基于单片机的红外遥控密码锁

基于单片机的红外遥控密码锁内容摘要：

有如下特点： 40个引脚， 4k Bytes Flash 片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM）， 32个外部双向输入 /输出（ I/O）口， 5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断， 2 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口，看门狗（ WDT）电路， 片内时钟振荡器。 ： (1) 与 MCS51 微控制器产品系列兼容。 (2) 片内有 4KB 可在线重复编程的快闪擦写存储器（ Flash Memory）。 (3) 全静态工作： 0Hz24KHz (4) 三级程序存储器保密锁定 (5) 存储器可循环写入 /擦除 1000 次。 (6) 宽工作电压范围： Vcc可为。 (7) 128 8位内部 RAM。 (8) 32条可编程 I/O 线。 (9) 两个 16位定时器 /计数器。 (10) 中断结构具有 5 个中断源和 2个优先级。 (11) 可编程 全双工串行通道。 (12) 空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。 扬州工业职业技术学院毕业设计 2． AT89C5 引脚介绍 图 21 AT89C51 引脚排列图 主要引脚 （图 21） 的具体描述如下 : Vcc: 电源。 提供掉线、空闲、正常 +5V 工作电压。 Vss(GND): 接地。 P0口 : P0 口可以作普通的双向 I/O 口使用，也可以在 访问外部存储器时用作低 8 位地址线和数据总线。 P1口 : P1口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，向 P2口管脚写入1 后，被内部上拉为高电平可用作输入口，当作为输入脚时，被外部拉低的P1口会 因为内部上拉而输出电流。 P1口还具备第二功能。 P2口 : P2口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，向 P2口管脚写入1 后，被内部上拉为高电平可用作输入口，当作为输入脚时，被外部拉低的P2 口会因为内部上拉而输出电流。 在访问外部程序存储器和外部数据存储器时，可作为地址总线的高位字节。 P3口 :也是一个双向功能口既可以作普通输入输出口使用，也可以按每一位扬州工业职业技术学院毕业设计 的定义实现第二功能操作。 P3 口的第二功能 ,如表 21 所示。 表 21 P3 口的第二功能 口 线 第二功能 信 号 名 称 RXD 串行输入口 TXD 串行输出口 /INT0 外部中断 0 /INT1 外部中断 1 T0 定时器 /计数器 0 T1 顶时器 /计数器 1 /WR 外部数据存储器写选通 /RD 外部数据存储器读选通 RST: 复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间 ALE/PROG: 当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6，因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 /PSEN: 外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN信号将不出现。 /EA/VPP: 当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(0000HFFFFH)，不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时， /EA 将内部 锁定为 RESET；当 /EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源 (VPP)。 XTAL1: 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2: 来自反向振荡器的输出。 3．芯片的可擦除性 AT89C51 单片机还具有芯片 擦除 性，整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持 ALE管脚处于低电平 10ms 来完成。 扬州工业职业技术学院毕业设计 在芯片擦操作中，代码阵列全被写“ 1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外， AT89C51 设有稳 态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。 在闲置模式下， CPU 停止工作。 但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。 在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 74LS164 芯片 在显示部分，运用 LED 静态显示，静态显示方式编程简单，但占用单片机I/O口线多适合于显示器位数较少的场合。 AT89C51 单片机应用系统中，当串行口空闲时，可用来拓展并行 I/O 口 (这里设定串行口工作在移位寄存器方式 0状态下 )，作为 LED 静态显示接口。 在这里运用 74LS164 来扩展并行 I/O 口，节约单 片机资源。 74LS164 是一个串行输入并行输出的移位寄存器。 并 带有清除端。 引脚排练图以及逻辑图如图 22所示。 74LS164 引脚定义图 74LS164 逻辑 图 图 22 74LS164 器件图 引脚说明： 74LS164 是串行输入 、并行输出的移位寄存器，其引脚功能如下： A、 B—— 串行输入端。 Q0Q7—— 并行输入端。 /MR—— 清除端。 CP—— 时钟脉冲输入端。 在脉冲上升沿实现移位；当 CP=0、 /MR=1 时，输出保持不变。 扬州工业职业技术学院毕业设计 单片机 硬件电路 电源电路 电源电路由桥式整流 ,滤波电容 ,7805 稳压器及电源指示灯组成。 交流电经过桥式整流变成直流电 ,再经过电容滤波。 7805 集成稳压器稳压成为稳定的＋ 5V电源。 用一个发光二级管指示灯指示电源状态。 电源电路如图 23 所示。 图 23 电源电路图 复位电路 单 片机复位时 RESET 需要保持 96 个晶振周期的高电平 (即需 8 个机器周期 )。 复位以后 P0─ P3 口输出高电平，堆栈指针 SP 指向 07H，其他特殊功能寄存器和程序计数器 PC 清零。 只要 RESET 保持高电平， AT89C51 就会循环复位。 RESET 当由高电平变为低电平后，单片机从程序存储器 0地址开始执行程序。 但单片机复位不影响内部 RAM 的状态，包括工作寄存器 R0─R7。 常见的复位电路有：上电复位电路和上电按钮复位电路，在本设计中均采用上电按钮复位电路，如图 24 所示。 扬州工业职业技术学院毕业设计 图 24 复位电路 晶振电路 所谓的晶振电路即指单片机的时钟电路。 该电路通常有内部时钟电路和外部时钟电路。 一般选用前者。 单片机芯片内部有一个反相放大器构成的振荡器。 反相放大器的输入端为 XTAL1，输出端为 XTAL2，把 XTAL1和 XTAL2与外部石英晶体及两个电容连接起来可构成一个石英晶体振荡器如图 25所示。 时钟发生器是一个 2 分频电路。 它把晶体振荡器的频率 2 分频后供给片内其他电路。 一般电容 C1和 C2起到稳定振荡频率、快速起振的作用。 C1 晶振 C2 图 25 晶振电路 发射装置 常用的发射器为红外发光二级管它是 电视机 、影碟机、音响装置、空调等各类红外遥控系统中不可缺少的电子器件，它将脉冲编码遥控指令 用红外发光二 极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光 — 电转换元件，通过这个转换把相应的光信号转换为电信号。 这里采用红外 发光二极管如 SE303 PH303，外形和发光二极管 LED 相似，发出红外光（近 红外线约 m ）。 管压降约 ，工作电流一般小于 20mA。 XTAL1 XTAL2 扬州工业职业技术学院毕业设计 为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。 发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。 为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值电流 ，就能增加红外光的发射距离。 提高峰值电流的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度。 减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。 要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一 定频率的脉冲电压。 红外发射电路如图 26所示。 图 26 红外发射电路 接收装置 常用的红外接收装置有 如红外接收二极管，光电三极管等。 实用中已有红外发射和接收配对的二级管。 在本设计中采用 红外一体化接收头 HS0038。 它有如下优点：一体化的红外接收装置将遥控信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识别的 TTL 信号，这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。 接收头连接图及 红外接收电路图如图 27所示。 HS0038 黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰 ，内附磁屏蔽功耗低，灵敏度高。 在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达 35 m。 它能与 TTL、 COMS 电路兼容。 HS0038 为直立侧面收光型。 它接收红外信号频率为38KHZ,周期约 26μ s，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到 TTL 电平的编码信号。 三个管脚 ( 3)分别是地、＋ 5 V 电源、解调信号输出端。 扬州工业职业技术学院毕业设计 图 27 红外接收图 3 4矩阵键盘 在单片机运用系统中，经常使用简单的键盘和 BCD拨码盘作为系统的输入。 键盘由一组常开的按键组成，可 以通过键盘输入数据或命令。 每个按键都被赋予一个代码，称为键码。 键码分为编码键盘和非编码键盘。 编码键盘是通过一个编码电路识别闭合键的键码，而非编码键盘是通过软件来识别键盘的。 通常因由于机械触点的弹性作用，触点在闭合和断开瞬间的电接触情况不稳定，造成了电压信号的抖动现象，键抖动的时间一般为 5— 10ms。 为了避免一次闭合引起 CPU 多次处理，通常回采取去抖动措施。 非编码键盘有独立式键盘和行列式 (矩阵 )键盘。 由于前者在按键较多时会站用较多的 I/O 口，因此采用行列式 (矩阵 )键盘，如图 28 所示。 1. 矩阵键盘及其接口 行 列式键盘又叫矩阵键盘，是将 I/O 线的一部分作为行线，另一部分作为。