基于單片機的紅外遙控電子密碼鎖設(shè)計畢業(yè)論文演示文稿

1、基于單片機的紅外遙控電子密碼鎖設(shè)計導(dǎo)師：趙 力專業(yè)：電子信息工程班級：05312班姓名：李侃 20050521論文框架 設(shè)計方案 實現(xiàn)功能 硬件電路設(shè)計 總結(jié)體會 1234電子密碼鎖簡介 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價比較高的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的電子密碼鎖采用組合邏輯電路，但電路較復(fù)雜，可靠性差。現(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過單片機編程來實現(xiàn)的。其性能和平安性已大大超過了機械鎖。其特點如下：1) 保密性好，編碼量多遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖成功率幾乎為零。2) 密碼

2、可變，用戶可以隨時更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以防止因人員的更替而使鎖的密級下降。 3) 誤碼輸入保護，當(dāng)輸入密碼屢次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。4) 無活動零件，不會磨損，壽命長。5) 使用靈活性好，不像機械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。6) 電子密碼鎖結(jié)構(gòu)簡潔，故障率低，密碼輸入操作簡單易行。7) 通用性強，可根據(jù)需要安裝在不同的設(shè)備上。8) 硬件本錢低廉，軟件簡潔可靠，易于批量生產(chǎn)。 電子密碼鎖的開展趨勢 在日常的生活和工作中, 住宅與部門的平安防范、單位的文件檔案、財務(wù)報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的方法來解決。目前門鎖主要用彈子鎖，其鑰匙容易喪失；保險箱主要用機械密碼鎖，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)

3、雜，制造精度要求高，本錢高，且易出現(xiàn)故障，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙喪失后平安性即大打折扣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷開展，人們對日常生活中的平安保險的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其平安性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運而生。密碼鎖具有平安性高、本錢低、功耗低、易操作等優(yōu)點。 在平安技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、平安性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術(shù)上還是在性能上都獲得了大大的提高。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的開展，特別是單片機的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管

4、理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的平安性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。 隨著人們對平安的重視和科技的開展，許多電子智能鎖指紋識別、IC卡識別已在國內(nèi)外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點是針對特定有效卡、指紋或聲音有效，且不能實現(xiàn)遠程控制，只能適用于保密要求高且供個人要求高的箱、柜、門等。而且指紋識識別器假設(shè)在公共場所使用存在容易機械損壞，IC卡還存在容易喪失、損壞等缺點，再加上其本錢較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術(shù)水平與市場的接受程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。 1、兩種設(shè)計方案簡介一 、由數(shù)字電路及芯片構(gòu)建 用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路

5、作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，假設(shè)按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過10秒一般情況下，用戶不會超過10秒，假設(shè)用戶覺得不便，還可以修改電路將報警20秒，假設(shè)電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤2分鐘，防止他人的非法操作。采用數(shù)字電路設(shè)計的方案好處就是設(shè)計簡單但控制的準確性和靈活性差。故不采用。 二、采用以單片機為核心的控制方案 由于單片機種類繁多，各種型號都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時要多加比較，合理選擇，以期獲得最正確的性價比。一般來說在選取單片機時從下面幾個方面考慮：

6、性能、存儲器、運行速度、I/O口、定時/計數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些的還有一些最根本的比方：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機內(nèi)有無時鐘振蕩器、有無上電復(fù)位功能等。 基于以上因素本設(shè)計選用單片機AT89S51作為本設(shè)計的核心元件，利用單片機靈活的編程設(shè)計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，實現(xiàn)根本的密碼鎖功能。在單片機的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接LED顯示器用于顯示作用。當(dāng)用戶需要開鎖時，先按鍵盤開鎖鍵之后按鍵盤的數(shù)字鍵09輸入密碼。密碼輸完后按下確認鍵，如果密碼輸入正確

7、那么開鎖，不正確顯示密碼錯誤重新輸入密碼，當(dāng)三次密碼錯誤那么發(fā)出報警；當(dāng)用戶需要修改密碼時，先按下鍵盤設(shè)置鍵后輸入原來的密碼，只有當(dāng)輸入的原密碼正確后才能設(shè)置新密碼。新密碼輸入無誤后按確認鍵使新密碼將得到存儲，密碼修改成功。 可以看出方案二控制靈活準確性好且保密性強還具有擴展功能，根據(jù)現(xiàn)實生活的需要此次設(shè)計采用此方案。2、實現(xiàn)功能1選擇密碼 將編好的密碼程序存儲在EPROM中，用戶通過密碼選擇鍵AT89C51中的P1.5口上的按鍵進行選擇。具體操作過程如下：首先按一下P1.5口上的按鍵，然后再逐漸輸入號碼，最后按下確認鍵“#即可。2密碼顯示 為了幫助用戶確認是否有鍵按下，特在電路中設(shè)置了模擬顯

8、示電路；而為了防止密碼外泄；顯示時，并不是顯示用戶按下的數(shù)字符號，而是以一個特定的字母符號提醒用戶是否有鍵按下。有鍵按下，就會顯示出字符“H，沒鍵按下，那么不會顯示字符。這樣既巧妙地提醒了用戶又保護了用戶密碼，此乃本設(shè)計可靠性優(yōu)點之一。3本機鍵開鎖 當(dāng)用戶鍵入正確密碼后，再按確認鍵“#號，便會自動開鎖。但用戶鍵入密碼時應(yīng)注意：數(shù)字與數(shù)字之間的間隔時間為3秒，例如密碼為57618，當(dāng)鍵入第一個數(shù)字5后應(yīng)在3秒內(nèi)鍵入第二個數(shù)字7，否那么，就會視為無效。如果鍵入完密碼后不按確認鍵系統(tǒng)會當(dāng)做放棄開鎖處理4密碼錯誤報警 當(dāng)用戶鍵入錯誤密碼時，系統(tǒng)就會報警，由揚聲器發(fā)出5秒報警聲。當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯誤時

9、，那么系統(tǒng)會長期報警不止。這時必須按復(fù)位方可停止。此乃平安可靠性之一。5遙控開鎖 當(dāng)此鎖用于私家車庫或倉庫時，用戶可以不用上車，只要手執(zhí)遙控器，鍵入正確密碼，便會自動開鎖；如果密碼錯誤，同樣也會報警。這是本設(shè)計優(yōu)越性能之三。3、硬件電路設(shè)計3.1 遙控發(fā)射電路設(shè)計及紅外遙控原理 遙控發(fā)射電路利用了通用的紅外發(fā)射管 紅外線發(fā)射接收控制電路均采用AT89S51單片機來實現(xiàn)，電路簡單，輸出控制方式可選擇，實用性強。具體工作過程如下： 發(fā)射時：以下圖所示為遙控發(fā)射電路圖。首先，將從串行發(fā)射口P3.1送出的數(shù)據(jù)反響到P1.1口進行內(nèi)部調(diào)制，再從P1.2口送出，再經(jīng)過紅外發(fā)射二極管發(fā)射出去，發(fā)射距離為10

10、米。 接收時：采用與發(fā)射配套的紅外接收頭，將發(fā)射出的數(shù)據(jù)接收后送到串行口P3.0中，再由系統(tǒng)進行確認接收數(shù)據(jù)是否與發(fā)送數(shù)據(jù)相符，相符那么開鎖，不相符那么放棄。 遙控發(fā)射電路 3.2 本機鍵開鎖設(shè)計及工作原理 AT89S51作為本電路的核心，P0口和P1.0、P1.1、P1.2外接本機鍵盤，P3.0口外接遙控接收頭，P1.3口外接報警信號放大器，用來放大報警信號，驅(qū)動揚聲器，P1.7口外接開鎖電磁驅(qū)動電路，P1.5外接密碼選擇鍵，EPROM內(nèi)存有兩套密碼，P2口接數(shù)碼管，用來顯示按鍵是否按下，P1.4口外接驅(qū)動控制電路用來控制LM386的電源，也就是說只有報警時，LM386才供電源，平常斷電，這

11、樣大大減小了耗電流。本機鍵開鎖工作特點：1當(dāng)沒有接收到遙控信號時，這時由鍵盤輸入密碼，當(dāng)5位有效密碼輸入正 確時按“#號確認，P1.7口輸出高電平使電磁鎖動作，完成開鎖，同時，電路進入延時狀態(tài)，延時5秒鐘后，電路將自動恢復(fù)到初始的閉鎖狀態(tài)。2當(dāng)5位有效密碼輸入正確，但沒有按“#號鍵確認時，這時電路將自動放棄，恢復(fù)到初始的閉鎖狀態(tài)。3在輸入5位有效密碼時，必須按照先后順序輸入，如順序錯誤或密碼不對時，這時假設(shè)不按“#號確認，將無法開鎖，并同時發(fā)出5秒鐘的報警信號，用以提醒用戶。4假設(shè)連續(xù)3次輸入錯誤，系統(tǒng)會長時間報警，這時必須按復(fù)位鍵恢復(fù)初始化狀態(tài)。5輸入密碼時，首位密碼正確輸入后，電路將開始自

12、動計時，每位密碼數(shù)之間的輸入間隔應(yīng)在3秒內(nèi)。否那么將作為輸入超時處理，系統(tǒng)自動放棄，恢復(fù)到初始狀態(tài)。 本機鍵開鎖電路圖 3.3 遙控開鎖的工作原理 中選擇遙控開鎖時，本機鍵便會被封鎖。這時，用戶手執(zhí)遙控器按下AT89S51上的P1.0口上的按鍵時，便有數(shù)字從AT89S51 P1.2口發(fā)出，發(fā)送的過程如下： 首先將從P3.1口送出5FH，然后將5FH反響到P1.1口進行內(nèi)部調(diào)制，調(diào)制的規(guī)那么是“0電平調(diào)制，“1電平不調(diào)制，最后將調(diào)好的數(shù)據(jù)從P1.2口通過紅外發(fā)光二極管以波長為940nm的紅外光發(fā)出紅外遙控信號。然后，在本機控制電路中的AT89S51的P3.0口接有與紅外發(fā)光二極管配套的接收頭，將

13、接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號數(shù)據(jù)。最后，通過系統(tǒng)與內(nèi)部原先設(shè)置的數(shù)據(jù)進行比較確認，如果一致便可開鎖，如果不一致便放棄開鎖。 總結(jié)體會 本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機中的AT89S51芯片為核心器件來設(shè)計電子密碼鎖，結(jié)合外圍的鍵盤輸入、LED顯示、報警系統(tǒng)等電路來完成錯誤報警，超次鎖定、修改用戶密碼，恢復(fù)初始密碼和紅外遙控開鎖等功能。其中電磁鎖電路暫時利用發(fā)光二極管代替，用發(fā)光二極管的亮滅和蜂鳴器的響聲來指示電磁鎖的開關(guān)。在系統(tǒng)調(diào)試過程中，還是發(fā)現(xiàn)一些問題，系統(tǒng)不穩(wěn)定情況時有發(fā)生，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試發(fā)現(xiàn)以下問題： 按鍵效果不好，產(chǎn)生較大狀況的抖動，使軟件消抖不完全；另外一個就是單片機本身有問題，引起系統(tǒng)跑飛或者卡死；還有就是由于電路板制作的原因，線路之間產(chǎn)生干擾，系統(tǒng)發(fā)生錯誤，比方LED顯示錯誤等等。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修改，最后終于到達一個比較滿意的水平。 在本次畢業(yè)設(shè)計中，通過動手實踐操作進一步學(xué)習(xí)和掌握了單片機原理的有關(guān)知識，特別是程序的編程方面，加深了對單片機原理及應(yīng)用技術(shù)的認識，進一步穩(wěn)固了對單片機知識的理解，掌握簡單的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、