基于单片机红外遥控密码锁的设计

-基于单片机红外遥控密码锁的设计【摘要】：利用51单片机AT89C51，蜂鸣器，红外发光二极管，矩阵键盘，红外接收装置等设计了一个红外密码锁。该系统硬件部分由红外发射电路、红外接收电路、复位电路、晶振电路、液晶显示电路、报警电路、开锁指示灯电路组成。红外遥控是以调制的方式发射数据，把数据和一定频率的载波进行“与”操作，红外接收电路内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，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，然后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，通过红外发射电路远程控制系统能完成红外遥控开锁、修改用户密码、显示密码暗码等基本的密码锁的功能。【关键词】：红外；单片机；密码锁；遥控;-i-Abstract:51MCUAT89C51,buzzers,infraredlight-emittingdiodes,matrixkeyboard,infraredreceiverdevicesdesignedaninfraredlocks.Thesystemhardwareconsistsofinfraredtransmittercircuit,infraredreceivercircuit,resetcircuit,crystaloscillatorcircuit,liquidcrystaldisplaycircuit,alarmcircuit,unlockindicatorcircuit.Infraredremotecontrolmodeismodulatedtransmissiondata,andadatacarrierfrequencyandoperation,infraredreceivercircuitrytomonitorinternalcircuitincludesaninfrareddiode,amplifier,limitervice,aband-passfilter,theintegratingcircuit,acomparator,etc.Infraredmonitordiodetomonitortheinfraredsignal,thesignalisthensuppliedtoalimiteramplifierandlimitertocontroltheamplitudeofthepulseatacertainlevel,regardlessofthedistanceoftheinfraredtransmitterandreceiverdistance.ACsignalsintotheband-passfilter,abandpassfiltercanbe30khzto60khzcarrierwavethroughthedemodulationcircuitintotheintegralcircuitandacomparator,thecomparatoroutputhighandlow,reducingthesignalwaveformofthetransmitter,theinfraredtransmissioncircuitremoteinfraredremotecontrolsystemtocompletetheunlock,modifyuserpasswords,showsthebasicfunctionsofthepasswordlockpasswordandsoon.Keywords:Infrared；MCU；Combination-lock；Controller-ii-目录前言.2第1章绪论.3第1.1节红外遥控密码锁的背景及发展趋势.3第1.2节红外遥控密码锁设计的具体要求及任务.3第2章红外遥控密码锁硬件电路设计.5第2.1节系统设计的总体方案.5第2.2节红外通信电路.5第2.3节单片机控制电路.8第2.4节液晶显示电路.10第2.5节继电器电路.10第2.6节报警电路.11第2.7节密码存储电路.11第2.8节系统仿真图.12第3章系统的软件设计.13第3.1节程序框图.13第3.2节keil程序设计.15第4章第四章仿真调试.18第4.1节软件仿真.18第4.2节实物仿真.19结论.22参考文献.22致谢.23附录.24附录1：实物图.24附录2：部分程序.24第0页前言随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极不方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣，在这种情况下密码锁应运而生，电子密码锁取代传统的机械锁也已成为一种必然的趋势。特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。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，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。由于红外遥控具有许多优点，例如红外线发射装置采用红外发光二极管遥控发射器易于小型化且价格低廉；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，减少误动作，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。工业设备中，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能有效地隔离电气干扰。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。在本设计中，红外遥控密码锁和PC机、数据库相结合，能够实现适时的、强大的管理，使得整个红外遥控系统得到更好的完善。第1页第1章绪论第1.1节红外遥控密码锁的背景及发展趋势在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极不方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。智能密码锁是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施，适用各种场合，如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间、智能化小区、工厂、家庭等。而红外技术在遥控技术领域的应用越来越广泛，遥控技术的发展经历大致了从有线到无线的超声波扬声器，从振动子到红外线，再到使用总线接口的微机红外线遥控这样几个发展阶段。遥控电路通常由遥控发射、遥控接收、微处理器等几块集成电路及其外围元件组成。所以把这两种技术融合起来所得的密码锁的性能将会更好。在智能钥匙的加密方面，智能门锁的各种智能卡钥匙均应采用具备物理密码验证功能、安全性好、可靠性高的电子钥匙，可保存数据在10年以上，而所有的电子钥匙为了提高保密性能在编码上都采用加密算法，除了采用具有独立知识产权开发的软件系统制作电子钥匙外，电子钥匙是根本不可能复制的，克服了机械钥匙很强的可复制性，使门锁整体的安全性能降低的缺点，提高了门锁的安全性能。第1.2节红外遥控密码锁设计的具体要求及任务利用51单片机AT89C51，蜂鸣器，红外发光二极管，矩阵键盘，红外接收装置等器件设计一个红外密码锁。该系统硬件部分由红外发射电路、红外接收电路、复位电路、晶振电路、液晶显示电路、报警电路组成，系统能完成红外遥控开锁、修改用户密码、显示密码暗码等基本的密码锁的功能。基本功能（1）采用LCD显示屏，显示暗码，输入成功或者错误；（2）密码是8位，采用键盘输入，初始密码为12345678；（3）报警功能，密码输错3次蜂鸣器持续报警；第2页（4）密码可以自行修改，当修改密码时需输入旧密码，然后输入新密码；（5）当忘记密码时可以按复位键，密码恢复到原始密码为12345678；（6）通过无线遥控来完成开锁，修改密码，显示暗码等功能。第3页第2章红外遥控密码锁硬件电路设计第2.1节系统设计的总体方案本文所设计的红外遥控密码锁系统由AT89C51单片机及其最小系统、红外接收器、红外发射器、报警器、继电器、LCD1602液晶显示、键盘等部分组成。其系统框图如图2-1所示。8051单片机8051单片机红外发射器晶振红外接收器按键提示继电器报警器复位键盘红外发射模块红外接收模块液晶显示器图2-1整体系统框图本系统总体思路如下：根据遥控器的按键编码值对遥控锁进行编程，从而设置开锁的初始化密码。当系统启动时，系统进入设正常工作状态，此时，如果用户更改了初始密码，用户输入新的密码。为了使用方便，专门设置了一个按键开锁。采用初始密码的操作同上。如果连续3次输入的密码均为错误，蜂鸣器会长鸣报警。第2.2节红外通信电路2.2.1.红外通信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，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。第4页一体化红外接收器解码单片机键盘编码和调制解调光电放大红外发射红外接收图2-2红外遥控系统框图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2-2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。红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管（红外发射管）内部构造与普通的发光二极管基本相同，材料和普通发光二极管不同，在红外发射管两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。用红外发光二极管去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光电转换元件，如红外接收二极管、光电三极管。使用中已有红外发射和接收配对的发光二极管。红外发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外线遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外光线才工作。双管红外发射电路，可提高发射功率，增加红外发射的作用距离。2.2.2.红外发射电路红外发射模块仅仅是一手持遥控器，由AT89C51单片机及键盘电路、按键K及红外发光二极管组成。发射模块设置的密码必须与本机接收模块相同，所设密码保存在RAM存储器的31H38H单元。在待机状态下，系统工作在空闲方式，当按键K按下时，系统上电工作，依次发送密码信号。红外发射电路原理图如图2-3所示：第5页VCCR21KSIR333R31009014P37图2-3红外发射原理图常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通5mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。红外发光二极管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，将电信号的转换成为红外线光信号的核心器件是一只红外线发光二极管。它是由特殊的半导体材料制成，在它两脚加上电压它就能发出不同颜色的可见光。红外线发光二极管是一种特殊的发光二极管，与前者不同的是在它的两脚加上电压它发出的是红外线。当我们在它两脚加上的是脉冲电压时，它发出的就是脉冲光信号。2.2.3.红外接收电路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。连接图红外接收电路图如图2-4所示：VCCR5300IO1GND2VCC3U21838P32图2-4红外接收电路图接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，第6页它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头，红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高红外接收头的主要参数如下：（1）工作电压：4.85.3V（2）工作电流：1.72.7mA（3）接收频率：38kHz（4）峰值波长：980nm（5）静态输出：高电平（6）输出低电平：0.4V（7）输出高电平：接近工作电压第2.3节单片机控制电路单片机控制电路由矩阵键盘电路、复位电路和晶振电路构成。2.3.1.矩阵键盘电路在单片机系统统中，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510ms。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。行列式键盘又叫矩阵键盘，是将I/O线的一部分作为行线，另一部分作为列线，按键设置在行线和列线的交叉点上，它是通过检测键盘有无闭合以及查找闭合键的键号，一般采用扫描法。在这里设计了一34的矩阵键盘。如图2-5所示。(1)先向所有的行线输出0，列线输出1，然后检测各列线的按键状态，由相应的列线读入累加器A中。有键按下时，对应的列线输入0，无键按下时所有的列线输入为1(2)若有键闭合，依次从行线上逐列输出0，然后依次检测各列线的状态。若为1，说明闭合键不在该列；若有的为0，则说明闭合键在该列与行线的交点上。由于每个按键所有的行号与列号不相同，所以每个按键按行号加列号的值赋予了一个键号。第7页S2S6S10S14S3S7S11S15S4S8S12S16S5S9S13S17P10P11P12P13P17P16P15P14图2-5矩阵键盘电路2.3.2.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P0P3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R0R7。常见的复位电路有：上电复位电路和手动复位电路，在本设计中均采用上电复位电路，如图2-6所示：C110ufR110KVCC图2-6复位电路图2.3.3.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。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。如图2-7所示：Y111.0592MC230pXATL1XATL2C330p图2-7晶振电路图第8页第2.4节液晶显示电路LCD1602是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电压就有显示这样就可以显示。LCD1602模块是专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块，提供内部上电自动复位电路，外加电源后，自动对模块进行初始化操作，将模块设置为默认的显示工作状态。字符型LCD1602显示器模块是一种智能器件，它的内部有两种寄存器：指令寄存器和数据寄存器。单片机主控制系统对LCD的指令寄存器写操作，可以将“清屏”等控制指令发给LCD；对指令寄存器读操作，得到的数据最高位是LCD的状态标志位，低7位是地址计数器信息。对LCD的数据存储器写操作，可以修改当前地址中的显示字符；读操作可以得到当前显示地址中的显示数据，电路图如图2-8所示：P27P26P25VCCP00P01P02P03P04P05P06P07VSS1VCC2V03RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BLA15BLK16LCD1602LCD1602VCCW110K图2-8液晶显示电路图第2.5节继电器电路在开锁部分采用电磁继电器。通过单片机来控制其线圈的通断电，从而控制其触点的吸和与断开。继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。一般用符号“J”表示。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。驱动电路如图2-9所示。第9页K1VCCLED1R7D1P20Q1R64.7K图2-9继电器电路图第2.6节报警电路在报警部分，使用扬声器。从单片机发出的引脚(P2.3)控制信号，经一个三极管放大后再驱动扬声器，使整个系统产生报警。报警电路如图2-10所示。LS1VCCSPEAKP36Q2R24.7K图2-10报警电路图第2.7节密码存储电路系统密码的存储单元为EPROM，具有掉电保护数据的功能。本系统选用AT24C02芯片，它的容量为2KB，是可擦除可编程只读存储器，AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能，符合I2C总线。数据传输协议。单片机的接口只需要两根信号线，1根串行地址数据输入/输出端AT24C02的SDA，1根串行时钟端AT24C02的SCK，电路如图2-11所示。E1、E2、PRE：与内部无联系，是外部地址。在本系统中，由于尽用一片AT24C02芯片，因此将上述三端接地。当写保护引脚WC接高电平时，AT24C02用作串行的存储器，此时编程功能将被禁止，整个存储器被写保护。第10页VCC8WP7SCL6SDA5A01A12A23GND4U3AT24CO2VCCR44.7KR34.7KVCCP23P22图2-11存储电路图第2.8节系统仿真图基于红外遥控密码锁的设计整个系统由红外发射和红外接收两个大模块，红外发射模块由单片机，键盘，数码管等组成，红外接收模块由报警器，单片机，LCD1602液晶显示屏等构成，系统原理图如图2-12所示：XTAL218XTAL119ALE3031PSN29RST9P0./AD0390.1/138P0.2/AD2370.3/336P0.4/AD4350.5/534P0.6/AD630.7/732P1.011.2P1.231.34P1.451.56P1.671.78P3.0/RXD103.1/T1P3.2/IN0123./IT113P3.4/014P3.7/RD173.6/W163.5/T115P2.7/A1528P2.0/A8212.1/92P2./A10232.3/124P2.4/A12252.5/13262.6/1427U1AT89C51234567891RP1ESACK-8DemodulatorIRL1IRLINKXTAL218XTAL119ALE3031PSN29RST9P0./AD0390.1/138P0.2/AD2370.3/336P0.4/AD4350.5/534P0.6/AD630.7/732P1.011.2P1.231.34P1.451.56P1.671.78P3.0/RXD103.1/T1P3.2/IN0123./IT113P3.4/014P3.7/RD173.6/W163.5/T115P2.7/A1528P2.0/A8212.1/92P2./A10232.3/124P2.4/A12252.5/13262.6/1427U2AT89C51234567891RP2ESACK-8D71463D5124D31029D1807E6RW5S4VS1D2VE3LCD1LM016LR11kLS1SPEAKERQ1PNR24.7kR34.7kRL1TE2405FQ2PND1LE-GREND2DIODESCK6DA5WP7A0112A23U324C02CR410kR510kR61kQ3PNR710R810k图2-12系统原理图第11页第3章系统的软件设计第3.1节程序框图红外发射模块流程图如图3-1所示：发射引导码从数据缓冲区取一字节数据从高位开始取一位数是“0”码调数据位1发射模块调数据位0发射模块发完8位数修改数据缓冲区指针数据发射完否返回是是否是否否开始图3-1红外发射流程图当按下键盘时，单片机接收到信号开始工作，发射引导码，从数据缓冲区取一字节数据，从高位取一位数，如果是0，则调数据位0发射模块，发完8位数，修改数据缓冲第12页区指针，如果数据发射完了，就返回，如果从高位取一位数是不是0，则调数据位1发射模块，则发送8位数，如果没有发送完，则回到高位取数，继续刚刚的过程，知道发送为止。红外发送模块程序见附录23.1.1.键盘扫描程序如图3-2所示：开始判断是否有键按下延时1ms消除抖动判断是否有键按下否否是是逐行列扫描键值转换值结束图3-2键盘扫描程序流程图由此流程图可以看出，开始后，先判断有没有按键按下，如果检测到有，延时1ms消除抖动，则继续开始逐行扫描，通过单片机将按键转换，然后结束，如果没有按键按下，回到开始的地方，循环直到扫描到有按键按下的信号。扫描程序见附录23.1.2.红外编码子程序如图3-3所示：第13页开始键盘扫描发射引导码发射地址码发射键值返回图3-3红外编码程序流程图该编码严格按照NEC协议中的规则，用0.56ms的低电平与0.56ms的高电平组合表示“0”，用0.56ms的低电平和1.68ms的高电平组合表示“1”。当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms18ms）,高8位地址码（9ms18ms）,8位数据码（9ms18ms）和这8位数据的反码（9ms18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向）。程序见附录2第3.2节keil程序设计汇编语言是面向硬件的低级语言，更容易被计算机识别，且汇编执行速度快，但是功能少。相对于面向对象的C语言等高级语言来说，汇编的数据存储方式、寻址方式比较复杂，而且C语言功能强大，编译也方便。所以本次红外遥控电子密码锁软件设计采用C语言编写程序。3.2.1.C源程序的特点结构C源程序的结构特点包括：（1）一个C语言源程序可以由一个或多个源文件组成。第14页（2）每个可以由一个或多个源文件组成。（3）一个源程序不论由多少个文件组成，都有一个且只能有一个main函数，即主函数。（4）源程序中可以有预处理命令（include命令仅为其中的一种），预处理命令通常应放在源文件或者源程序的最前面。（5）每一个说明、每一个语句都必须以分号结尾。但预处理命令，函数头和花括号“”之后不能加分号。（6）标识符，关键字之间必须至少加一个空格以示间隔。若已有明显的间隔符，也可以不再加空格来间隔。3.2.2.软件的开发过程软件开发大体需要经过以下几个过程：（1）划分功能模块，安排程序结构。根据任务要求，将程序大致划分成数据采集、数据处理、非线性补偿、报警处理、标度更换、数字控制计算、控制输出、故障诊断等各个模块，并规定各个模块的任务及其相互之间的联系。（2）建立数学模型，正确描述出系统中输入与输出之间的数学关系。（3）画出各程序模块的详细流程图。（4）选择合适的语言（如汇编语言或者C语言等高级语言）编写程序。编写时应尽量采用现有的子程序，以节省程序设计时间。（5）将各个模块连接成一个完整的程序。应用系统在设计软件时，通过编辑软件编辑出的程序，必须用编译程序汇编后生成目标代码。如果源程序有语法错误则返回编辑过程，修改源文件后再继续编译，直到无语法错误为止。然后就是利用目标码进行程序调试，在运行中发现设计上的错误时再重新修改源代码，如此反复，直至成功。3.2.3.软件的开发环境单片机应用系统的开发调试环境主要包括：软件开发环境和硬件调试系统。软件开发环境包括：编译器、仿真器、编程器的基本概念和使用指南及使用范围。（1）编译器：主要指通过集成开发环境编译、连接，将用户程序转换为单片机可执行机器语言的程序。目前使用的主流编译器是美国KeilSoftware公司出品的KeiluVision。本次设计就是应用KeiluVision3进行程序编译。（2）仿真器：仿真器是在单片机应用开发中常用的硬件设备之一，它的作用是在一定的开发环境下，将普通微机仿真成一个特定的单片机。但是现在多数的单片机都支持在线编程，不用仿真器也能进行调试。（3）编程器：编程器是将数据写入相应器件的ROM中的硬件设备，一般的编程器还第15页具有读出、校验、测试等功能。在单片机系统的开发中，编程器则是用来将已经编译好的单片机程序写入单片机的ROM中，使之形成一个独立运行的单片机系统。与仿真器类似，编程器是对特定的芯片编程。近十几年来，许多单片机内部集成了在线可编程技术（ISP），通过串口便可以对单片机进行编程。第16页第4章第四章仿真调试第4.1节软件仿真根据电路原理图，在Proteus上搭建硬件仿真电路图。根据电路和功能要求编写软件，并在Keil内进行软件调试。然后用Keil和ProteusISIS进行仿真调试。首先在Keil里建立开发项目，设置单片机型号，新建文件.c并添加到工程。然后，在ProteusISIS里建立开发项目，从元件库中调用所需元件并进行连线，最后，在Keil和ProteusISIS中分别进行相应的参数设置，使它们能够联合工作，在Keil或ProteusISIS进行全速程序执行，检查和分析硬件参数设置和程序功能的性能。由于红外遥感无法在软件中实现其明显的特点，只能通过LCD的显示结果和数码管的显示来判断电路的可行性，通过实验发现，密码锁系统实现了正常工作，硬件系统和软件程序的设计达到了预期的效果。（1）通过按下proteus的开始按键，我们看到的是如图4-1的所示：D714D613D512D41D310D29D18D07E6RW5RS4VS1VD2VE3LCD1LM016L图4-1开机画面图（2）输入1后，跳出输入密码的界面，正确输入原始密码12345678密码后显示opening如图4-2所示：D714D613D512D41D310D29D18D07E6RW5RS4VS1VD2VE3LCD1LM016L图4-2解锁图（3）若要修改密码则在开机界面时，输入2，输入原先密码如图4-3所示：第17页D714D613D512D41D310D29D18D07E6RW5RS4VS1VD2VE3LCD1LM016L图4-3输入原密码图（4）输入原先密码后要输入新密码，界面如图4-4所示：D714D613D512D41D310D29D18D07E6RW5RS4VS1VD2VE3LCD1LM016L图4-4输入新密码图（5）若密码输入错误则显示error，界面如图4-5所示：D714D613D512D41D310D29D18D07E6RW5RS4VS1VD2VE3LCD1LM016L图4-5输错密码图在软件仿真调试过程中，红外发射模块的键盘输入速度快的话，密码锁显示电路无法反应过来，发现输入的过程中需要暂时的停顿让接收器需要有一定的缓冲时间，在keil程序导入的时候发现有错误，通过仔细排查，改正错误，将程序导入单片机，然后开始仿真，按照上述步骤，经过验证，软件部分仿真符合设计理论的结果。第4.2节实物仿真（1）经过电路板的焊接完成之后，安装电池按下电源界面如图4-1下：第18页图4-1开机界面（2）通过遥控器的键盘输入1然后输入初始密码12345678界面如图4-2：4-2解锁图（3）如果密码输错，输出端将输出error，输错3次蜂鸣器持续报警界面如图4-3：图4-3输错密码图（4）如果需要改密码可以按2，然后输入原先密码和初始密码，并按确认键，如果忘记密码，可以按复位键，密码会恢复到原始密码12345678，界面如图4-4，4-5：第19页图4-4输入原密码图图4-5输入新密码实物焊接完成后，装入电池，接通电源，在测试输入过程中，无线接收模块的信号不是特别好，通过多次实验得出结论，需要将红外发光二极管与红外接收头HS0038对准才能延长控制距离和反应速度，提高输入密码的准确性，经过多次验证，实物仿真的缺陷就是控制距离不是很远，周围不能有遮挡物，不然影响信号的接收，其他功能都能正常实现。第20页结论本设计中，在对电子密码锁和无线通信的原理基础上，设计了一款多功能的电子密码锁，完成了一款基于单片机的红外遥控密码锁的设计，可以将密码锁用于门锁或者密码保险箱的应用，提高开锁效率，减少了与实物的直接接触，具有很强的方便性，应用于实际的生活中，实用性强，操作简单，能够满足很多场合的要求。参考文献1.陈汝全.电子技术常用器件应用手册.机械工业出版社，2004年.第2版.2.李芳,高焕芝,贺秀玲,刘庆杰.红外遥控密码锁的设计与实现J.微计算机信息.2008(05)3.张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社，2003年12月第1版4.李智辉,李浩泷,白宇龙.基于51单片机电子密码锁的Proteus仿真设计J.电脑知识与技术.2009(24)5.朱璇,唐晓茜,殷建军.基于单片机的智能加密电子密码锁设计J.轻工机械.2009(04)6.王勇.“模拟与数字电路实验”的课程设置.电气电子教学学报,2007-017.叶启明.单片机制作的新型安全密码锁J.家庭电子,2005,(10)8.曹开田.基于单片机的红外遥控密码锁的设计与实现J.中国仪器仪表.2006(03)9.周鑫,何建新,刘琥.基于单片机的电子密码锁控制电路设计J.成都信息工程学院学报.2009(04)10.郑棣,徐迎春.基于单片机的密码锁设计J.福建电脑.2012(09)第21页致谢本文是在苏州大学应用技术学院做毕业设计期间学习的总结，在导师彭静玉老师指导下完成的。在这几个月毕业设计的学习和工作中，导师的精心指导和培养使我们在各个方面都受益非浅。在分析问题、解决问题及独立工作的能力有了很大的提高。在此期间，彭静玉老师提出了很多有建设性的意见和建议并给予我很大帮助。在本文的课题研究及写作过程中，也给予了大力支持。在此谨向彭静玉老师表示衷心的感谢。在应用技术学院这个学习氛围活跃、团结友爱的集体里，大家互相帮助，彼此讨论问题，共同提高。在此也要感谢我的各位学友，有了大家的支持和帮助使得论文研究工作得以顺利的进行。最后，再次向彭静玉老师以及帮助过我的同学们表示最真诚的谢意！第22页附录：中英文文献翻译名称LED显示屏趋势素描第23页附录1：实物图红外遥控接收器红外遥控器第24页附录2：部分程序#include#defineKeyPortP2sbitIR_OUT=P37;charcodetable=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;unsignedcharcodeencrypt16=0x16,0x0c,0x18,0x5e,0x08,0x1c,0x5a,0x42,0x52,0x4a,0x43,0x44,0x09,0x47;staticbitOP;/红外发射管的亮灭staticunsignedintcount;/延时计数器staticunsignedintendcount;/终止延时计数staticunsignedcharflag;/红外发送标志chariraddr1;/十六位地址的第一个字节chariraddr2;/十六位地址的第二个字节