红外遥控密码锁设计方案与实现

1、红外遥控密码锁的设计与实现 1概述 根据用户的要求和需要，主要为了解决当前市场上无遥控密码锁的问题，以提高门禁系统 的可靠性和安全性，适应市场需要而设计的该红外红外遥控密码锁系统。该系统具有普通 电子密码锁功能的同时，还增加了遥控功能。该锁采用6位数作为密码，总密码组有106 组，完全满足用户对密码安全性高的要求。该系统具有较强的实际应用价值，所涉及的技 术包括：红外载波数据传输技术、单片机控制技术、红外遥控系统编码及译码技术、电路 设计与演示板制作技术等。 2系统硬件设计与实现 单元电路设计） 2.1硬件结构图： 系统以单片机AT89C51RC为核心。系统结构框图如图1所示。本系统的功能设计

2、目标应 该包括以下几个方面：红外发射功能模块，红外线接收转换模块、单片机模块、蜂鸣器报 警功能模块、LED数码管显示模块、按键功能模块，开锁功能模块等。下面详细介绍一下 各单元的硬件电路和实现的功能。 图1红外遥控密码锁硬件结构图 2.1.1电源部分设计 本系统的电源部分使用LM7805芯片进行稳压后提供单片机5V的电压。其电源部分电路 的设计如图2所示。 图2红外遥控密码电源部分的电路原理图 该电源部分电路，使用四个 1N4004二极管构成整流桥，可以输入直流或是交流9V电 源，然后再通过 7805稳定到5V供单片机工作。固定式三端稳压电源 7805是由输出脚 Vo，输入脚Vi和接地脚GND

3、组成，它的稳压值为+5V，它属于LM78XX系列的稳压器, 输入端接电容可以进一步的滤波，输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响，电路的稳 定性也比较好。 2.1.2红外接收头部分和 LED显示部分设计 红外信号接收部分是使用KS38BL红外接收头实现的，其电路如图3所示。图3是红外线 遥控器信号接收头的简易电路，它可接收载波频率从3357KHz的遥控器信号。100Q电 阻起到限流的作用，470uF电容滤波减少干扰。以逻辑笔接触红外线接收模块的信号输出 端OUT ），便可以侦测当按下红外线遥控器某一按键时，红外线数字信号的发射。若有 发射红外线数字信号则经过红外线接收模块取出数字信号数据，逻辑

4、笔脉冲LED便会闪 动。这样可以检测到当前有没有红外信号发射最简单的方法。 图3红外线接受部分 如图4所示，系统的显示是使用 MAX7219实现的8位稳定静态显示， MAX7219是串行共 阴极数码管动态扫描显示驱动芯片，仅使用3线串行接口传送数据，可直接与单片机接 口，用户还可以方便地修改其内部参数以实现多位LED显示，因此可以方便地使用单片机 的串口送出显示数据，并且其占用的时间少，方便编程及对信号的检测。 图4利用MAX7219设计显示部分 2.1.5密码存储部分的电路设计 为了保存用户设置的密码，该系统使用AT24C04用来保存用户设置的密码，单片机 AT89C51RC 的P3.6接A

5、T24C04的SCLK 口作为它的串行移位时钟，AT89C51RC 的 P3.7接AT24C04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 SCLK、SDA必须加上一上接电阻，阻值为10K。用户设置的密码存放在 AT24C04中, 当需要更改或读取用户密码时，只需对 AT24C04里的数据更改或读取。由于主芯片 AT89C51RC没有I2C总线，故本系统采用软件程序模拟I2C总线时序来完成 AT89S51 来与AT24C04的连接。 CPU 2.1.6报警电路设计 本系统设计时考虑到防盗而设计了报警电路，由蜂鸣器发声进行报警，蜂鸣器接在 的引脚P0.4上，通过PNP型三极管做

6、电流放大，因此可以通过单片机控制蜂鸣器的频率 及蜂鸣时间。当输入错误的密码进行开锁时，系统会报警，由P0.4 口输出低电平使得 PNP型三极管导通，蜂鸣器两端加电，由蜂鸣器发出1秒的报警声，当连续三次出现密码 错误时，则系统会长时间报警，此举为了防止别人非法试探开锁。 2.1.7本机处理与遥控处理功能选择电路设计 本系统设计了一个自锁按键用来选择本机处理或者遥控处理，在设置密码时一定要处于本 机处理状态下，而开锁则可以选择遥控开锁也可以选择本机开锁，当此按键按下时，红灯 亮表示选择了本机处理，此时可以设置密码，修改密码，也可以本机开锁，而不能遥控开 锁；当此开关开没按下时，红灯灭选择遥控开锁，

7、此时可以通过遥控器输入密码进行开 锁，在遥控开锁时不能进行本机开锁以及设置密码。 3系统软件设计 本系统有遥控处理和本机处理两种工作状态，两种工作状态相互独立。通过自锁开关K可 以选择当前工作状态，当K闭合时选择本机处理，断开时选择遥控处理。遥控处理部分只有 开锁功能，所以设计相对简单，而本机处理部分可以实现开锁、设置和修改密码等所有的 功能。 要完成本系统功能，首先要需要解决对红外信号的译码问题，并在存储式示波仪上观察其 具体波形，这就要要求了解其编码规则。一般的编码发射的一帧码含有一个引导码，用户 码和键数据码。引导码由一个较长的载波波形和一段关断时间构成，它作为随后发射的码 的引导。用户

8、码和键数据码是由逻辑 “（和逻辑“ 1组成的具有规定长度的字符串。 逻辑“（和逻辑“ 1是用高低电平的不同组合来表示的，那么可以用单片机的两个定时计数 器，对其高低电平进行计数，具体是这样的：当单片机检测到第一个低电平，则定时计数 器TO立即开始计数，等到检测到高电平出现，TO停止计数，T1又立即开始计数，在 T1 计数的同时，对 TO的计数保存，再次出现低电平，T1停止计数，TO又开始计数，在 TO 计数的同时保存 T1的计数，这样就有了一组低和高的组合，通过判断这个组合属于哪个 范围即可译码“（或者“ 1,”如此循环，直到译出所有的位。这样我们就可以根据译码所得的 值命令单片机系统去完成相

9、应的操作。要注意的是：只有键数据码参与解码，客户码是事 先 由某公司或个人）规定好了的。 软件部分的设计基于汇编语言，采用模块化设计思想。以主程序为核心设置了很多功能模 块子程序，是大量的功能在子程序中实现的主流程，如图5所示。 图5主流程图 软件工作流程包括 6个部分：系统的初始化、AT24C04的读写操作、校对开锁、出错报警 处理、对接收的信号进行译码。初始化主要包括：MAX7219芯片、中断和定时器的初始 化，以及系统参数等的初始化；对 AT24C04的读写操作主要完成对原先密码进行更改或 相关设置的目的，然后将更新后的密码保存到其中。校对开锁是要对输入的密码和保存在 存储器中的密码相比

10、较，相同着通过，否则要进入出错报警阶段。出错报警主要处理输入 的密码和保存在 AT24C04中密码不同时要进行报警1秒钟，如果报警后再次输入密码后 再次报警达到 3次，即3次都输入的是错误密码，那么系统将长时间报警并自锁一个小 时。译码部分主要完成在遥控处理状态下对遥控器所发出的信号进行解码，以得到相应到 完成相应功能的码值 本文的创新点在于本系统除了具有传统的固定键盘式电子密码锁系统的功能外，也就是将 操作键盘固定在锁具的面板上，还增加了用遥控远端控制的功能，因此给人们带来很多便 利，这一点也正是作者开发和设计此系统的根本原因。在本系统中，与以往的利用 74LS164芯片驱动数码管的显示不同，在本系