本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于51單片機(jī)的紅外遙控密碼鎖設(shè)計(jì).

1、基于51單片機(jī)的紅外遙控密碼鎖摘 要：關(guān)于如何加強(qiáng)家庭住房安全問題日益突出。傳統(tǒng)的機(jī)械防盜鎖構(gòu)造過于簡單，盡管有些經(jīng)過加固以及增加相應(yīng)的防護(hù)措施，但是鎖被撬現(xiàn)象屢見不鮮，無法保障人們的安全。本次設(shè)計(jì)中制作的一種密碼鎖，具有很好的保密性。另外，此處采用的是雙控模式，即使用鍵盤控制的同時(shí)，也可以使用遙控器。操作中的提示語用LCD來顯示。密碼由六位0到9的數(shù)字夠成，加大保密強(qiáng)度，此外，本設(shè)計(jì)中采用的AT24c02具有防止掉電丟失數(shù)據(jù)的作用。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；密碼鎖；紅外；LCD1602Based on 51 SCM Infrared Remote Control Combination Lock

2、Abstract: Security issues have become increasingly prominent on how to strengthen the family home. Traditional mechanical anti-theft lock structure is too simple, although some had been strengthened and increased appropriate protective measures, but lock pry common occurrences, can not guarantee the

3、 safety of people. A lock made in the design, with good confidentiality. In addition, here is the dual-control mode that is controlled using the keyboard at the same time, you can also use the remote control. Prompt operation using the LCD display. Password by six 0-9 of digital enough increase conf

4、identiality strength, In addition, the design used in AT24c02 prevent power-down data loss.Key words: 51 SCM； Combination lock；Infrared；LCD1602目 錄1 引言- 1 -1.1研究背景與意義- 1 -1.2 研究現(xiàn)狀- 1 -1.3 研究內(nèi)容- 1 -2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案- 2 -2.1 總體方案- 2 -2.2 系統(tǒng)框圖- 2 -3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)- 3 -3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 3 -3.2 LCD顯示電路設(shè)計(jì)- 4-3.3 矩陣鍵盤電路設(shè)計(jì)- 5

5、 -3.4 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)-6 -3.5紅外發(fā)送接收電路設(shè)計(jì)- 7 -3.6 模擬鎖與報(bào)警電路設(shè)計(jì)- 10 -3.7系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)- 11 -4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)- 12 -4.1 程序設(shè)計(jì)思路- 12 -4.2 算法與流程圖-13 -5 系統(tǒng)仿真與硬件調(diào)試- 14 -5.1系統(tǒng)仿真和調(diào)試方案- 14 -5.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試- 16 -5.3 調(diào)試結(jié)果- 17 -6 總結(jié)與展望- 17 -致謝-17 -參考文獻(xiàn)- 18-附錄- 18 -1元器件清單- 18 -2源程序-18 -1 引言1.1 研究背景與意義我們知道當(dāng)某一個(gè)公司研發(fā)一些新產(chǎn)品時(shí)都會(huì)特別重視其資料的安全問題，在競爭日益激烈的當(dāng)下，新研發(fā)

6、的產(chǎn)品資料，科研項(xiàng)目，以及單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表，個(gè)人資料等等，都是特別保護(hù)的對象，萬一泄露將直接關(guān)系到一個(gè)企業(yè)的存亡。再從我們身邊來說，家庭住房多采用一般的機(jī)械鎖。這樣不僅不安全，而且，每天都要帶鑰匙很不方便。若不慎丟失鑰匙更會(huì)產(chǎn)生事倍功半的效果。本次設(shè)計(jì)的密碼鎖將滿足人們的要求。在科技高速發(fā)展的今天，非接觸式控制越來越受大家歡迎，利用紅外遙控，方便又安全。另外，紅外線不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，反應(yīng)速度迅速、工作穩(wěn)定度高等特點(diǎn)。而在工業(yè)制造中，在高壓、輻射、腐蝕等惡劣環(huán)境下，采用紅外遙控能夠很好地隔離這些干擾。在本次設(shè)計(jì)中，為了更加方便操作，除了采用矩陣鍵盤對密碼鎖進(jìn)行控制外，還可以用遙控器進(jìn)行控

7、制，以達(dá)到雙控的目的。1.2 研究現(xiàn)狀目前大部分的家庭用鎖采用的都是機(jī)械式的，一種鑰匙對應(yīng)一把鎖，但鑰匙可復(fù)制，這無疑給人們的安全帶來極大威脅。另外，其最大的缺點(diǎn)是利用簡單工具就能很容易地把鎖撬開。加深了人們的安全隱患。針對這種情況，本次設(shè)計(jì)制作了一種紅外遙控密碼鎖，遙控器型號(hào)很常見，應(yīng)用及為廣泛，若突然摔壞或丟失即可到商店購買。由于本設(shè)計(jì)采用的存儲(chǔ)器可防止斷電數(shù)據(jù)丟失，因此更換遙控器或在整個(gè)電路斷電又重啟的情況下密碼仍為先前設(shè)定值，具有很好的保密性。此外，密碼共有六位，每位由0到9，十個(gè)數(shù)字構(gòu)成，因此可設(shè)定106種密碼，提高密保安全。然而，一般設(shè)備都采用專用的遙控編碼及解碼集成電路，此類電路

8、雖然制作簡單，但由于某些特定功能的限制，例如編碼解碼等協(xié)議限制，只適用于專用的電器產(chǎn)品，配套性強(qiáng)，應(yīng)用范圍也因此受到限制。1.3 研究內(nèi)容主要的設(shè)計(jì)實(shí)施過程：本次設(shè)計(jì)選用ATMEL公司的單片機(jī)AT89C51，用于控制的LCD等。第二步，使用Altium Designer 6完成原理圖，并設(shè)計(jì)PCB圖完成人工布線。并腐蝕電路板。第三步，在Keil uVision4軟件中用C語言進(jìn)行編程，外加仿真軟件對程序進(jìn)行修改，調(diào)試。第四部，結(jié)合軟、硬件對電路板進(jìn)行調(diào)試。最后完成本次設(shè)計(jì)。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1 總體方案方案一：采用矩陣按鍵，通過單片機(jī)將字符送到數(shù)碼管顯示，另外，密碼鎖部分用電磁繼電器來進(jìn)行模

9、擬。 存儲(chǔ)密碼為防止斷電丟失，用存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)。報(bào)警部分采用比較常用的蜂鳴器，外圍驅(qū)動(dòng)電路較簡單。方案二：同樣采用矩陣鍵盤，考慮到需要顯示多個(gè)字符的問題，此時(shí)采用液晶顯示LCD1602。此處的模擬鎖用發(fā)光二極管來代替。用存儲(chǔ)器AT24c02來存儲(chǔ)密碼，報(bào)警部分依然采用蜂鳴器。通過兩個(gè)方案的比較綜合，考慮到外圍設(shè)備，成本等問題，本次設(shè)計(jì)將采用第二種方案。硬件方面解決單片機(jī)與外圍電路的設(shè)計(jì)，主控模塊采用方案二來進(jìn)行設(shè)計(jì)，另外用遙控器作為發(fā)送端的同時(shí)，應(yīng)在主控模塊加上接收模塊，對遙控器發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行接收，解碼等處理。由于鍵碼值由商家提供，因此只需將每個(gè)鍵碼值賦予特定的功能，以此來控制密碼鎖的開關(guān)，改

10、密等，并送到LCD1602上顯示。另外，還有單片機(jī)最小系統(tǒng)。軟件方面，首先是按鍵掃描問題，如何判斷哪一個(gè)按鍵按下，如何讓其并以何種形式顯示到LCD1602上，這里就要考慮到1602的顯示，地址寫入等問題。紅外的控制是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，遙控器是以紅外波的方式將特定的信號(hào)送給紅外接收頭。由于本設(shè)計(jì)采用的遙控器比較普遍，因此編碼解碼問題可以很容易查閱到。2.2 系統(tǒng)框圖本文所設(shè)計(jì)的作品系統(tǒng)由AT89S51單片機(jī)及其最小系統(tǒng)、矩陣鍵盤、紅外接收頭、遙控器、蜂鳴器、模擬鎖、LCD1602液晶顯示等部分組成。其系統(tǒng)框架圖如圖1所示4*4按鍵 51 單 片 機(jī) 蜂鳴器模擬鎖LCD紅 外 發(fā) 射 器上鍵復(fù)位紅 外

11、 發(fā) 射 器晶振電路紅外接收頭圖1 總體系統(tǒng)框架圖3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的單片機(jī)采用ATMEL公司推出的AT89S51系列單片機(jī)。最小系統(tǒng)包括上電復(fù)位電路和晶振電路【1】【2】。上電復(fù)位電路結(jié)構(gòu)如圖2中R1,R2，C3和sw1.其中R1和R2分別為1K和10K。通過手動(dòng)來進(jìn)行復(fù)位。圖2 上電復(fù)位電路晶振電路結(jié)構(gòu)如圖3中Y1,C1,C2.本設(shè)計(jì)選擇12MHz頻率的石英晶體,補(bǔ)償電容采用30pF左右的瓷片電容.圖3 晶振電路3.2 LCD顯示電路設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)成本來考慮，顯示電路部分首先會(huì)想到用數(shù)碼管，但由于一個(gè)數(shù)碼管只可以顯示一個(gè)字符，例如本次設(shè)計(jì)中，進(jìn)入界面要顯示w

12、elcome，輸入密碼是也要提示input code等等，就要用到10多個(gè)數(shù)碼管。此外，每個(gè)數(shù)碼管的位選端必須要通過單片機(jī)的IO口進(jìn)行控制，這就要占用多個(gè)IO口，且在PCB板中進(jìn)行手動(dòng)布線時(shí)會(huì)很復(fù)雜。因此這次設(shè)計(jì)中，采用LCD1602。由于采用的LCD1602是16×2兩行顯示。第一行顯示提示內(nèi)容，第二行顯示鍵入的數(shù)值。LCD1602具有很高的性價(jià)比，且應(yīng)用很廣泛。另外本設(shè)計(jì)使用插針將1602接到電路中，若1602出現(xiàn)故障更換方便。1602外觀如下圖4所示：圖4 LCD1602管腳圖LCD1602在電路中的連接方式，如下圖所示： 圖5 LCD硬件連接圖3.3 矩陣鍵盤電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)

13、要運(yùn)用按鍵來控制，這時(shí)會(huì)想到有獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤兩種連接方式，其中，獨(dú)立鍵盤需要使用多個(gè)IO口，由于本次設(shè)計(jì)要用到16個(gè)按鍵，因此若用獨(dú)立按鍵會(huì)極大降低IO口的利用率。因此，本次實(shí)驗(yàn)采用的是4×4矩陣鍵盤，電路連接比較復(fù)雜，但同時(shí)提高了IO口的利用率。如下圖所示，16個(gè)按鍵上分別實(shí)現(xiàn)不同功能，其中輸入數(shù)字鍵：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；以及相應(yīng)的功能鍵。鍵盤的每個(gè)按鍵所代表的功能如下圖所示：圖6 4×4矩陣鍵盤3.4 存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)關(guān)于密碼保護(hù)問題，除了由六位隨機(jī)數(shù)字組成，還要考慮到斷電之后數(shù)據(jù)會(huì)丟失的問題，為了防止掉電丟失，本設(shè)計(jì)采用AT24c02存儲(chǔ)器。是

14、一個(gè)2K位串行CMOS E2PROM。內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)，CATALYST公司的先進(jìn)CMOS技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。管腳圖如圖7所示： 圖7 AT24c02管腳圖表1 AT24c02管腳功能管腳名稱管腳功能A0、A1、A2器件地址選擇SDA串行數(shù)據(jù)/地址SCL串行時(shí)鐘WP寫保護(hù)Vcc+1.8-6.0工作電壓Vss接地圖8存儲(chǔ)器地址位下圖為24C02在硬件中的的連接圖，根據(jù)各個(gè)管腳功能只需把A0、A1、A2、wp接地，按照I2C協(xié)議，時(shí)鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA需接10K上拉電阻。圖9 AT24c02硬件連接圖3.5 紅外發(fā)送接收電路設(shè)計(jì)1）紅外發(fā)送模塊這次設(shè)計(jì)中用到的遙控器其實(shí)物圖如下

15、圖所示： 圖10 小型遙控器 特點(diǎn)：通過無線來控制，攜帶方便，低成本，低功耗等。遙控器應(yīng)用范圍：電器、兒童玩具等。按編碼分類，有兩種編碼方式，主要分為RC5碼和NEC碼【3-5】。由于本次設(shè)計(jì)用到的遙控器采用的是NEC編碼協(xié)議，下面將重點(diǎn)描述NEC碼特性。NEC格式的特征：（1）使用16位客戶代碼（2）使用8位數(shù)據(jù)代碼（3）引導(dǎo)碼間隔是9 ms + 4.5 ms（4）使用38 kHz載波頻率下圖為接收頭上觀察到的波形： 圖11 遙控信號(hào)周期波形圖12 引導(dǎo)碼間隔圖NEC碼編碼原理如下：（1）數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)（組成） 圖13 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)圖（2）“0”、“1”的表示方法： 圖14 “0”和“1”的發(fā)射圖

16、 2）紅外接收本次設(shè)計(jì)采用的紅外遙控信號(hào)的接收集紅外接收和放大于一體，不需要添加其他外圍電路，就可以輸出與TTL電平兼容的信號(hào)。以此來完成紅外遙控的發(fā)送于接收。本次設(shè)計(jì)采用的是VS_1838b。外觀如下： 圖15 紅外接收頭VS_1838b由于密碼采用雙控模式，在主控模塊采用矩陣鍵盤進(jìn)行密碼的輸入及修改，因此，將紅外接收端接到單片機(jī)的外部中斷1來檢測是否有紅外信號(hào)，進(jìn)而判斷遙控器是否有按鍵按下，并進(jìn)行密碼的輸入與修改。由原理圖可知，接收頭的三個(gè)管腳，只需要將GND接地VCC接入電源，另一根輸出線接入到單片機(jī)的外部中斷1口即可。紅外接收頭與單片機(jī)的連接硬件電路如下圖所示： 圖16 紅外接收頭連接

17、圖3.6 模擬鎖與報(bào)警電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用led來模擬鎖，將發(fā)光二極管接到單片機(jī)的IO口上，實(shí)際應(yīng)用中接上一個(gè)1K電阻以保證發(fā)光二極管的亮度。如下圖所示：圖17 led連接圖 報(bào)警電路采用的是蜂鳴器，由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，這將導(dǎo)致單片機(jī)的IO口無法直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)【6】【7】。以至于單片機(jī)的I/O 口是無法直接驅(qū)動(dòng)，所以要使用放大電路用以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，本次設(shè)計(jì)采用三極管來進(jìn)行蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)。蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路的外圍設(shè)計(jì)：蜂鳴器、三極管再加上一個(gè)1K電阻接到單片機(jī)的IO口上。蜂鳴器外圍電路如下： 圖18 蜂鳴器連接圖3.7 系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)根據(jù)上述每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，以及單片機(jī)的各個(gè)管腳特性整體電路如圖

18、19。由于LCD接的是單片機(jī)的P0口所以每個(gè)管腳要接一個(gè)10K的上拉電路，即10K排阻。電源部分采用的是USB給單片機(jī)提供+5V的電源，發(fā)光二極管來指示有沒有給單片機(jī)供電。再考慮每個(gè)模塊需要加入的外圍電路，以及接入到單片機(jī)相應(yīng)的IO口，為了方便程序的修改，要嚴(yán)格按照仿真的接法接到單片機(jī)的管腳，本設(shè)計(jì)總體原理圖如下圖所示：圖19 總體原理圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)的密碼鎖，采用的是雙控模式，即在主控模塊中有4×4矩陣鍵盤可以輸入數(shù)字來進(jìn)行改密等功能，同時(shí)也可以用遙控器來實(shí)現(xiàn)。首先考慮到矩陣鍵盤的掃描問題，單片機(jī)IO口默認(rèn)為高電平，如上面矩陣鍵盤圖所示，鍵盤的列和行分

19、別接P1口的高低電平，可以先固定在某一行進(jìn)行掃描，利用switch語句返回每個(gè)按鍵鎖表示的數(shù)值及跳轉(zhuǎn)到某個(gè)功能函數(shù)中去，以此來實(shí)現(xiàn)按鍵控制。其次是1602LCD顯示問題，先將LCD初始化，首行顯示提示語例如登陸界面 顯示welcome，開鎖是顯示input code等。第二行用來顯示密碼?？紤]到安全性，將會(huì)將數(shù)字顯示成*，提示語及密碼均顯示在LCD的正中間以保證屏幕的整體美觀效果。其中密碼為六位數(shù)。然后是AT24c02存儲(chǔ)器，防止密碼斷電丟失。先寫24c02的驅(qū)動(dòng)程序，時(shí)鐘信號(hào)，讀寫數(shù)據(jù)等等，要考慮怎么將密碼寫入到24c02中，以及從中讀取等問題。讓LCD顯示字符的同時(shí)保存到AT24c02中。

20、最后要考慮遠(yuǎn)程遙控問題，遙控器來發(fā)送紅外波，并由接收頭接收信號(hào)經(jīng)過處理之后傳到單片機(jī)中，再經(jīng)過程序運(yùn)行處理來進(jìn)行開鎖、改密等。由前面的硬件介紹部分可知接收頭連接的是外部中斷1，當(dāng)發(fā)射器發(fā)送信號(hào)時(shí)，外部中斷1打開，此時(shí)進(jìn)入中斷程序，遙控器的21個(gè)按鍵有各自的鍵碼值，同上述按鍵掃描采用switch語句可返回各個(gè)按鍵代表的數(shù)字及功能，以此來實(shí)現(xiàn)遙控器對密碼鎖的控制。另外，密碼鎖是用發(fā)光二極管來模擬，只需用高低電平來控制IO口即可。即當(dāng)接發(fā)光二極管接的IO口為低電平時(shí)led點(diǎn)亮（可認(rèn)為開鎖）。當(dāng)IO口味高電平時(shí)led熄滅，此時(shí)認(rèn)為上鎖。蜂鳴器是用三極管來驅(qū)動(dòng)接入到單片機(jī)的IO口，如發(fā)光二極管，當(dāng)IO口

21、為低電平時(shí)蜂鳴器響。所以，當(dāng)密碼錯(cuò)誤時(shí)，給IO口送低電平即可達(dá)到報(bào)警效果。4.2 算法與流程圖鑒于密碼鎖在輸入密碼時(shí)可有矩陣按鍵及遙控器進(jìn)行雙控，紅外遙控采用中斷的方式進(jìn)行接收信號(hào)，先是按鍵的掃描，判斷是執(zhí)行某個(gè)任務(wù)還是將輸入密碼輸送到LCD1602上面。接收頭的輸出管腳連接的是單片機(jī)的外部中斷1口，因此，在程序運(yùn)行時(shí)，首先要判斷是否產(chǎn)生中斷。先是遙控器發(fā)射出紅外波，由接收部分將發(fā)射過來的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過放大電路等將其還原成相應(yīng)的編碼信號(hào)，然后通過譯碼器譯碼，將相應(yīng)的解碼賦予不同的功能，從而進(jìn)行對密碼鎖的控制，實(shí)現(xiàn)遙控效果。本設(shè)計(jì)的主流程圖如下圖所示：開始有紅外中斷？接收碼正確否？密碼

22、對否？調(diào)用中斷解碼程序紅外解碼報(bào)警開鎖中斷返回 圖20 主程序流程圖5 系統(tǒng)仿真與硬件調(diào)試5.1 系統(tǒng)仿真和調(diào)試方案根據(jù)上述各個(gè)模塊的功能以及PCB設(shè)計(jì)可用PROTEUS來進(jìn)行仿真，修改程序。仿真圖如下圖21所示： 圖21整體仿真圖仿真圖與PCB原理圖稍有差異，例如圖5.1中的存儲(chǔ)器24c02實(shí)物為8個(gè)管腳，但在PROTEUS仿真中卻只有六個(gè)管腳，其中少的兩個(gè)管腳：管腳4為GND即直接接地，管腳8為VCC，為電源。SCK接時(shí)鐘線即為SCL，SDA接數(shù)據(jù)線，其余均接地。另外，1602本為16個(gè)管腳，在PROTEUS仿真中是14個(gè)管腳，管腳3調(diào)節(jié)1602亮度接1K滑動(dòng)變阻器。實(shí)際電路中，管腳3應(yīng)接

23、10K滑動(dòng)變阻器，管腳15接10歐電阻。為了保證程序可在實(shí)物中使用，每個(gè)芯片接入到單片機(jī)的IO口都會(huì)與PCB原理圖保持一致。然后分模塊逐一進(jìn)行調(diào)試。由于本次設(shè)計(jì)采用的是市場賣的遙控器，在PROTEUS中無法進(jìn)行仿真，所以在PROTEUS仿真中只有主控模塊的原理圖。因此，先寫矩陣鍵盤控制密碼鎖的程序。根據(jù)程序設(shè)計(jì)思路首先對矩陣鍵盤進(jìn)行掃描，將對應(yīng)的數(shù)字以*的形式顯示到1602上，這里要考慮1602的寫地址。以及24c02的讀寫操作。5.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試1）1602顯示模塊電源能夠供電并芯片沒有出現(xiàn)發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象說明焊接正確。將1602的顯示程序通過學(xué)習(xí)板燒到做好的電路板中，檢測1602是否正常

24、顯示，若1602只亮屏不顯示字符此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變對比度。若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器1602依然不顯示，此時(shí)再看看程序中1602初始化函數(shù)是否有錯(cuò)，再看硬件有沒有問題，本人在調(diào)試1602的時(shí)候就遇到類似問題，電路與程序都完全正確，1602卻依然不能正常顯示，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)亂碼的現(xiàn)象，最后發(fā)現(xiàn)竟然是單片機(jī)沒有與插槽接觸完全，導(dǎo)致1602的控制端與單片機(jī)接觸不良，因此，會(huì)出現(xiàn)時(shí)而亂碼時(shí)而不顯示的狀況。單片機(jī)固定牢固之后1602便可正常顯示。2）按鍵掃描1602能夠正常顯示之后再看通過按鍵掃描能不能將數(shù)字傳遞到1602顯示，首先檢測硬件電路是否完全通路，再將程序燒進(jìn)單片機(jī)中，按下數(shù)字鍵看能否將數(shù)字顯示到160

25、2制定的位置上，此時(shí)還要注意密碼不能超過六位數(shù)。一般按鍵如果電路正確，并且程序和硬件都無差錯(cuò)則在仿真中運(yùn)行正確實(shí)物也可以輕松實(shí)現(xiàn)器功能。3）存儲(chǔ)器硬件調(diào)試在本次設(shè)計(jì)中，如上述介紹為了防止掉電丟失采用AT24c02進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。主要是將按鍵按下的值保存到存儲(chǔ)器中，并能夠從中讀取。按下解鎖鍵，LCD1602首行顯示提示語，令一行則是顯示將要輸進(jìn)去的密碼。此時(shí)程序中還要進(jìn)行密碼的對比，若正確，led亮，說明鎖已經(jīng)打開。錯(cuò)誤，則燈滅，說明鎖已經(jīng)關(guān)閉。本人在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)輸入密碼時(shí)不能夠正常開鎖，而真正能通過的密碼無從得知，若不通過存儲(chǔ)器的讀取，將初始值直接與鍵入值比較，此時(shí)密碼正確。說明存儲(chǔ)器在讀密碼

26、的時(shí)出現(xiàn)某些未知的錯(cuò)誤。經(jīng)過對程序的調(diào)試，讓此時(shí)存儲(chǔ)器隨機(jī)出現(xiàn)的密碼顯示到1602上，然后再在開鎖時(shí)鍵入對應(yīng)的密碼，此時(shí)密碼正確。這說明原始設(shè)定的密碼在調(diào)用的過程中被某一句程序改寫。此時(shí)再回到PROTEUS仿真，看下存儲(chǔ)器接線與PCB是否一致，以及芯片是否安置正確。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)電路板上放置的芯片并不是AT24c02，更換芯片后便能夠?qū)崿F(xiàn)開鎖，改密等功能。4）紅外遙控模塊首先寫一個(gè)紅外遙控發(fā)送接收程序，看是否將字符正確顯示到1602上。參考網(wǎng)上給的遙控器鍵碼值使用swith語句同矩陣按鍵掃描返回?cái)?shù)字及調(diào)用功能函數(shù)。經(jīng)過參考網(wǎng)上給出的例程，加上外部中斷1程序，使用中斷，檢測是否發(fā)送信號(hào)。再將寫好的

27、程序燒到單片機(jī)中，驗(yàn)證通過則證明遙控器可以正確使用，再將兩個(gè)程序綜合到一起來實(shí)現(xiàn)雙控。5.3 調(diào)試結(jié)果本次設(shè)計(jì)整體調(diào)試結(jié)果：給電路板送入+5V電源，1602第一行中間顯示welcome，然后按解鎖鍵，1602第一行顯示input code 此時(shí)輸入密碼再按確定鍵。若密碼正確模擬鎖led點(diǎn)亮并顯示right，密碼不正確顯示error蜂鳴器鳴叫并跳轉(zhuǎn)到最初的界面。按下改密按鍵，1602第一行顯示input old code，輸入舊密碼（密碼錯(cuò)誤則提示，并重新輸入），若密碼正確，畫面提示input new code，此時(shí)鍵入新密碼（六位數(shù)），然后按確定鍵，畫面顯示input new code aga

28、in。再一次鍵入設(shè)置的新密碼。若兩次密碼相同，則1602顯示complete。然后切斷電源，重新給電路板供電，再次輸入密碼（輸入剛才設(shè)定的新密碼），1602顯示right并模擬鎖發(fā)光二極管點(diǎn)亮。然后用遙控器如上操作，同樣可以進(jìn)行開鎖及修改密碼。6 總結(jié)與展望確定研究課題之后，查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)相應(yīng)的原理圖。由于相同功能的芯片有很多，經(jīng)過對比其實(shí)用性，是否易操作，外圍電路以及程序設(shè)計(jì)難易等等來選擇較合理的芯片。另外要考慮仿真與實(shí)物的不同，所以在畫PCB板時(shí)，除了注意與仿真保持一致還要注意在實(shí)物中的效果，因此要考慮元器件封裝及接入器件的電阻大小等等。寫程序時(shí)為了達(dá)到預(yù)期效果，對新接觸的芯片進(jìn)行研究

29、，通過多次修改完成每個(gè)模塊的運(yùn)行。最艱難的應(yīng)該是對電路板的調(diào)試，雖然在仿真中效果了令人滿意，但當(dāng)在實(shí)物中時(shí)卻達(dá)不到仿真的效果，這就要通過多次檢測，從每根線的焊接到每個(gè)芯片的管腳接通情況都要一一測量。每一次失敗都會(huì)離成功又進(jìn)一步。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅是對我大學(xué)四年的檢測也是對我毅力的考驗(yàn)，讓我在一次次的打擊之后變得更堅(jiān)強(qiáng)。 致謝從開始選定課題到現(xiàn)在經(jīng)歷了將近半年的時(shí)間，在這期間遇到一些困難想要放棄的時(shí)候室友們都會(huì)鼓勵(lì)我，讓我再次有了信心。遇到不懂的問題實(shí)驗(yàn)室那些經(jīng)驗(yàn)豐富的同學(xué)都會(huì)過來給予建議，感謝他們的幫助。另外，還要感謝趙老師，總是在百忙之余指導(dǎo)我，幫我解決了不少難題，讓我順利完成了設(shè)計(jì)。參考文

30、獻(xiàn)1 張毅剛. 單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）M. 北京:高等教育出版社, 2010: 16-42. 2 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，2003:24-150. 3 麥山，皮佑國.基于單片機(jī)的協(xié)議紅外遙控系統(tǒng)J.1998.4 邱玉春，李文俊.單片機(jī)系統(tǒng)中的紅外通信接口J.2000:56-163.5 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. 2000.6 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，2004:10-156.7 牛翌光.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京:電子工業(yè)出版社，2008：32-79.附錄1元器件清單元器件名稱及規(guī)格

31、數(shù)量51單片機(jī)1晶振12MHZ1瓷片電容30PF2電解電容10 uF 2USB1發(fā)光二極管2蜂鳴器1三極管PNP1AT24C021滑動(dòng)變阻器10K1排阻10K1電阻1K4按鍵17自鎖按鍵1電阻10K3電阻10歐12源程序#include<at89x52.h>#include<intrins.h> /包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delayNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();#define dword uns

32、igned long#define keypad P1#define PASSWORD_LENGTH 6 /不要超過9#define PASSWORD_ADDR 0x10#define PASSWORD_ENTRY 0x08#define AddWr 0xa0 /寫數(shù)據(jù)地址，需要參考24c02芯片文檔#define AddRd 0xa1 /讀數(shù)據(jù)地址#define default_passwords 123456#define default_entrywords 20130411#define wait_time 600 /等待600s后關(guān)閉顯示屏，節(jié)電uchar IRCOM7;/*紅外延時(shí)

33、函數(shù)聲明*/void delay(uint);void delay1ms();void delay(unsigned char x) ;void display();void delay1(int ms);sbit IRIN=P33; /外部中斷1/sbit lock=P23;/模擬鎖sbit buzzer=P24;/蜂鳴器void delay(unsigned char x) /x*0.14MSunsigned char i;while(x-)for (i = 0; i<13; i+) sbit sda=P26;sbit scl=P25;dword time_value=0,passw

34、ords=123456;bit key_flag=0,currentdisflag=1,lastdisflag=1,keystatusflag=0,dispassword_com=0,dispassword_flag=0;uchar second=0,minute=0,hour=0;uchar key=0,keycounts=0,t_num=0;uchar code tab1="Input code "uchar code tab2=" Right! "uchar code tab3="Error "uchar code tab4=&

35、quot;Welcome enter "uchar code tab5="Input old code "uchar code tab6="Input new code "uchar code tab7="Input code again"uchar code tab8="Complete! "uchar code cls= " "uchar code open="Welcome. "uchar code tab9="- "uchar code

36、message16="0123456789abcdef"/*LCD1602驅(qū)動(dòng)*/#define LCD_Data P0/數(shù)據(jù)接口sbit rs=P20;/定義接口sbit rw=P21;sbit en=P22;sbit led=P23;void LCD_Init(void);void LCD_WriteData(uchar WDLCD);void LCD_WriteCommand(uchar WCLCD);void DisplayOneChar(uchar X, uchar Y, uchar DData);void DisplayListChar(uchar X, uch

37、ar Y, uchar code *DData);/*延時(shí)函數(shù)*/void delay11();void delay2(uint t) /延時(shí)函數(shù)msuint x,y;for(x=t;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-); /*1602寫數(shù)據(jù)函數(shù)*/void LCD_WriteData(uchar WDLCD) rs=1;rw=0;en=1;LCD_Data=WDLCD;delay2(1);en=0;/*1602寫指令函數(shù)*/void LCD_WriteCommand(uchar WCLCD)/BusyC為0時(shí)忽略忙檢測 rs=0; rw=0; en=1; LCD_Da

38、ta=WCLCD; delay2(1); en=0;/*1602初始化函數(shù)*/void LCD_Init(void)LCD_WriteCommand(0x38); /設(shè)置顯示模式:16X2,5X7,8位數(shù)據(jù)接口 LCD_WriteCommand(0x0c); /開顯示,顯示光標(biāo),光標(biāo)閃爍 LCD_WriteCommand(0x06); /讀寫一個(gè)字符后,地址指針及光標(biāo)加一,且光標(biāo)加一整屏顯示不移動(dòng) LCD_WriteCommand(0x80); /設(shè)置光標(biāo)指針/*1602按指定位置顯示一個(gè)字符函數(shù)*/void DisplayOneChar(uchar X, uchar Y, uchar DDa

39、ta) Y &= 0x1; X &= 0xF;/限制X不能大于15，Y不能大于1 if (Y) X |= 0x40;/當(dāng)要顯示第二行時(shí)地址碼+0x40; X |= 0x80;/ 算出指令碼 LCD_WriteCommand(X);/這里不檢測忙信號(hào)，發(fā)送地址碼 /delay(1); LCD_WriteData(DData); /delay(1);/*1602按指定位置顯示一串字符函數(shù)*/void DisplayListChar(uchar X, uchar Y, uchar code *DData) uchar ListLength; ListLength = 0; Y &am

40、p;= 0x1; X &= 0xF;/限制X不能大于15，Y不能大于1 while (DDataListLength!='0')/若到達(dá)字串尾則退出 if (X <= 0xF)/X坐標(biāo)應(yīng)小于0xF DisplayOneChar(X, Y, DDataListLength);/顯示單個(gè)字符 ListLength+; X+; /*LCD1602驅(qū)動(dòng)*/*24C02驅(qū)動(dòng)*/void start() /開始信號(hào)sda=1;delay11();scl=1;delay11();sda=0;delay11();scl=0;void stop() /停止信號(hào)sda=0;delay

41、11();scl=1;delay11();sda=1;delay11();scl=0;sda=0;void respons() /應(yīng)答uchar i;sda=0;scl=1;delay11();while(sda=1)&&(i<250)i+;scl=0;delay11();void write_byte(uchar indata) /寫一個(gè)字節(jié)uchar i,temp;temp=indata;for(i=0;i<8;i+)temp=temp<<1;scl=0;delay11();sda=CY;delay11();scl=1;delay11();scl=0

42、;delay11();sda=1;delay11();uchar read_byte() /讀一個(gè)字節(jié)uchar i,k=0;scl=0;delay11();sda=1;delay11();for(i=0;i<8;i+)scl=1;delay11();k=(k<<1)|sda;scl=0;delay11();return k;void WrToROM_Byte(uchar address,uchar indata)start();write_byte(AddWr);respons();write_byte(address);respons();write_byte(indat

43、a);respons();stop();uchar RdFromROM_Byte(uchar address)uchar indata;start();write_byte(AddWr);respons();write_byte(address);respons();start();write_byte(AddRd);respons();indata=read_byte();stop();return indata;void WrToROM_dword(uchar address,dword indata) uchar temp=0,i=0; /refresh_display(0,1,cls)

44、; for(i=0;i<4;i+) temp=(indata>>(8*i)&0xff; /DisplayOneChar(7-2*i,1,messagetemp%0x10); /DisplayOneChar(6-2*i,1,messagetemp/0x10); delay2(1); WrToROM_Byte(address+i,temp); delay2(1); /DisplayData(indata);dword RdFromROM_dword(uchar address) uchar i=0,temp=0; dword indata=0; /refresh_disp

45、lay(0,1,cls); for(i=0;i<4;i+) temp=RdFromROM_Byte(address+3-i); indata=(indata<<8)+temp; /DisplayOneChar(2*i+1,1,messagetemp%0x10); /DisplayOneChar(2*i,1,messagetemp/0x10); delay2(1); /DisplayData(indata);delay2(1); return indata;void init_24C02() /初始化sda=1;delay11();scl=1;delay11();/*24C02

46、驅(qū)動(dòng)*/*定時(shí)器1中斷*/void IR_IN() interrupt 1unsigned char j,k,N=0;unsigned char q=0;TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;EX1 = 0; delay(15);if (IRIN=1) EX1 =1;return; /確認(rèn)IR信號(hào)出現(xiàn)/*/while (!IRIN) /等IR變?yōu)楦唠娖剑^9ms的前導(dǎo)低電平信號(hào)。delay(1);for (j=0;j<4;j+) /收集四組數(shù)據(jù) for (k=0;k<8;k+) /每組數(shù)據(jù)有8位while (IRIN) /等 I

47、R 變?yōu)榈碗娖剑^4.5ms的前導(dǎo)高電平信號(hào)。delay(1);while (!IRIN) /等 IR 變?yōu)楦唠娖絛elay(1);while (IRIN) /計(jì)算IR高電平時(shí)長delay(1);N+; if (N>=30) EX1=1;return; /0.14ms計(jì)數(shù)過長自動(dòng)離開。 /高電平計(jì)數(shù)完畢 IRCOMj=IRCOMj >> 1; /數(shù)據(jù)最高位補(bǔ)“0”if(N>=8)IRCOMj = IRCOMj | 0x80; /數(shù)據(jù)最高位補(bǔ)“1” N=0;if(IRCOM2!=IRCOM3) EX1=1;return; IRCOM5=IRCOM2 & 0x0F; /取鍵碼的低四位IRCOM6=IRCOM2 >> 4; /右移4次，高四位變?yōu)榈退奈籭f(IRCOM5>9) IRCOM5=IRCOM5+0x37;el