基于单片机和无线电遥控技术的密码锁硬件设计（含源程序）

本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455基于单片机和无线电遥控技术的密码锁硬件设计摘要：随着电子工业的发展，当今智能电子密码锁技术也在不断更新，特别是单片机在该领域的应用正不断地向着高、精、尖技术发展，无 论功能性，稳定性都比较全面。将无线电遥控技术与密码技术相结合，在保 证原有密码锁系统性能的基础上研发新型的遥控密码锁系统。使用户在一定范围内的任何位置都能对保险箱进行开启，可以提高密码的安全性，克服了固定键盘式密码锁的不足。本系统就是基于单片机实现对密码锁远程控制的研发，其硬件设计由遥控发射和遥控接收两个子系统组成，接收部分主要以 AT89C52 单片机为核心。使用 PT2262，PT2272 芯片来实现信号的编码和解码。另外，结合移植性及可读性强的 C 语言 程序来实现开锁、 报警和显示等功能，同时，采用 EEPROM 存储器 AT24C02 使得系统在掉电状态下，仍能够保存密码信息。该系统具有体积小，成本低，性能可靠，使用方便等特点。关键词：遥控技术 密码锁 编码 解码 单片机本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455Design of Password-Lock Based on Microcontroller and Remote Control TechnologyAbstract：With the development of the electronics industry, todays intelligent electronic lock technology is constantly updated, in particular the application of SCM in the field are constantly toward high precision and advanced technology development, whether functional and stability are more comprehensive. Radio remote control technology will be combined with cryptographic techniques, to ensure that the existing locks in the system performance based on the development of new remote lock system. Enables users to any location within a certain range can be on the safe open, password security can be improved to overcome the fixed keyboard lock deficiencies. The system is based on the single chip on the development of remote control locks, the hardware design from the remote transmitter and remote control receiver of two subsystems, in order to receive some of the major AT89C52 microcontroller as the core. Use PT2262, PT2272 chip encoding and decoding the signals. In addition, the combination of portability and readability of the C language program to achieve lock, alarm and display. At the same time, the use of EEPROM memory AT24C02 power-down mode makes the system still be able to save the password information. The system is small, low cost, reliable, easy to use and so on.Keywords: remote control technology password-lock code decode single chip microcomputer 本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455目 录1 绪论.11.1 选题的依据及意义.11.2 国内外研究及发展趋势.12 系统组成及其工作原理.32.1 技术要求及主要特色.32.2 系统组成框图及工作原理.33 硬件电路的设计.53.1 单片机的选择.53.1.1 时钟电路.63.1.2 复位电路.73.2 遥控发射模块.83.3 遥控接收模块.123.4 密码存储模块.163.5 键盘及显示模块.183.6 报警电路.213.7 开锁电路.234 系统软件的设计.264.1 主程序设计.264.2 各模块的程序设计.274.2.2 键盘输入模块程序设计.284.2.3 密码比对模块程序设计.294.2.4 24C02 芯片的读写.305 调试与结果分析.315.1 硬件的调试.315.1.1 PCB 板的设计制作.315.1.2 遥控发射模块的调试.325.1.3 遥控接收模块的调试.325.1.4 密码存储模块的调试.335.1.5 键盘及显示模块的调试.335.1.6 报警电路的调试.335.1.7 开锁电路的调试.335.2 软硬的联调.34本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：1945354556 总结.35致谢.36参考文献.37附录 A 原理总图.38附录 B PCB 图.39本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455基于单片机和无线电遥控技术的密码锁硬件设计1 绪论1.1 选题的依据及意义现在，随着电子工业的发展，单片机技术已经深入到了人们生活的各个层面及领域，各种各样的电子产品也正在不断地向着高、精、尖技术发展。在安全技术防范领域，处于安全方面的需要性，许多电子密码锁已广泛进入了人们的生活和工作。尤其是微控制器的智能电子密码锁，不仅具有电子密码锁的功能，还可引入智能化管理功能，从而使密码锁具有更高的安全性和可靠性，受到了广大用户的信赖。根调查，市场上的保险箱锁有以下几种形式：机械式、电子式、磁卡式、智能 IC 卡式、指纹式等，电子式的密码锁市场占有量最大，其原因是它的成本相对较低，保密性高，使用灵活性好，操作简单，而且还它克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点。但有点不足的是，目前市场上的电子密码锁系统大多采用的是固定键盘式的，也就是将操作键盘固定在保险箱的面板上。这就使得用户在操作时没有隐蔽性，极易被人看见和偷拍而使得密码不安全，因而操作的安全性不是很高。无线电作为新一代的无线外设解决方案，具有绕射和穿透特性，在有效工作范围内，无线设备可以不受角度、方向和障碍物的限制而自由使用。此外，采用特定的编码解码技术还可以防止无线电波的相互干扰，抗干扰能力很强。将无线电遥控技术与密码技术相结合，在保证原有密码锁系统性能的基础上研发新型的遥控密码锁系统，使用户在一定范围内的任何位置都能对保险箱进行开启，可以提高密码的安全性，克服了固定键盘式电子密码锁的不足。1.2 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，键盘式电子密码最突出的优点是“密码” 是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠，不会丢失，难以被窃。但是密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，或者可能被旁观者窥测出来，造成保密性不足。当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。因此，在输入密码的过程中，为了限制试探密码的企图，通常输入错误码若干次或若干时间内输入不正确，即“封锁” 键盘，不再接受输入操作。总之，尽管新式本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455电子防盗锁层出不穷，但键盘式电子密码防盗锁仍然在市场上居于主流地位，而且，还经常作为其他类型电子防盗锁的辅助输入手段。此外，遥控式电子防盗锁利用窄角度的光传输密码，优点是传输信息量可以很大、速度极快、人眼识别不出来，又无法在光路径上以仪器捕获信号试图复制，因此保密性极高。无线电遥控的优点也是传输信息量可以很大、速度快、人眼识别不出来，但发射的信号弥散空间，容易被仪器捕获，因此适合采用“变化的密码” ，这样即使捕获了当时的信号也无利用、复制的价值。使用遥控式电子防盗锁，需要仔细保管遥控器。再者，卡式电子防盗锁是当前最为活跃的产品，无论卡的种类如何多种多样，按照输入卡的操作方式，都可分为接触式卡和非接触式卡两大类。目前接触式卡的技术成熟、价格较低，应用也较为广泛；非接触式卡使用隐蔽、方便，大有后来居上之势。储存信息量大是卡的优势，它不仅作为钥匙，还可载入多项个人信息，特别适合金融业注重“ 验明正身 ”的行业特点，而且一卡多用带来持卡人的便利。使用这类电子防盗锁，需要仔细保管卡，尤其丢失了必须尽快取消该卡的授权。总之，当今智能电子密码锁在飞速发展，特别是单片机的应用在这几年得到空前发展，无论功能性，稳定性都比较全面，在保密方面已做到人眼识别，指纹识别，人声识别基本上电影上有的现实也有。在国外发展比较早，所以应用也比较广泛，主要在家庭装较贵重地方，银行，保险柜等应用较多，在国内这方面发展也较快，不管自己开发或是引进都有，在重要地方应用也较多，由于价钱比普通弹子锁较贵，早几年应用较少，现在越来越普及到平常化，未来的发展也会越来越被大众采用，由于它的功能、安全是弹子锁无法相比的。发展前境是非常大的。本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：1945354552 系统组成及其工作原理2.1 技术要求及主要特色一、技术要求以单片机为核心，结合无线电遥控技术与密码技术，实现密码锁遥控系统。1、遥控发射器和遥控接收电路，存储电路和键盘显示电路2、在 10 米范围内用遥控器对保险箱进行开启操作3、可设置两组密码，用户可修改密码，密码位数可在 18 位任意设置4、在任何掉电情况下，原设定密码保持不变二、主要特色该装置是以单片机为核心的遥控密码锁的硬件部分。采用特定的编码解码技术还可以防止无线电波的相互干扰，从而使其抗干扰能力很强。将无线电遥控技术与密码技术相结合，在保证原有密码锁系统性能的基础上研发新型的遥控密码锁系统，使用户在有效工作范围内的任何位置都能对保险箱进行开启，可以提高密码的安全性，克服了固定键盘式电子密码锁的不足。此外，该系统具有体积小，成本低性能可靠，使用方便等特点。2.2 系统组成框图及工作原理该遥控密码锁系统由两部分组成：遥控发射器和遥控接收电路。（1）遥控发射器该模块由键盘，编码芯片和发射电路组成，原理框图如图 2.1 所示。本次设计将常用的 PT2262 作为编码芯片。它与后面要介绍的解码芯片 PT2272 是一对专用的信号编码解码芯片。要使解码芯片 PT2272 能够正常地接收并解码信号产生输出就必须使其地址位的状态与编码芯片 PT2262 的地址状态完全相同，也就是说，只要解码芯片 PT2262 和编码芯片 PT2262 的地址位同时接地，接高电平或悬空，那么解码芯片就会有数据输出。图 2.1 遥控发射原理框图工作原理：用 12V 电源供电，当按键按下时，PT2262 上电，发射电路上电，按键 编码电路 无线发射装置本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455PT2262 将按键的状态编码产生方波，采用 315 MHz 高频频率作为载波信号，在经过调制（将数字信号转换成模拟信号） ，由发射电路发射出去。当没有按键按下时，电源截断，遥控发射器的静态功耗为零。（2）遥控接收电路遥控接受电路是本系统最主要的部分，其原理框图如图 2.2 所示。图 2.2 遥控接收原理框图要说明的是框图中的驱动输出包括：蜂鸣器的报警和继电器的开锁等。遥控部分的工作原理如下：默认状态 CPU 处于掉电状态，遥控接收模块和PT2272 一直处于工作状态，当遥控接收模块接收到已调信号，经过解调还原成原来的方波信号，这些方波信号经过电压匹配处理，输入给解码芯片 PT2272 产生输出，这个输出将 CPU 从掉电模式中唤醒，使 CPU 处于正常工作状态，CPU 接收数据，然后 CPU 对接收到的数据输入进行处理，产生相应的操作结果。在不使用遥控发射器的时候，固定键盘上的任意一个按键按下时，单片机硬件复位，单片机从掉电模式转入正常工作模式，完成密码的比对，产生驱动输出。键盘输入输出显示驱动输出微处理器遥控接收装置解码电路E2PROM 存储器本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：1945354553 硬件电路的设计3.1 单片机的选择电子密码锁大多采用单片机作为中央处理器，单片机体积小却包含了计算机的基本功能部件，能够满足很多应用领域对硬件功能的基本要求。另一方面，单片机内 CPU 访问存储器、/接口的信息传输线（即总线地址总线、数据总线和控制总线）大多数在芯片内部，因此不易受外界的干扰。另外，单片机内部功能强，系统结构简单，应用灵活，系统扩展方便，这也使应用系统的硬件设计非常简单，且性能价格比高，容易产品化。单片机种类很多，8 位单片机有 MCS-51 系列、PIC 系列等，16 位单片机有Intel MCS-96 系列等。在本次设计中，8 位的单片机就能满足系统的设计要求。目前，8 为单片机以 Intel MCS-51 系列单片机的品种最多，接口芯片以及应用软件也非常丰富。AT89C52 单片机是一种低功耗、高性能的 8 位 CMOS 单片机，它内部集成了 8KB 的 flash 程序存储器，这种 flash 存储器可以反复擦除，使程序的调试非常方便。同时，AT89C52 具有以下特点： 与 MCS-51 单片机产品兼容 8K 字节在系统可编程 Flash 存储器且可反复擦除 32 个可编程 I/O 口线 三个 16 位定时器/计数器 八个中断源两级中断处理 全双工 UART 串行通道 低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒 因此，综合上述 AT89C52 的特点，选用 AT89C52 单片机作为遥控接收系统的中央处理器，完全能够满足此次设计的要求。在选定单片机以后，即可对其他各模块的硬件电路进行设计。AT89C52 最小系统主要由单片机、时钟电路、复位电路等基本组成，所谓最小系统就是具有上电复位和手动复位功能；能够使用单片机片内程序存储器；具有基本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455本的人机交互接口，按键输入，LED 显示功能；具有一定的可扩展性，单片机 I/O口可方便地与其他电路板连接。下面则是最小系统中时钟与复位电路的详细介绍。3.1.1 时钟电路时钟电路就 是 产 生 像 时 钟 一 样 准 确 的 振 荡 电 路 。 任 何 工 作 都 按 时 间 顺 序 。 用于 产 生 这 个 时 间 的 电 路 就 是 时 钟 电 路 。 一 般 由 晶 体 震 荡 器 、 晶 震 控 制 芯 片 和 电 容组 成 。最小系统中的时钟电路就是单片机的心脏，单片机的所有操作均在时钟脉冲的同步下进行，时钟电路控制着单片机的工作节奏。AT89C52 内部都有一个反相放大器，XTAL1、XTAL2 分别是反相放大器输入和输出端，外接定时反馈元件就组成震荡器产生时钟送至单片机内部的各个部件。如下图 3.1 所示，片内电路与片外器件构成一个时钟发生电路。片内振荡器的震荡频率 fOSC非常接近晶振频率，一般多在1.2MHz12MHz 之间选取，这次毕设用的时钟频率是 6MHz。XTAL2 输一个正弦波。图 3.1 中 C3、C4 是反馈电容，其值在 5pF30pF 之间选择,其典型值是30Pf。C3、C4 的大小对振荡频率有微小的影响，本系统采用的是 20p F。作用有两个：其一是使振荡器起振，其二是对振荡器的频率 f 起微调作用（C3、C4 大，f 变小）在设计印制版时，晶体和电容应尽可能与单片机芯片靠近，以减小寄生电容，保证振荡器可靠的工作，一般采用瓷片电容。图 3.1 时钟电路本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：1945354553.1.2 复位电路RST/Vpd：单片机复位信号引脚时钟电路工作后，在此引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内寄存器状态是一定的。P0P3 口输出高电平，初始值 07H 写入堆栈指针 SP、清 0 程序计数器 PC 和其余特殊功能寄存器。但初始值不影响片内 RAM状态，只要该引脚保持高电平，MCS-51 将循环复位。RST/Vpd 从高电平变成低电平时，单片机将从 0 号单元开始执行程序。另外，该引脚还具有复用功能，只要将Vpd 接+5V 备用电源，一旦 Vcc 电位突然下降或断电，能保护片内 RAM 中的信息不会丢失，复电后能够正常工作。单片机在启动运行前都要复位，使微处理器和系统中的其他部件都处于初始状态，并从这状态开始工作。单片机通常采用上电复位方式和开关复位两种方式，其电路如图 3.2 所示图 3.2 复位电路在 RST 复位端接 74LS04 反向器。一个电阻 R2 至 Vss(地),当按下复位键时，74LS04 给单片机的 RST 端一个高电平，就能实现上电自动复位。在上电的瞬间，电本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455容两端电压不能突变，倒向器输入端为低电平，RESET 保持高电平，随之5V 通过电阻 R1 给电容充电，倒向器输入端逐渐上升为高电平，输出为低电平。倒向器从上电开始输出一个完整的正脉冲，只要该脉冲能够保持 10ms 以上，就可使 CPU 有效复位。所需高电平时间的长短与 Vcc 上升时间和振荡器起振时间有关。图 3.2 中R1=51k,R2=200，C4=100nF, C3=22uF。若频率为 12MHz,可以保证可靠的上电复位。如果频率降低，可以适当加大电容 C3。3.2 遥控发射模块此次设计中遥控发射及接收是最主要的两个模块，因此在这对两个模块方案的选取，也是完成设计不可缺少的一部分。在经过查询资料且对比了一些比较完善的模块后，最终锁定在以下两个方案：方案一：选用 TDC1808 发射模块和 MC145026 编码芯片组合来完成遥控的发射部分。TDC1808 和后面要介绍的 TDC1809 是一对应用频率范围很广的遥控发射和接收芯片。发射模块 TDCl808 在出厂时已将发射频率调在 250-350MHz 之间，可提供 l0种频率使用。另外 TDCl808 在使用时还具有 A、B 两种连接方法：无调制的信号或外接各种调制信号发射，例如：音频调制或数码调制等。因此可外接各种调制信号来构成发射电路。其外形引脚图如下：图 3.3 TDC1808 外形引脚图 TDC1808 个引脚功能为：Vcc:电源正极端，工作电压为 312VVss：电源负极端，通常接地Data：数据输入端，一般与编码器的数据输出端相连本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455第 4 脚：因为是无线发射，所以该脚可有可无，是信号发射端发射头 TDC1808 采用的是 250MHz 超高频，因此具有很高的抗干扰能力。编码器MC145026 由时钟振荡器、分频器、地址/数据编码输入电路以及数据选择与缓冲器等几部分构成。时钟振荡器及分频器向整个编码器提供基准时钟，以协调各部分的工作。地址/数据编码输入电路将输入的不同地址及数据转变为相应的编码信号，以不同脉冲宽度及数目来表征不同指令。数据选择与缓冲电路将电路的并行码变为串行码并输出。其引脚图如下：图 3.4 MC145026 引脚图则以下是 MC145026 的各引脚功能：Rs，R，C：这三个引脚是供编码器振荡电路外接 RC 元件。TE：发送控制端，该脚为低电平时有效，编码器开始发送编码，平常由上拉电阻保持该脚为高电平。D：编码数据输出端。Vss：电源负极端，通常接地。Vdd：电源正极端，工作电压范围为 4.518V。A0/D0A8/D8：地址/数据复用，编码后有数据输出端输出。其中每位都可有三种状态：高电平、低电平、开路。利用不同的组合与 MC145027 配对可以有不同的编码。数据从第 15 脚 Do 串行输出，每位数据用两个数字脉冲表示，两个连续的宽脉冲表示“1” ，两个连续的窄脉冲表示“0” ，一宽一窄则表示“开路” 。R，C，Rs外接电阻电容决定其内部时钟振荡器的振荡频率。TE 为低时有效，发送数据，1 个发送周期将 9 位数据 A0A8 重复发送 2 次。如果 TE 保持低电平，则继续发送数据本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455字，发送的波形与时序图如下：图 3.5 MC145026 的编码波形不管 TE 在何时有低电平变为高电平，编码的发送工作均必须等到当前发送周期结束以后才能停止。方案二：采用 F05C 发射模块和 PT2262 编码芯片组合来实现遥控的发射部分。PT2262/2272 是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。PT2262 发射芯片地址编码输入有“1” 、 “0”和“开路”三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。由各地址、数据的不同接脚状态决定，要使解码芯片 PT2272 能够正常地接收并解码信号产生输出就必须使其地址位的状态与编码芯片 PT2262 的地址状态完全相同，也就是说，只要解码芯片 PT2262 和编码芯片 PT2272 的地址位同时接地，接高电平或悬空，那么解码芯片就会有数据输出。该编码信号是从输出端 Dout 输出，通过 F05C 发射装置发射出去。Dout 输出的编码信号是调制在 38kHz 载波上的，OSC1、OSC2 外接的电阻决定载频频率，一般电阻可在 430k470k 之间选择即可。遥控发射模块是按键、编码芯片 PT2262 和无线发送装置组成，其电路图如下：本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455图 3.6 遥控发射电路如图所示，PT2262 的各引脚功能如下：A0-A5: 地址输入端，可编成“1” 、 “0”和“开路”三种状态。A6/D0-A11/D5: 地址或数据输入端，地址输入时用。做数据输入时只可编成“1”、 “0”两种状态。TE: 发射使能端，低电平有效。OSC1、OSC2: 外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。Dout: 数据输出端，编码由此脚串行输出。VDD，Vss: 电源+，-输入端。PT2262 的 10-13 脚接的四个按键开关（即 D0-D3） ，作为数据输入端，随着按键的按下数据段输入也会随之变化。15 和 16 脚间连一振荡电阻，做与 PT2272 的匹配电阻用，17 脚作为数据输出端连接到无线发射模块 F05C 的 2 脚。PT2262 工作时，由 10 到 13 脚输入的数据和地址端的地址在芯片内部进行编码，再从 17 脚输出至 F05C。F05C 如下图所示：本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455图 3.7 F05C 引脚图F05C 是无线电发射电路中一种新型的发射模块，它具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，内含隔离调制电路消除对射频电路的影响，信号直接耦合，性能稳定。F05C 输入端平时应处于低电平状态，输入的数据信号应是正逻辑电平，幅度最高不应超过 F05C 的工作电压。F05C 具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，当发射电压为 3V 时，发射电流约 2mA，发射功率较小，12V 为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约 5-8mA，大于 l2V 直流功耗增大，有效发射功率不再明显提高。FO5C 系列采用 AM 方式调制以降低功耗，数据信号停止，发射电流降为零，数据信号与 FO5C 用电阻而不能用电容耦合，否则 FO5C 将不能正常工作。数据电平应接近F05 的实际工作电压以获得较高的调制效果，FO5C 对过宽的调制信号易引起调制效率下降，收发距离变近。当高电平脉冲宽度在 0.8-1ms 时发射效果较好，大于 1ms后效率开始下降；当低电平区大于 10ms，接收到的数据第一位极易被干扰(即零电平干扰)而引起不解码。如采用 CPU 编译码可在数据识别位前加一些乱码以抑制零电平干扰，若是通用编解码器，可调整振荡电阻使每组码中间的低电平区小于 10ms。显然，以上两种方案在功能上相差不大，而且稳定性也比较好，在经过市场调查以及大概的设计预算后，决定选择电路相对简单一点的 PT2262 与 F05C 组合成的发射模块，不但能够满足此次设计的要求，且在价格上也便宜了不少。3.3 遥控接收模块之前，在遥控发射模块中介绍了两种功能相差不大的方案，因为遥控的发射和接收是两个对应的模块，所以在这节也同样有两个方案。既然前面选择了 PT2262和 F05C 的配套，那么就可以知道此次设计在遥控接收这部分，本人依然会用PT2272 与 J04E 的组合来完成遥控的接收。同时，也简单介绍一下 MC1045207 与TDC10889 的配套方案。本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455方案一：选用 TDC1809 接收模块和 MC145027 解码芯片组合来完成遥控的发射部分。接收模块 TDC1809 是与前面介绍的 TDC1808 配对的无线电接收模块，其外形图如下：图 3.8 TDC1809 外形引脚图其各引脚功能为:Vcc: 电源正极端，工作电压为 312VVss：电源负极端，通常接地Data：数据输出端，一般与编码芯片的数据输入端连接解码芯片 MC145027 是与前面所介绍的 MC145026 对应的一组编码解码芯片。其引脚图如下:图 3.9 MC145027 引脚图其该芯片的作用与 MC145026 对应，因为前面有过介绍，所以在此不再赘述。下面是其各引脚的功能：DATA IN：编码数据输入端D0D3：对应 MC145026 的 D5D8 脚发出的二进制数据，并且只辨认二进制数据，当 MC145026 的对应 4 个引脚处在“开路”状态时，MC145027 解码为“1”态电平。R1、C1:这两个引脚所接的电阻和电容用于确定接收到的信息是窄脉冲还是宽脉冲。R1、C1 时间常数应为 MC145026 编码器时钟周期的 1.72 倍。R2/C2：该引脚连接的电阻与电容用于确定检测接收终止与发送终止。R2、C2时间常数应为编码器时钟周期的 33.5 倍。即可以确定引脚上的数据是否保持了 4 个本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455数据周期的低电平，也就是判断发送是否结束。此种方案要求编码器和解码器在配合使用时要求两者的时钟一致，MC145027 工作时，外部数据从 DI 输入，当 A1A5 与编码器相关位送来的地址数据相同时，Vt电平由低变高，开始接收编码器送来的数据，再由 D0D3 输出，以控制相应的装置。由于 MC145027 只有 5 个地址位，最多只能控制 243 个分机。MC145027 先接收 5 个地址码，如果与本地址码一致，则再接收 4 位数据并缓存与内部，当第二次接收的5 个地址码仍然与本地址码一致，再次接收的 4 位数据与前次收到的数据进行比较，如果两次数据一致，则受 Vt 作用将数据传送到输出数据锁存器。D0D3 四个引脚上有与编码器相对应的数据输出，一直保留到下一个新的数据出现。方案二：采用 J04E 模块和 PT2272 编码芯片组合来实现遥控的接收部分。接收控制系统主要由无线电接收电路、解码电路、单片机电路、开关电路组成。接收控制系统主要完成的功能是首先对接收进来的信号解调后进行解码，解码后的数据送单片机，由单片机根据此数据去控制相应的开关进行动作。该方案的无线电接收电路采用与射频发射模块 F05C 相配套的射频接收模块 J04E。J04E 具有较宽的接收带宽，极低功耗，可长期处于守机状态。J04E 输出端口直接与 PT2272 的数据输入端口连接，其电路图如下：图 3.10 遥控接收模块原理图本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455如图所示，PT2272 的各引脚功能如下：A0-A5: 地址输入端，可编成“1” 、 “0”和“开路”三种状态。要求与 PT2262设定的状态一致。D0-D5: 数据输出端，分暂存和锁存两种状态。Din: 脉冲编码信号输入端。OSC1、OSC2: 外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。VT: 输出端，接收有效信号时，VT 端由低电平变为高电平。 VDD，Vss: 电源+，-输入端。芯片 PT2272 是与前面采用的编码芯片 PT2262 对应的解码芯片。它内部有地址解码、振荡和系统定时、数据检测、同步检测、控制逻辑、译码逻辑电路。PT2272的 A0-A7 端是芯片的地址码设置端口，只有接收端的地址码和发射端的地址码设置完全相同，输出端才有输出信号。解码芯片 PT2272 将数据输入端接收到的信号，在 PT2272 芯片内部，对接收到的码字进行解码，并进行地址的对比，若地址完全相同，则 14 脚（VT）输出高电平。D0-D3 输出与无线电发射系统所发射的相对应的开关信息给单片机电路，由单片机控制相应的开关电路动作。否则，解码芯片不解码，单片机电路不响应，开关电路保持原有的工作状态不变。在介绍了 PT2272 之后，在此要对 J04E 信号接收装置进行简单的介绍。下图则为 J04E 的引脚图:图 3.11 J04E 封装及引脚图J04E 采用独特的超再生电路结构，SMT 工艺树脂封装，内含放大整形，输出为数据信号直接至解码器，使用极为方便，是一种性价比较好的超再生模块。J04E 无信号时输出为零电平状态(无噪声干扰)可适合与单片机输入端接口，J04E 采用条状镀金电感及优化电路，无需外接天线，接收灵敏度优于 J04C，采用一定硬度的镀金电感调整接收频点比采用微调电容调频率的接收电路性能稳定，即使强烈振动也不本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：194535455用担心频点偏离，J04E 具有较宽的接收带宽，出厂时已调在 315M，与 F05 配套基本免调试，只要电源馈电及引线没有太大分布参数即可处于正常接收状态，镀金电感约有5M 可调范围，安装时保持原状不要轻意变动以免频点偏离，J04E 具有极低功耗，3V 时只消耗 0.2mA 电流，可长期处于守机状态。 由图 3.8 可知在解码芯片 PT2272 中 1-8 脚作为地址线，接法同 PT2262 相同，以保证编解码地址相同，才能正常解码。17 脚为数据输入端，从这里接收输入发射过来的码字，因此和 J04E 接收模块的 4 脚相连。10-13 脚为数据输出端，连至单片机的 I/O 口，用作密码输入。14 脚为 VT 端，此脚输出高电平时，四根数据线才会输出，从而正常解码。其中，16 脚和 15 脚连接的是匹配电阻，起作用是确定振荡的时钟频率。显然，通过这个接收模块的介绍，不难看出，本次设计选择 F05C 和 J04E 发射接收模块以及 PT2262 和 PT2272 编解码芯片的组合的正确性，可以看到，在电路结构上比较简单的同时，还节省了不少费用。3.4 密码存储模块单片机的程序存储器、内部数据存储器、外部数据存储器的空间是相互独立的。程序存储器用于存放编好的程序和数据表格。数据存储器用来作为数据缓冲器、堆栈、工作寄存器以及软件标志等。为了使无线电遥控密码锁能够在掉电以后仍能保存数据信息，因此，有必要对遥控正常工作所需的数据进行保护，例如原始密码的存储，因为密码需要经常修改，不可能固化到程序存储器中。为了缩小体积，本设计采用了串行 EEPROM 存储器24C02，密码存放在 AT24C02 中，当需要更改或读取密码时，只需对 AT24C02 里的数据更改或读取即可。在介绍 AT24C02 前，先介绍一下 I2C 总线。I2C 总线使用两根信号线来进行数据传输，一根是串行数据线(SDA)，器件要依靠 SDA 发送的地址信号寻址，不需要片选线。任何时刻总线只能由一个主器件控制，各从器件在总线空闲时启动数据传送，由 IC 总线来决定哪个主器件控制总线。 SDA 与 SCL 为双向 I/O 线，都是开漏极端(输出 1 时，为高阻抗状态)。因此 I2C 总线上的所有设备的 SDA、SCL 引脚都要外接上拉电阻。 IC 线的协议如下： 1) 只有在总线非忙时才被允许进行数据传送。 本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：1945354552) 在数据传送时，当时钟线为低电平，数据线必须为固定状态，不允许有跳变。时钟线为高电平时，数据线的任何电平变化将当作总线的启动或停止条件。起始/停止时序如图 3.11 所示。 图 3.12 AT24C02 起始/停止时序单片机 AT89C52 的 P1.5 接 AT24C02 的 SCL 口作为它的串行移位时钟，AT89C52 的 P1.4 接 AT24C02 的 SDA 口作为它的串行数据或地址输入输出。该电路要注意的是 SCL、SDA 必须加上一上拉电阻，阻值为 10K。如下图所示：图 3.13 存储电路原理图AT24CXX 是一种低功耗 CMOS 串行 EEPROM，典型的型号有AT24C01A/02/04/08/16 等 5 种，它们的存储容量分别是本科毕业设计（论文）全套资料扣扣：1945354551024/2048/4096/8192/16384 位；也就是 128/256/512/1024/2048 字节；使用电压级别有 5V，2.7V,2.5V,1.8V;本文主要介绍常用的 AT24C02 即 256 字节存储器的使用；它具有工作电压宽（2.55.5V）、擦写次数多（大于 10000 次）、写入速度快（小于 10ms）等特点。AT24C02 的各引脚功能如下：A0A2：脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址（实验板中直接接地只有一块器件）Vcc，Vss：分别为正、负电源。SDA：串行数据输入/输出，数据通过这条双向 I2C 总线串行传送SCL：串行时钟脚串行输入输出数据时，该脚用于输入时钟。 WP：写保护端，接地时允许芯片执行一般的读写操作。接电源端时不允许对器件写。另外，AT24C02 中带有片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加 1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达 8 个字节的数据。3.5 键盘及显示模块方案一：采用 8279 芯片构成键盘显示电路。8279 芯片是一种专门用于键盘、显示器的接口电路，它用硬件完成对显示器和键盘的扫描，能识别键盘上闭合键的键号，在硬件上它只占用两个地址，在软件上省去了显示和键盘扫描，是用户程序变得简洁、易读和模块化，提高 CPU 的工作效率。8279 包括键盘输入和显示两个部分。键盘部分提供的扫描方式，可以具有 64 个按键和传感器的陈列相连。能自动消除开关抖动以及对 N 键按下采取保护。显示部分按扫描方式工作。可以显示 8 或 16 位LED 八段数码显示器。8279芯片和单片机的接口电路设计，单片机的ALE既用做低8位地址的锁存信号，也把它接到8279的外时钟脉冲信号的输入。8279的片选译码电路可根据实际电路的地址分配设计。8279的WR、RD接单片机的WR、RD ，8279与DB0DB7的P0口相连。8279的IRQ经非门接到AT89C52的INT0（P3.2）管脚上，可以实现键盘的查询和键盘中断。AT89C52的ALE输出作为定时时钟从8279 的CLK管脚输入，AT89C52的P2.7作为8279的片选信号（CS） 。其具体接法如图3.14所示。8279与6个共阴极显示器和一个12键的小键盘连接。SL0SL2的扫描按编码方式本科毕业设计