(cè)（一般 為10k）。下面是通過(guò)i2c接口對(duì)24c04進(jìn)行單字節(jié)寫操作的例程。i i2-4 co 2圖3.7 24c02電路圖3.4.1 lcd液晶顯示lcd1602可顯示兩行英文字符，并且內(nèi)帶 ascii字符庫(kù)。lcd1602模塊內(nèi)部可以完成顯示掃描，單片機(jī)只要向lcd1602發(fā)送命令和顯示內(nèi)容的ascii碼。表3-1引腳功能說(shuō)明引 腳符號(hào)功能說(shuō)明1vss一般接地2vdd接電源（+5v）

27、3v0液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱， 接地電源時(shí)對(duì)比度戢高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼 影”，可以通過(guò)一個(gè)10k的電位器調(diào)整對(duì)比度）。4rsrs為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、 低電平時(shí)選擇 指令寄存器。5r/wr/w為讀寫信號(hào)線，高電平（1）時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平（0）時(shí) 進(jìn)行寫操作。6ee（或en）端為使能（enable）端，下降沿使能。7db0底4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位）8db1底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線1位9db2底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線2位10db3底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線3位11db4高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線4位12db5高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線5位13d

28、b6高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線6位14db7局4位二態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最局位）（也是busy flag ）15bla背光電源正極16blk背光電源負(fù)極圖3.8 lcd1602引腳圖表3-2寄存器選擇控制表rsr/w操作說(shuō)明00寫入指令寄存器（清除屏等）01讀busy flag （ db7 ）,以及讀取位址計(jì)數(shù)器 （db0db6 ）值10寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（cgrom）經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小 寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼， 比如大寫的英

29、文字母“ a”的代碼是01000001b （41h）,顯示時(shí)模塊 把地址41h中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“ a”。因?yàn)?602識(shí)別的是ascii碼，試驗(yàn)可以用ascii碼直接賦值， 在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 a'。圖3.9是1602的16進(jìn)制ascii碼值：讀的時(shí)候，先讀上面那列，再讀左邊那行，如：感嘆號(hào)！的ascii 為0x21,字母b的ascii為0x42 （前面加0x表示十六進(jìn)制）。35uppe4 bit hexadecimalum*4 b ita期miff<51wil£31osoo0101 0110 網(wǎng)cm fl1010 1

30、a|111nw 由tl&lm0 圜nn(f)m m 鼻 f 4g00汕co 1am wi'1 ¥11*% fi»lk*bii%fl hilira ri*b*i可hl dm 1k k m mooo1-j/irsii! 41 '* i s*"fb：；“ i1t:h *b 4-i!:二；j k.gi 'lltbii m 3/m仲0»1 b* jh 1f*h*艮f'tljib" r -il'1a»"- jj j .:工h m h岷郵1|：3|惻5 1 trit 心?fl .；ii -

31、m產(chǎn)*vimr a ii!1 1 i.b3 | a4 ri “q h*.3ih »j m-a n* ab c h xag.4- a rf匕卜*i -9 +j*'kmiik j!5* 一 ¥ i « ：jujiij k .m1a 1 jiri rri ilq r* rynes s rgqi15)t： a，um ti + l +1 1e i o9 hlt.kdt i 1 e %i+ln卜廣： " fai" ,i ji 1.京。，叩曲£：e:工 ii i i i j9 *b +e, jiii imb'4ji! i-ih-li

32、 fl d id itf” vivid«i ««s n wit了jhblklejj-1j» ：k： ii j' bii“e faba « « ：i b7w j i.* h = *5a*0i i j j ! 5* i t*l， 卜 i e：；曾1iri r4 i 44.$*i t 1 i>c圖3.9 1602的16進(jìn)制ascii碼值指令集1602通過(guò)d0d7l勺8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。顯示模式設(shè)置：（初始化）0011 0000 0x38 設(shè)置16x2顯示，5x7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口；顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：（初始化）0000

33、1dcbd顯示（1有效）、c光標(biāo)顯示（1有效）、b光標(biāo)閃爍（1有效）0000 01ns n=1（讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加 1 &光標(biāo)加1）,n=0（讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減1 &光標(biāo)減1）,s=1且n=1 （當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移）s=0當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng)數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為80h,所以數(shù)據(jù)地址為80h碘址碼（0-27h, 40-67h）其他設(shè)置：01h（顯示清屏，數(shù)據(jù)指針=0,所有顯示=0）; 02h（顯示回車，數(shù)據(jù)指 針=0）。通常推薦的初始化過(guò)程：延時(shí)15ms寫指令38h延時(shí)5ms寫指令38h延時(shí)5ms寫指令38h延時(shí)5ms（以上都不檢測(cè)忙信號(hào)

34、）（以下都要檢測(cè)忙信號(hào)）寫指令38h寫指令08h關(guān)閉顯示寫指令01h顯示清屏寫指令06h光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置寫指令0ch顯示開及光標(biāo)設(shè)置3.4.2 數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示有動(dòng)態(tài)掃描顯示與靜態(tài)顯示。 其中動(dòng)態(tài)掃描顯示是最常用 的顯示方法。在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描方式顯示密碼及其狀態(tài)。由于人類的眼睛有視覺余留的特性， 對(duì)快速變化的圖象分辨不清，利 用這點(diǎn)我們制一數(shù)碼管處于點(diǎn)亮的時(shí)間為10ms,接著關(guān)閉它，鎖存數(shù)據(jù)的顯示碼，選通這位，控制它點(diǎn)亮10ms,以此下去直到第六個(gè)數(shù)碼管也點(diǎn)亮 10ms,在從第一位開始重復(fù)上面的步驟圖3.10數(shù)碼管顯示流程圖3.5本章小結(jié)本章具體介紹了紅外通訊模塊，鍵盤模塊，密碼存儲(chǔ)

35、模塊以及顯 示模塊的基本知識(shí)與其實(shí)現(xiàn)的方法。紅外通訊模塊解決遙控解碼問 題，通過(guò)弄清楚紅外的編碼格式，就能通過(guò)軟件解碼方式讀取遙控 發(fā)射的數(shù)據(jù)。鍵盤部分介紹了 4*4矩陣鍵盤的原理與實(shí)現(xiàn)。密碼存 儲(chǔ)模塊運(yùn)用了 i2c總線技術(shù)，詳細(xì)介紹了 i2c總線技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。 顯示部分詳細(xì)說(shuō)明了 lcd1602夜晶顯示的基本原理與運(yùn)用操作，而 且還提到了數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描顯示原理。第4章總結(jié)本設(shè)計(jì)利用兩塊89c52單片機(jī)芯片完成了基于紅外遙控密碼鎖的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了紅外遙控和鍵盤雙輸入控制，密碼儲(chǔ)存部分采用24c02芯片實(shí)現(xiàn)了斷電保護(hù)問題，顯示部分實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼管六位動(dòng)態(tài)顯示狀態(tài)功能， 并擴(kuò)展到了 lcd16021晶

36、屏上顯示，在報(bào)警部分設(shè)計(jì)了蜂鳴器在密碼輸 入錯(cuò)誤三次蜂鳴器報(bào)警的功能。它的創(chuàng)新點(diǎn)在于用了一塊單獨(dú)的89c52芯片進(jìn)行紅外解碼，而且解碼部分軟件設(shè)計(jì)用的是匯編語(yǔ)言，而顯示鍵 盤部分用的是c語(yǔ)言，通過(guò)兩塊89c52芯片使得這兩種語(yǔ)言很好的組合 在一起，使得他們既能夠很好的完成各自的任務(wù)也能很好的兼容在一起 完成整個(gè)系統(tǒng)的任務(wù)。然而系統(tǒng)還是存在如下一些不足：沒有考慮過(guò)多外部因素對(duì)系統(tǒng)的 影響，比如密碼丟失，誤操作對(duì)系統(tǒng)的影響。報(bào)警與提示功能做得不夠 完善，遙控的有效距離沒有進(jìn)行系統(tǒng)的論證。 這些因素有待進(jìn)一步完善。參考文獻(xiàn)1林伸茂.8051單片機(jī)徹底研究基礎(chǔ)篇m.北京：人民郵電出版社， 2003:

37、24-153.2趙廣林.protel 99se 電路設(shè)計(jì)與制作m.北京：電子工業(yè)出版社， 2005: 15-342.3馮耀輝等.powerpcb 5.0入門與提高m.北京：人民郵電出版社， 2004: 17-48.4康華光等.電子技術(shù)基礎(chǔ)第2版m.北京：高等教育出版社，2004: 10-156.5胡凱，張穎超.生化分析儀的設(shè)計(jì)及與pc機(jī)的通信j.微計(jì)算機(jī)信息，2006: 208-209.6馬鴻文.基于at89c52單片機(jī)的自動(dòng)存取柜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)m.微計(jì) 算機(jī)信息，2006:101-103.7曹巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用m.北京：電子工業(yè)出版社，2002.8牛翌光.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.北京：電子

38、工業(yè)出版社，2008: 32-79.9楊路明.c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)m.北京：北京郵電大學(xué)出版社， 2005:52-268.10張文崢，李先亮，張其善.irda紅外通信在導(dǎo)航儀中的應(yīng)用j.2000,10.11邱玉春，李文俊.單片機(jī)系統(tǒng)中的紅外通信接口 j.2000 : 56-163.12黃耀軍，周云，嚴(yán)國(guó)萍.計(jì)算機(jī)紅外無(wú)線互連的設(shè)計(jì)幾實(shí)現(xiàn) j.2000,2.13麥山，皮佑國(guó).基于單片機(jī)的協(xié)議紅外遙控系統(tǒng)j.1998,5.14 jimemez petal. improved ppmschemesfor infrared wireless lanj.electronics lettrs,1996,10.1

39、5 serial infrared link access protocol(irlap),version 1.1.company,june 16,1996,ibm corporation , hewlett-packardapple computer, inc.,counterpoint systems foundry, inc.致謝本文在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下完成，在此要感謝各位指導(dǎo)我的老師, 在我遇到困難時(shí)給予細(xì)心的指導(dǎo)。導(dǎo)師淵博的知識(shí)、活躍的學(xué)術(shù)思想、 嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、敏銳的科學(xué)前瞻性使我受益很 多，導(dǎo)師的諄諄教海和精心指導(dǎo)將使我永生難忘。指導(dǎo)老師教導(dǎo)我們學(xué) 習(xí)的同時(shí)

40、還指導(dǎo)我們正確的工作態(tài)度和方法，老師如同自己的父母，不 僅教給我們知識(shí)，還教會(huì)我們?yōu)槿颂幨赖牡览硪约霸趯?lái)的人生道路上 要學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地。不論將來(lái)從事什么工作，只有一個(gè)道理不會(huì)變，那就 是腳踏實(shí)地、勤勤懇懇、認(rèn)真仔細(xì)。只有這樣才能學(xué)到重要的知識(shí)，才 能比別人更勝一籌。我們將離開校園，走進(jìn)一個(gè)更大的群體，未來(lái)值得我們期待。在學(xué) 校期間，老師教會(huì)我們很多東西，我們要用這些東西去立足社會(huì)，報(bào)效 社會(huì)，盡情展示自己的價(jià)值。再一次感謝各指導(dǎo)老師，在此向指導(dǎo)老師 表示最誠(chéng)摯的敬意和謝意！附錄源程序org 0000hmain:jnb p3.2,ir ;遙控掃描ljmp main ;主循環(huán)ir：;解碼開始mov

41、 r6,#10ir_sb:;cpl p1.0;lcall delay882; 延時(shí) 882 微秒mov r7,#202delay882_a:;882us 延時(shí)nopnopdjnz r7,delay882_ajb p3.2,ir_error;數(shù)據(jù)錯(cuò)誤退出解碼djnz r6,ir_sb; 重復(fù)10次檢測(cè);識(shí)別原碼jnb p3.2,$;等待高電平避開9msf氐電平引導(dǎo)脈沖;lcall delay2400mov r7,#245delay2400_a:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_ajnb p3.2,ir_rp; 這里為低電平，認(rèn)為是連發(fā)碼;lcall d

42、elay2400 ; 延時(shí) 4.74ms避開 4.5ms 的結(jié)果碼mov r7,#245delay2400_b:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_b；讀取32位數(shù)據(jù)碼mov r1,#1ah;存放數(shù)據(jù)的起始地址mov r2,#4ir_4byte:mov r3,#8ir_8bit:jnb p3.2,$;等待地址碼第一位的高電平信號(hào);lcall delay882;高電平來(lái)后開始延時(shí)882usmov r7,#202delay882_b:;882us 延時(shí)nopnopdjnz r7,delay882_bmov c,p3.2jnc ir_8bit_0;延時(shí)后為為

43、低電平則跳到ir_8bit_0;lcall delay1000mov r7,#229delay1000_a:nopnopdjnz r7,delay1000_air_8bit_0:mov a,r1； 將r1中的地址給累加器 arrc a; 將c移入a的最低位mov r1,a; 保存a中的值到ramfrdjnz r3,ir_8bit; 接收地址碼的高8位inc r1; 下一地址djnz r2,ir_4byte;接收完成8位數(shù)據(jù)，8位數(shù)據(jù)碼和16位地址碼ljmp ir_goto ; 解碼結(jié)束ir_rp:ljmp ir_gotoir_error:ljmp mainir_goto:;執(zhí)行部分mov a,

44、1chcpl acjne a,1dh,ir_errormov p1,1dh ;接收到的數(shù)據(jù)顯示到p1 口mov 1ah,#00h ; 接收區(qū)消 0mov 1bh,#00hmov 1ch,#00hmov 1dh,#00hdelay2400_1:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_1delay2400_2:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_2delay2400_3:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_3delay2400_4:nopnopnopnopnopnopnopdj

45、nz r7,delay2400_4delay2400_5:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_5delay2400_6:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_6delay2400_7:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_7delay2400_8:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_8delay2400_9:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_9delay2400_10:nopnopnopn

46、opnopnopnopdjnz r7,delay2400_10delay2400_11:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_11delay2400_12:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_12delay2400_13:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_13delay2400_14:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_14delay2400_15:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_1

47、5delay2400_16:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_16delay2400_17:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_17delay2400_18:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_18delay2400_19:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_19delay2400_20:nopnopnopnopnopnopnopdjnz r7,delay2400_20delay2400_21:nopnopnopnopnopn

48、opnopdjnz r7,delay2400_21mov p1,#255 ;接收到的數(shù)據(jù)顯示4.8ms后清零ljmp main;回到主循環(huán);delay1000:;mov r7,#229;delay1000_a:;nop;nop;djnz r7,delay1000_a;ret;delay2400:;mov r7,#245;delay2400_a:;nop;nop;nop;nop;nop;nop;nop;djnz r7,delay2400_a;ret;delay882:;延時(shí)函數(shù);mov r7,#202;delay882_a:;882us 延時(shí);nop;nop;djnz r7,delay882_a

49、;retend#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit addro = p1a4;/ sbit addri = pw5;/ sbit addr2 = pw6;/ sbit addr3 = pw7；/ sbit scl=p1a0；/i2c sbit sda=p1a1；/i2c sbit lek = p3a5;系統(tǒng)片選地址線0 系統(tǒng)片選地址線1 系統(tǒng)片選地址線2 系統(tǒng)片選地址線3 時(shí)鐘線數(shù)據(jù)線/行掃描數(shù)組uchar code scan8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0x

50、ef,0xdf,0xbf,0x7f;row0-row7/數(shù)碼管顯示的段碼表uchar code table18=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0,1,2,3,4,5 0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,/6,7,8,9,a,b0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xbf,0xff;/c,d,e,f,-,空格uchar dispbuf8; / 顯示緩沖區(qū)uchar buffer4;/ 發(fā)送字符個(gè)數(shù)uchar keybit,count,input,state,mode,ir_data,ir_command,i;unsigned int pa

51、ssword,newpassword,temp;void start_12c();void stop_12c();uchar rcvb();extern void ack_12c(bit a);extern void sendb(uchar c);extern void delay(unsigned int loop);延時(shí)函數(shù)/*/void delay(unsigned int loop) unsigned int i ; /loop為執(zhí)行空指令的次數(shù)，改變它可一改變延時(shí)時(shí)長(zhǎng)for(i=0;i<loop;i+);/循環(huán)執(zhí)行空指令100p次，達(dá)到延時(shí)目的/*按鍵音*/void keybuzz() addro = 1;addri = 0addr2 = 1;/p0 = 0x4