基于单片机的红外遥控电子密码锁设计与实现.doc

唐 山 学 院 毕毕 业业 设设 计计 设计题目：设计题目：基于单片机的红外遥控电子密码锁设计与实现 系系 别别 2 0 1 3 年6 月1 0 日 基于单片机的红外遥控电子密码锁设计与实基于单片机的红外遥控电子密码锁设计与实 现现 摘 要 随着社会的进步以及人们生活水平的提高，人们对于贵重物品的安全看的越 来越重要。锁是人们用来保护贵重物品的一种普遍工具。目前大部分的锁采用的 都是机械式的，其最大的缺点是利用简单工具就能很容易地把锁打开。出于安全、 方便等方面的需要，许多电子密码锁已经相继问世。电子密码锁由于其保密性高， 使用灵活性好，安全系数高，受到越来越多的关注。 红外遥控电子密码锁是一种以红外光作为密码载体，在单片机上实现了遥控 开关。该锁具有使用方便、操作简单、价格低廉等特点，给人们的生活带来了极 大方便。适用于那些人不宜接近的特殊场合，比如高辐射区、高传染区等。 本设计以单片机AT89S52作为密码锁检测和控制核心，分为主机和从机。根据 51单片机之间的串行通信原理，利用红外来传输，大大增加了密码的保密性。采 用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，增加遥控功能， 提高信号传输的抗干扰性，而且功率消耗低；红外线不会向室外泄露，不会产生 信号串扰；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。所以红外线遥控是目前 使用最广泛的一种通信和遥控手段。 软件设计采用自上而下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方 向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。测试结果表明，本系统各项功能 已达到本设计的所有要求。 关键词关键词 红外线 遥控 电子密码锁 单片机 Based on SCM Infrared Remote Control Electronics Combination Lock Design and Implementation Abstract Along with the progress of the society and the improvement of peoples living standards, security of valuable is more and more important. Lock is a kind of universal tool which people used to protect the valuables. At the moment, most of the locks are mechanical. The biggest drawback is that the lock can be easily opened by using simple tools. Thinking about the safety and convenient, many electronic combination lock appeared. Electronic combination lock receives more and more attention because of its high confidentiality, flexibility and high safety coefficient. Infrared remote control electronic combination lock is a carrier with infrared as the password, in the single chip computer to realize the remote control switch. It has characteristics such as easy to use, simple operation, low prices and brings great convenience for the life of people. Applicable to these special occasions which people should not close to, such as high radiation, high infected area etc. This design uses AT89S52 devices as a combination lock detection and control core, divided into host and slave machine. According to the serial communication principle between 51 SCM, the password is transported by the infrared which increased its privacy significantly. Adopting digital signal encoding and second modulation mode can not only control multi-channel information, increase remote control function and improve the signal transmission of immunity but also low power consumption; infrared will not leak to the outside, no crosstalk, fast response, high transmission efficiency, stable and reliable etc. Therefore infrared remote control is the most widely used means of a communication and remote control. Software design using top-down modular design to enable the system toward a distributed, small direction, enhance system scalability and operational stability. The results show that the various functions of the system have reached all the requirements of the design. Key words: Infrared; Remote control; Electronic locks; Single-chip microcomputer 目 录 1 引言.1 2 系统简介.3 2.1 设计方案简介 .3 2.2 芯片的选择 .3 2.2.1 单片机的选择 .3 2.2.2 显示器的选择 .3 2.2.3 键盘的选择.4 2.2.4 其他器件的选择 .4 3 器件介绍.5 3.1 单片机简介.5 3.2 单片机的发展历史.5 3.3 AT89S52 单片机.6 3.4 红外遥控的发射和接收原理简介.8 3.4.1 红外线的介绍.8 3.4.2 红外通信基本原理.8 3.4.3 红外遥控发射系统.9 3.5 LCD1602 的介绍.12 3.6 AT24C02 的介绍.15 4 硬件设计.17 4.1 总体方案设计.17 4.2 电源部分的设计.17 4. 3 复位电路的设计.19 4.4 键盘电路的设计.19 4.5 显示电路的设计.20 4.6 密码保存电路设计.21 4.7 蜂鸣器报警电路.22 4.8 红外接收电路.22 4.9 红外发射电路.22 4.10 晶振电路.23 5 PROTUES 软件和 KEIL 软件的介绍.25 5.1 PROTUES 介绍.25 5.1.1 PROTUES 软件介绍.25 5.1.2 PROTUES 软件开发流程.25 5.2 KEIL 软件介绍.25 5.2.1 KEIL 开发软件的介绍.25 5.2.2 KEIL 软件开发流程.26 5.3 PROGISP 下载软件.29 6 程序流程图.32 6.1 本机开锁程序流程图 .32 6.2 遥控发射程序流程图 .34 6.3 密码修改程序流程图 .35 7 硬件焊接与调试.36 7.1 概述.36 7.2 硬件调试.38 7.2.1 电容和晶振.38 7.2.2 焊接与调试.38 8 结论.40 谢辞.41 参考文献.42 附录一 程序清单 1.43 附录二 程序清单 2.64 附录三 器件清单.75 附录四 硬件电路图.76 外文资料.78 1 引言 锁是置于可启闭的器物上，用于关住某个确定的空间范围或者某种器具的， 必须用钥匙或者暗码才能打开的扣件。发展到现在已经有接近一百多年的历史了。 人们对于这种锁的结构和原理已近研究的非常透彻了。因此，不用钥匙就把锁打 开的方法和工具也是层出不穷。由于人们的思想道德观念、价值观念 、文化修养 等等的差距，造成了人们水平参差不齐。一般的群众能自觉规范自己行为，但是 也有一些毫无道德观念的小偷、盗贼等却想方设法利用种种手段撬门开锁，使广 大的人们群众防不胜防，蒙受着财产上的巨大损失。 随着生活水平的提高，人们对于贵重物品的安全看的越来越重要，如何防止 这些贵重物品被盗这一问题也变得非常突出。锁是目前人们用来保护这些贵重物 品的一种普遍工具。但是目前大部分的锁采用的还都是传统的机械锁，由于它的 构造非常简单，利用简单工具就能很容易地把锁打开。市场上很多的锁具，实际 上都不具备真正的防盗功能，在许多人面前，这些锁甚至用两根钢丝或者几件其 他的工具就能很容易的就被打开。因此，在现实生活中发生机械锁被撬的事件屡 见不鲜。其实并不是这些人的技术有多高，而是这些锁的原理实在是太简单了。 出于安全、方便等方面的需要，许多电子密码锁相继问世。但是这类产品的 特点是针对特定有效卡、指纹或者声音有效，而且不能实现远程控制，只能用于 保密要求高且仅供个人使用的箱、柜、房间等。卡片式 IC 卡还有易丢失易磨损等 缺点。加上其成本一般较高，所以在一定程度上限制了这类产品的普及与推广。 相比之下，红外遥控密码锁系统的成本与前者相当，而且可以进行近距离遥 控，使用十分方便。而且它已经与 PC 机的数据库相结合，可以组成一套房间的门 禁管理系统。再加上红外线传感器制作容易，成本低，人们逐渐把目光转向了红 外遥控电子密码锁。这种锁具有按键提示、输入错误提示、控制开锁、报警、遥 控开锁的功能。可在意外泄密的情况下及时修改密码，具有保密强，灵活性高， 使用范围广等优点。工业生产中，在高压，辐射，有毒气体，粉尘等环境下，采 用红外线遥控不仅完全可靠而且有效的隔离了电气干扰。所以红外遥控密码锁是 目前使前景最广泛的一种人们用来保护贵重物品的密码锁。 本设计就是利用所学的知识来设计实现红外遥控电子密码锁。采用 AT89S52 单片机作为核心部件。AT89S52 是一个低功耗，高性能的 CMOS8 位单片机，内 含 4KB 的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密 度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MC-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片 内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S52 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 1 本设计使用的红外发射器以及红外一体化接收头用来红外之间的发射与接收。 以红外线作为通讯载体，通过红外光在空气中的传播来传输数据，在发射端，它 将需要发送的数字信号经过单片机的调制编码后，送入电光变换电路，经过红外 发射管转换为红外光脉冲发射到空中；在接收端，红外接收器对接收到的红外光 脉冲进行光电变换，经过单片机的解调译码后恢复出原始信号。这样就实现红外 之间的密码传输。 2 系统简介 2.1 设计方案简介 本次设计采用单片机作为核心部件，分为主机和从机，设计制作红AT89S52 外遥控电子密码锁。通过编写程序来实现本机开锁和遥控开锁的功能。实现钥匙 信息在主机上的初步注册认证、密码信息的加密、红外传输等功能。 2 使用两片单片机，一片用来控制接收红外发射开锁密码信号以及实现本机按 键开锁功能，即本机锁部分；另一片控制发射以红外线为载体的密码信号，即从 机钥匙部分。 本机开锁部分，将编写好的密码存储在中，通过按键来键PROMECAT 2 0224 入密码，按确定键表示密码输入完毕。为了确认按键有按下，在电路中设置模拟 了显示电路，有按键按下时，液晶显示器会先显示按键信息，随后就会显示“*” ， 用来增加密码的保密特性。没有按键就不显示字符。当密码输入错误时，报警系 统就会提示错误，连续输入 3 次错误，蜂鸣器就会发出报警声。 红外遥控部分，当输入密码结束后，由红外线发射电路将信号送给单片机编 码调制后发送出去，由本机开锁电路接收实现开锁功能。当本机开锁电路的红外 一体化接收头接收到开锁信号后，会送到单片机内部进行调制，然后将解调出来 的密码信息与 AT24C02 当中的密码信息进行比对，确认是否是正确的开锁密码。 若是正确则开锁，错误则放弃开锁。 2.2 芯片的选择 2.2.1 单片机的选择 由于单片机的型号种类非常多，每一种型号都有其特定的应用环境，因此， 在选择单片机的时候要多做比较，合理选择，要最大程度的获得最佳的性价比。 所以单片机在选择的时候一般要考虑其性能、存储器、运行速度、功耗以及抗干 扰性等方面。 3 基于以上因素，本次设计选用单片机 AT89S52 作为本设计的核心元件。利用 其灵活的编程设计和丰富的 I/O 端口，及其控制的准确性。实现基本的密码锁功能。 外围电路外接键盘用来控制密码输入，外接 LCD 显示器来控制显示的密码信息以 及开锁信息。 2.2.2 显示器的选择 本次设计由于要显示的密码输入信息比较多，普通的 LED 管不能完成全部信 息的显示。所以我选择了用 LCD1602 液晶显示器来作为本次设计的显示器。其显 示的容量可以分为 1 行 16 个字、2 行 6 个字、2 行 20 个字等等。可以很好的完成 本次设计的显示工作。 4 2.2.3 键盘的选择 考虑到成本的问题，本次设计并没有选择采用 4 4 的键盘来作为密码输入键 盘，而且考虑到本次设计单片机的 I/O 剩余数量较多。所以采用了独立式键盘的输 入方式。这种方式仅仅需要几个普通的按键通过几个上拉电阻接在单片机的端口 上就能完成键盘的操作。大大节约了设计成本。 2.2.4 其他器件的选择 红外发射电路采用的是常见的红外发光二极管来发射红外信号，接收部分选 用的是红外一体化接收头；报警电路我选择了常见的蜂鸣器作为报警器件，由于 单片机的控制电流不够支撑蜂鸣器发出设计所需要的鸣响，所以我用了达林顿管 来放大单片机的控制电流。具体的做法会在下文部分介绍；密码保存部分采用了 AT24C02 芯片来保存密码。 3 器件介绍 3.1 单片机简介 单片机，即单片微型计算机，简称单片微机或单片机，又称微控制器。它是 一种采用超大规模集成电路将 CPU（中央处理器） 、RAM（随机存储器） 、 ROM（只读存储器） 、多种 I/O 口和中断系统、定时器和计时器等功能集成到一块 硅片上的集成电路芯片，从而构成的一个小而完善的计算机系统。由于集成电路 技术的发展，单片机功能逐渐增强，由单片机构成的计算机应用系统的功能也日 益增强，进一步深化了单片机在工业控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器 等领域突出地位。 5 3.2 单片机的发展历史 单片机的发展历史可以分为以下五个阶段： 第一阶段（1974-1976 年）：单片机的初级阶段。因工艺的限制，单片机采用 双片形式且功能比较简单。1974 年 12 月，仙童公司推出了 8 位 F8 单片机，实际 上它只包括 8 位 CPU、64B RAM 和 2 个并行口，从此开创了单片机发展的初级阶 段。 第二阶段（1976-1978 年）：是低性能单片机阶段。1976 年以 Intel 公司推出 的 MCS 48 为代表，极大的促进了单片机的变革。MCS 48 的推出是在工控领 域的控索，这就是 SCM 的诞生年代， “单机片”一词即由此而来。 第三阶段（1978-1982 年）：单片机的完善阶段，是高性能单片机阶段。1978 年 Ziploc 公司推出的 Z8 单片机，1980 年 Intel 公司在 MCS 48 基础上推出了完 善的、典型的单片机系列 MCS 51。这些产品使单片机的应用跃上了一个新的台 阶。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。 1.完善的外部总线。MCS-51 设置了经典的 8 位单片机的总线结构，包括 8 位 数据总线、16 位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。 2.CPU 外围功能单元的集中管理模式。 3.体现工控特性的位地址空间及位操作方式。 4.指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。 第四阶段（1982-1990 年）：8 位单片机的巩固发展及 16 位单片机的推出阶段， 也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel 公司推出的 MCS 96 系列单片机，将一 些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现 了单片机的微控制器特征。随着 MCS 51 系列的广应用，许多电气厂商竞相使用 80C51 为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道 A/D 转换 部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制 的特征。 第五阶段（1990 ）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全 面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的 8 位/16 位/32 位 通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。 6 单片机的主要应用领域 1.智能仪器仪表上； 2.工业控制； 3.家用电器； 4.计算机网络和通信领域； 5.医用设备领域； 6.大型电器的模块化。 7 3.3 AT89S52 单片机 AT89S52 是一种低功耗、高性能的 CMOS8 位微控制器，工作电压为 3.55.5V，具有 8K 可编程的 Flash 存储器。256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门 狗定时器，2 个数据指针，3 个 16 位定时器/计数器，1 个中断结构，全双工串行 口，片内晶振及时钟电路。空闲状态下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计 数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，震荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下个中断或者硬件复位为止。 8 AT89S52 单片机引脚封装如图 3-1 所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2 12 13 14 2 15 16 2 6 17 2 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 AT89S52 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 GND VCC P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 EA/VPP ALE/PROG PSEN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5/A13 P2.4/A12 P2.3/A11 P2.2/A10 P2.1/A9 P2.0/A8 图 3-1 AT89S52 单片机引脚图 1.主电源引脚 （40 引脚）：接+5电源正端。 CC VV （20 引脚）：接+5电源的接地端。GNDV 2.外接晶振引脚 （19 引脚）：接外部石英晶体的一端。在单片机内部，它是反相放大1XTAL 器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部时钟时，该引脚作为外 部振荡的输入端。 （18 引脚）：接外部石英晶体的另外一端。在单片机内部，它是反相2XTAL 放大器的输出端。 3.输入输出引脚 (1)口（） （引脚 3932）0P0 . 0P7 . 0P 口具有漏极开路结构，作为输出端使用时，需要外接上拉电阻，若作为输0P 入端使用时，需要先将“1”写入端口。口可作为地址总线使用，也可作为数0P 据总线使用。 (2)口（） （引脚 18）1P0 . 1P7 . 1P 口内部有上拉电阻，可以作为准双向口使用，作为输入端使用时，需1POI / 要先将“1”写入端口。 (3)口（） （引脚 2128）2P0 . 2P0 . 2P 口内部有上拉电阻，可以作为准双向口使用，作为输入端使用时，需2POI / 要先将“1”写入端口。在接有片外存储器时，P2 口作为高八位地址总线。 (4)口（） （引脚 1017）3P0 . 3P7 . 3P 口内部有上拉电阻，可以作为准双向口使用，作为输入端使用时，需3POI / 要先将“1”写入端口。 口的每个引脚还具有第 2 功能：为串行输入口（） ，为串行3P0 . 3PRXD1 . 3P 输出口（） ，为外部中断 0（） ，为外部中断 1（） ，TXD2 . 3P0INT3 . 3P1INT 为定时/计数器 0 的外部输入口（） ，为定时/计数器 1 的外部输入口（4 . 3P0T5 . 3P ） ，为外部数据存储器写选通（） ，为外部数据存储器读选通（1T6 . 3PWR7 . 3P ） 。RD (5)（引脚 9）RST 该引脚为单片机的上电复位引脚，高电平有效。当单片机电源电压达到单片 机工作电压、同时单片机振荡器正常工作后，该引脚上必须持续两个机器周期的 高电平，才可能实现复位操作，使单片机回到初始状态。 9 3.4 红外遥控的发射和接收原理简介 3.4.1 红外线的介绍 红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于 1800 年发现，又称为红外热辐射。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为 750nm1mm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为(0.75-1)(2.5-3)um 之 间；中红外线，波长为(2.5-3)(25-40)um 之间；远红外线，波长为(25- 40)1000um 之间。 3.4.2 红外通信基本原理 红外遥控是单工的红外通信方式，本设计的红外遥控采用以通信方式为基础 的红外遥控，而且本设计也使用了红外通信技术，故着重分析红外通信的基本原 理。 红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般 由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射 红外信号，而接收系统用红外一体化接收头进行接收，两者联合构成了红外通信 系统。 红外线是波长在 750nm 至 1mm 之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见 光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线， 波长在 0.75um 至 25um 之间。红外数据协会（IrDA）成立后，为了保证不同厂商 的红外产品能够获得最佳的通信效果，红外通信协议将红外数据通信所采用的光 波波长的范围限定在 850nm900nm 之间。 红外通信的基本原理是：发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信 号（载波信号） ，通过红外发射管发射红外信号。接收端将接收到的光脉冲转换成 电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路解调，还原为二进制数字信号 后输出。常用的是通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲 串之间的时间间隔来实现信号调制的脉冲调制（PPM）两种方法。 10 脉冲调制（PPM）是红外数据协会(IrDA)和国际电子电工委员会(IEEE)都推荐 的调制方式。本设计采用脉冲调制方法，即用两个脉冲之间的时间间隔来表示二 进制信息，数据比特的传送仿照不带奇偶校验的 RS232 通信，首先产生一个同步 头，然后产生 2 个 8 位用户码，接着 8 位数据码和 8 位数据反码，如图 3-2 所示。 图3-2 PPM调制波形图 载波信号的频率 f=38KHz，载波周期 T=26.32us，本设计使用单片机软件产生 载波，取 T=26us，脉冲宽度 t1=10T=260us，二进制数 0 的脉冲串周期 t2=500us， 二进制数 1 的脉冲串周期 t3=1000us。 红外遥控采用面向指令的帧结构，数据帧由引导码、2 个 8 位用户码、数据码 和数据反码组成，指令码长度多为 33 个比特，传送多字节遥控协议时效率偏低， 而增加指令码的长度不利于接收器同步，本设计选用一种面向字节的帧结构，采 用类似于异步串行通信的帧结构，每帧由一个起始位、8 个用户码位 8 个数据码和 8 个数据反码构成，如图 2-8 所示。每帧传送 1 个字节的数据，帧与帧间隔大于 2ms。 图 3-3 数据帧结构示意图 由于红外光存在反射,在全双工的方式下发送的信号也可能会被本身接收，因 此，红外通信应采用异步半双工方式，即通信的某一方发送和接收交替进行。 3.4.3 红外遥控发射系统 红外遥控系统结构红外遥控系统主要分为调制、发射、接收和解调四部分， 如图 3-4 所示。 4.5ms 4.5ms 引导码用户码用户码数据码数据反码 数据帧结构 8 位8 位8 位8 位 0.56ms0.56ms 1.125ms2.25ms 数据 0数据 1 图 3-4 红外遥控系统 调制红外遥控发射数据时采用调制的方式，即把数据和一定频率的载波进行 “与”操作，这样可以提高发射效率和降低电源功耗。调制载波频率一般在 30kHz 到 60kHz 之间，大多数使用的是 38kHz，占空比 1/3 的方波。如图 3-5 所示， 这是由发射端所使用的 455kHz 晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分 频系数一般取 12，所以 455kHz1237.9kHz38kHz。 8.8us 26.4us 图 3-5 载波波形 发射系统目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类 的编码。由于发射系统一般用电池供电，这就要求芯片的功耗要很低，芯片大多 都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所 用的晶振应该有足够的耐物理撞击能力，不能选用普通的石英晶体，一般是选用 陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有石英晶体高，但通常一点误差可以忽略不计。 红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管内部材料和普通发光 二极管不同，在其两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。 11 图 3-6 最简单的 LED 驱动电路，选用元件时要注意三极管的开关速度要快， 还要考虑到 LED 的正向电流和反向漏电流，一般流过 LED 的最大正向电流为 100mA，电流越大，其发射的波形强度越大。电路有一点缺陷，当电池电压下降 时，流过 LED 的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变小。. +5V R1 R2 单片机端口 图 3-6 简单驱动电路 图 3-7 所示的射极输出电路可以解决这个问题，两个二极管把三级管基极电压 钳位在 1.2V 左右，因此三级管发射极电压固定在 0.6V 左右，发射极电流 IE 基本 不变，根据 IEIC,所以流过 LED 的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低 时还可以保证一定的遥控距离。 图 3-7 射极输出电路 一体化红外接收头红外信号收发系统的典型电路如图 3-4 所示，红外接收电路 通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。内部电路包括红外监测 二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管 监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一 定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器， 带通滤波器可以通过 30khz 到 60khz 的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较 器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发 射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。一体化红外接收头引脚图 如图 3-8 所示。 图 3-8 红外接收一体化接收头引脚图 TL1838 一体化接收头的简介： R1 +5V 单片机端口 受 光 面 受光面 2、GND 1、OUT 3、VCC TL1838 的管脚分布如图 4-5 所示，2 脚、3 脚分别为电源和地，1 脚是解调信 号输出，其电平与 TTL 兼容。TL1838 系列特性如下： 工作电压：2.75.5V 工作电流：1.4mA 距离：15M 频率：38K 角度：45 波长：940nm TL1838 是黑色环氧聚光透镜，滤除了可见光的干扰。内含红外线 PIN 接收管、 选频放大器和解调器。 当红外线发射器发出的信号经空间传送到 TL1838 时，它内部的 PIN 红外线接 收管将红外线转换为电信号，该信号经选频放大、解调后由 1 脚输出与 TTL 电平 兼容的电信号，该信号可以直接送入微处理器进行处理。 TL1838 的输出波形如图 3-9 所示。当接收到频带内的红外信号时，TL1838 接 收器会输出低电平，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。 图3-9 (a) 已调制红外信号 (b) TL1838输出信号 TL1838的优点是稳定性好，抗干扰能力很强，外围电路非常简洁，成本又不 高，适用于各种红外遥控和红外数据传输，是替代其它红外接收放大器的理想元 件。而且它的工作电压是2.75.5V，有效传输距离为15m,是一款性价比很高的红 外一体化接收头。 12 3.5 LCD1602 的介绍 液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在 袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。字符型液晶模块是一种 低电平 高电平 用点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为 1 行 16 个字、75 2 行 6 个字、2 行 20 个字等等。1602 液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了 160 个不同的点阵字符图形，这些字符包括了数字、英文字母大、小写，常用符号 和日文假名等。每一个字符都有自己固定的代码，通过给 1602 液晶写入对应的程 序代码来显示相应的字符。其实物如图 3-10 所示。 图 3-10 LCD1602 实物图 1602 字符型 LCD 通常有 14 条引脚线或 16 条引脚线的 LCD，多出来的 2 条线 是背光电源线(15 脚)和地线 (16 脚)，其控制原理与 14 脚的 LCD 完全一 CC VGND 样。1602 的引脚如图 3-11 所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13