1、摘要I摘要随着社会科技的发展和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题变的尤其的突出。各种防盗密码锁层出不穷，其中，红外遥控密码锁系统由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，除了具有普通电子密码锁功能的同时，还增加了遥控功能，给人们的生活安全保障带来了极大地便利。本设计以 AT89C51 为中央控制器，运用了两块单片机芯片，一片实现红外解码，一块用来按键控制，二级管显示以及数据存储，通过查找资料确定各个模块的功能及实现方法。首先在软件上进行调试，再根据硬件修改调试软件，最后将各个模块合理组合在一起，达到预计的功能与目标。论文中给出了红外发送器与红外接收器的设计电路，以及电子密码锁的典型
2、设计电路部分和具体应用方法,设计出了一种对遥控信号进行准确译码方法和电路。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、强大的管理功能，使得整个红外遥控系统得到更好的完善。系统能完成开锁、出错报警、超次锁定、修改用户密码等基本的密码锁的功能，并且能实现遥控、本机键盘开锁、声光提示等功能。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
3、稳定可靠等。关键词：单片机；红外线；遥控开锁；密码ABSTRACTIIABSTRACTWith the development of society and peoples living standard enhancement, how to realize the anti-theft family this problem becomes particularly prominent. A variety of anti-theft cipher lock emerge in an endless stream, wherein, the infrared remote control
4、cipher lock system due to its high secrecy, the use of flexibility good, high safety factor, in addition to a common electronic password lock function at the same time, also increase the remote control function, to the peoples life security brought greatly facilitates.This design using AT89C51 as ce
5、ntral controller, using two chip, a realization of infrared decoding, a block to the button control, two level display and data storage, search through the data to determine the function of each module and the realization method, first in the software debugging, then according to modifications to th
6、e hardware debugging software, finally will each reasonable modules are combined together, achieve the expected goal and the function of. Papers presented in the infrared transmitter and the infrared receiver circuit design and electronic password lock the typical design of circuit part and the conc
7、rete application method, designed a pair of remote control signals accurately decoding method and circuit.In this design, infrared remote control locks and PC machine, a ABSTRACTIIcombination of database, to achieve the timely, powerful management capabilities, the infrared remote control system to
8、better improve. The system can complete the lock, error alarm, super lock, modify the user password basic password lock function, and can realize remote control, the machine keyboard lock, diode remote control transmitter is easy and inexpensive miniaturization; digital signal coding and the two mod
9、ulation modes, which can not only realize the multiplexed information controlincrease the remote control function, to improve anti-interference signal transmission, reduce malfunction, and low power consumption; infrared will not leak to the outside, do not produce signal crosstalk; fast reaction sp
10、eed, high transmission efficiency, such as stable and reliable work.Keywords: Single chip microcomputer；Infrared ray；Remote control unlocking；Cipher引言I引 言随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机单芯片的微小体积和低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自
11、动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。本文所涉及的是市场占有率最高的是 MCS51 系列，因为世界上很多知名的 IC 生产厂家都生产 51 兼容的芯片。到目前为止，MCS51 单片机已有数百个品种，还在不断推出功能更强的新产品。为了尽可能地减小系统的体积，该系统中使用的单片机均为 ATMEL 公司的 AT89C51，红外发射电路主要由红外线发射二极管所组成；接收模块中的红外接收部分。可防止自然光的干扰，具有极好的抗自然光干扰的性能, 可防止无用脉冲输出。该系统的工作过程是：首先由发射模块中的单片机在外部命令的控制下按一定的时间间隔连续产生
12、 1 次同一数码指令信号，该指令信号是由 16 位二进制数所组成的一串数码。然后该信号经过调制电路被调制到载波信号上，调制信号经过放大后驱动红外线发射二极管发射红外线信号。本设计是基于单片机的密码锁设计方案，根据要求，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。目录I目 录摘要 IABSTRACT I引 言 I第一章 绪 论 11.1 课题背景及目的 11.2 国内外研究现状 11.3 课题研究方法 21.4 电子密码锁的发展趋势 .21.5 本文研究的主要内容 .3第二章 基本原理及方案的论
13、证 .52.1 红外通讯原理 52.2 密码存储部分的电路设计 82.3 报警电路设计 82.4 单片机工作的基本时序 92.5 程序框图 .112.6 方案的比较及确定 112.7 本章小结 .12第三章 模块的功能介绍 13目录II3.1 红外遥控技术 .133.1.1 硬件介绍 133.1.2 实现方法： .133.2 遥控器键盘 .153.3 I2C 总线技术 .163.3.1 I2C 总线特点 163.3.2 I2C 通信原理 163.4 2764 介绍 183.5 24C02 介绍 193.6 MAX232 介绍 213.7 74LS573 介绍 223.8 AT89C51 芯片介
14、绍 233.9 本章小结 .28第四章 论文总结 .2致 谢 I参考文献 I附 录 I设计原理图 I源程序 .II第一章 绪论1第一章 绪 论1.1 课题背景及目的电子技术的飞速发展，给古老的锁具生产带来了巨大的变革，现代的电子技术与机械技术相结合，产生了一大批如声控锁、磁控锁、密码锁、遥控锁，指纹锁等先进的锁具。 目前国内外密码锁系统的主要方向的发展是：接触式密码锁系统，非接触式密码锁系统，智能识别密码锁系统，但是他们都相应的存在着不同的缺点。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC 卡辨认）已在国内外相继面世。例如：接触式密码锁系统成本较低，体积小，卡片本身无须电源
15、，但使用不太方便，而且有接触磨损。相比之下，红外遥控密码锁系统的成本与接触式密码锁系统相当，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，可以组成一套酒店房间的门禁管理系统。 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
16、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，而且它已经与 PC 机的数据库相结合，可以组成一套酒店房间的门禁管理系统。1.2 国内外研究现状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吉林工程技术师范学院毕业论文2就能很容易地把锁打开。针对这种情况，我们设计了一种红外遥控密码锁，而一般设备都采用专用的遥控编码及解码集成电路，其制作简单、容易，但由于特定功能的限制，只适用于专用的电器产品，其应用范围受到限制。而设计的红外遥控密码锁系统能提高门禁系统的可靠性和安全性,适应市场需要。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。该系统具有较强的实际
17、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。1.3 课题研究方法本设计基于 STC89C51 单片机系列，运用了两块单片机芯片，一片实现红外解码，一块用来按键控制，二级管显示以及数据存储，通过查找资料确定各个模块的功能及实现方法，先在软件上进行调试，再根据硬件修改调试软件，最后将各个模块合理组合在一起，达到预计的功能与目标。基于以上思路，本次设计使用 ATMEL 公司的 AT89C51 实现基于单片机的电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：设置 6 位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。密码可以由用户自己
18、修改设定（只支持 6 位密码） ，锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。1.4 电子密码锁的发展趋势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，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一部分应用于保管箱和运钞车。键盘式电子密码在键盘上输入，与打电话差不多，因而易于掌握，其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既第一章 绪论3准确又可靠，不会丢失（除了忘记） ，难以被窃（除非自己泄露）
19、。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，为了发扬优点、克服弱点，键盘式电子密码也在不断发展中，如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码，常用常新；而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码，更改的规律不为他人所知，因而不怕旁观者窥测；独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定，并且显示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密
20、码；“多重密码设定”技术使得单组密码不一定有效，适合多人分权使用，需要输入两组以上的密码才被认可，大大提高了保密性，如果限定输入这些密码的先后顺序或时间区段，则保密性还可提高。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，尽管新式电子防盗锁层出不穷，但键盘式电子密码防盗锁不仅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。1.5 本文研究的主要内容1.红外技术在现代生活中的应用以及该课题的国内外研究现状，探讨与确定研究本课题的方法。红外线电子密码锁采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实
21、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。2.单片机红外遥控密码锁利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。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。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。吉林工程技术师范学院毕业论文4以及介绍每个引脚的功能，以及单片机的作用，通过介绍实现他的关键技术提出了系统设计的方案硬件解码方案和软件解码方案。3.本设计具体介绍了红外通讯模块，键盘模块，密码存储模块以及显示模块的基本知识与其实现的方法。红外通讯
22、模块解决遥控解码问题，通过弄清楚红外的编码格式，就能通过软件解码方式读取遥控发射的数据。键盘部分介绍了键盘的原理与实现。密码存储模块运用了 I2C 总线技术，详细介绍了 I2C 总线技术的优缺点。第二章 基本原理及方案的论证5第二章 基本原理及方案的论证2.1 红外通讯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
23、，就构成红外通信系统。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 850 至 900nm 之内。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。常用的有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时调制（P
24、PM）两种方法。脉时调制（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，本设计采用脉时调制方法，即用两个脉冲串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，然后接着 8 位数据比特就像图中所示一样，正如图 2-1 所示,红外发射管发射红外信号。吉林工程技术师范学院毕业论文6二进制数 0 二进制数 1图 2-1 PPM 调制波形图普通的红外遥控采用面向指令的帧结构，数据帧由同步码，地址码和指令码组成，指令码长度多为 816 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，为此
25、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（二进制数 0） 、8 个数据位和 2 个停止位（二进制数 1）构成，如图 2-2 所示。每帧传送 1 个字节的数据，帧与帧间隔大于 2ms，帧结构不含地址信息，寻址问题由高层协议解决。数据帧 帧间隔数据位 停止位图 2-2 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是交替进行的。红外的发射和接收：第二章 基本原理及方案的论证7红外线波长在 750nm 至 1um 之间的电磁波，它的频率低于可见光，是一种人的眼睛看不
26、到的光线。红外遥控具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易于实现等显著优点。红外遥控由发送和接收两部分组成，发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收采用性能可靠的一体化红外接收头接收红外信号，它同时对信号进行放大，检波，整形，得到 TTL 电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并进行相关操作，发送与接收示意图如图 2-3 所示：图 2-3 发送与接收示意图由上所述可知，遥控系统分为编码，调制，解调和解码四大部如图 2-4所示：图 2-4 红外框图红外通信标准：1993 年，由 HP、COMPAQ、INTEL 等二十多家公
27、司发起成立了红外数据协会（Infrared Data Association,简称 IRDA） ， 1993 年 6 月 28 日，来自50 多家企业的 120 多位代表出席了红外数据协会的首次会议，并就建立统一的红外通讯标准问题达成了一致。IRDA1.0 简称为 SIR（Serial InfraRed） ，它是基于 HP-SIR 开发出来的一种异步的、半双工的红外通讯方式。SIR 以系统的异步通讯收发器吉林工程技术师范学院毕业论文8（UART）为依托，通过对串行数据脉冲的波形压缩和对所接收的光信号电脉冲的波形扩展这一编码解码过程（3/16 EnDec）实现红外数据传输。由于受到 UART 通
28、讯速率的限制，SIR 的最高通讯速率只有 115.2kbps，也就是大家熟知的电脑串行端口的最高速率。IRDA 标准包括三个基本的规范和协议：物理层规范（Physical Layer Link Specification）链接建立协议（ink Access Protocol:IRLAP）链接管理协议（Link Management Protocol:IRLMP）2.2 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 AT24C02 用来保存用户设置的密码,单片机 AT89C51 的 P3.6 接 AT24C02 的 SCL 口作为它的串行移位时钟, AT89C51 的 P3.7 接
29、 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 SCLK、SDA 必须加上一上接电阻, 用户设置的密码存放在 AT24C02 中, 当需要更改或读取用户密码时, 只需对 AT24C02 里的数据更改或读取。由于主芯片 AT89C51 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 AT89C51 来与 AT24C02 的连接。2.3 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 CPU 的引脚 P0.4 上, 通过 PNP 型三极管做电流放大, 因此可以通过单片机控制蜂鸣器的频率及蜂鸣时间。
30、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。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。用户码和键数据码是由逻辑“0”和逻辑“1”组成的具有规定长度的字符串。逻辑“0”和逻辑“1”是用高低电平的不同组合来表
31、示的, 那么可以用单片机的两个定时计数器, 对其高低第二章 基本原理及方案的论证9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 T0 立即开始计数, 等到检测到高电平出现, T0 停止计数, T1 又立即开始计数, 在 T1 计数的同时, 对 T0 的计数保存, 再次出现低电平, T1 停止计数, T0 又开始计数, 在 T0 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“0”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应的操作。2.4 单片机工作的基本时序1.
32、机器周期和指令周期：（1）振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。 （2）状态周期: 每个状态周期为时钟周期的 2 倍, 是振荡周期经二分频后得到的。 （3）机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周期 S1S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器周期内, CPU 可以完成一个独立的操作。 （4）指令周期: 它是指 CPU 完成一条操作所需的全部时间。 每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。MCS - 51 系统中, 有单周期指令、双周期指令和四周期指令。 2.时钟电路引脚：XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的
33、反向放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，即把此信号直接接到内部振荡器的输入端。 XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反向放大器的输出端。当采用外部振荡器时，此引脚应悬空。3.控制信号引脚：RST/VPD:RST 是复位信号输入端如图 2-5，高电平有效。当此输入端保吉林工程技术师范学院毕业论文10持 2 个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。RST 引脚的第二功能是备用电源的输入端。图 25 复位电路连接图ALE/PROG:(Address Latch Enable/ Programming)当单片机上电正常工作后，ALE 引
34、脚不断向外输出正弦脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。CPU 访问外部存储器时，ALE 作为锁存低 8 位地址的控制信号。此引脚的第二功能 PROG 作为 8751 编程脉冲输入端使用。PSEN：(Program Store Enable)在访问片外存储器时，此端定时输出负脉冲作为片外存储器的选通信号。EA/VPP：(Enable Address/Voltage Pulse Of Programming)当 EA 接高电平时，CPU 访问片内 ROM，并执行内部程序存储器中的指令，但当PC（程序计数器）的值超过 4K 时，将自动转去执行片外存储器内的程序。当 EA 脚接低电平时，CPU 只访
35、问片外 ROM 并执行外部程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器。VPP 是对 8751 片内 ROM 固化程序时，作为施加较高编程电压（12V21V）的输入端。4.输入输出引脚：P0P3：4 个 8 位双向输入输出端口，每个端口都有锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。4 个端口都可以做输入输出口使用，其中，P0 和 P2 通常用于对外部存储器的访问。在这种方式下，把 P0 口作为地址/数据总线使用，分时输出外部存储器的地址和传送 8 位数据。当扩充外部存储器的地址为 16 位时，P2 口作为地址总线的高 8 位地址使用。第二章 基本原理及方案的论证112.5 程序框图图 2-6 程序框图
36、2.6 方案的比较及确定本设计的重点在于遥控解码，遥控解码的方式有硬件解码与软件解码。方案一：硬件解码。硬件解码：在接受遥控的一边可以连接一个专用解码芯片，只要按键盘上的键值，它就能直接把这个键值解码出来并存储，当你调用这个键值的时候只要从里面去读取就行了，所以它的解码率高，读取显示简单，这是它的优点。可是该芯片价格昂贵，而且只能解码对应的遥控器，兼容性差，成本昂贵，不适合用作市场量产。吉林工程技术师范学院毕业论文12方案二：软件解码。软件解码：根据遥控器选择的芯片不同，其遥控码格式也有不同。现在市场上主要有日本的 NEC 标准和飞利浦标准，通过软件的方式解码时解码的正确率就是一个很重要的指标
37、了。在单片机编程的时候是选择用执行效率高的汇编语言还是选用可读性编写容易的 C 语言呢？不可否认汇编的执行效率是 C 语言的几倍甚至几十倍，而且误码率低，可是如果选择汇编的话编写难度可想而知，可是如果用 C 语言编写的话误码率及实时性又会变得比较差。综合以上考虑，如果我们能够在解码这部分用汇编，而显示及控制这部分用 C 语言编写的话，就能较好的完成我们预期的目标。因此我选用了一块 AT89C51 单片机芯片，一块负责红外解码， 。事实证明，我的选择和预想中的一样，很好的解决了汇编与 C 语言难以共存的问题。基于上述比较，我们选择了方案二，采用汇编与 C 语言共同的软件解码方式。2.7 本章小结
38、本章介绍了基于单片机红外遥控密码锁设计的两个重点，利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。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。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红外通讯基本原理与单片机芯片 AT89C51 的基础知识。以及介绍每个引脚的功能，以及单片机的作用，通过介绍实现他的关键技术提出了系统设计的方案硬件解码方案和软件解码方案。以及而后对两个方案的优缺点进行比较，最终确定了实现设计的方案软件解码方案。第三章 模块的功能介绍13第三章 模块的功能介绍3.1 红外遥控技术 3.1.1 硬件介绍
39、遥控器里面是一个键盘编码器，每个按键对应一个编码，在把编码调制到一个高频信号上，其目的是为了降低发射的功率损耗；再把调制好的信号送给红外发光管把信号发送出去。正如红外遥控流程图所示，接收过程恰好与此相反，首先由红外接收管收到微弱的信号，经放大后解调（把高频载波去掉） ，再进行解码，就可得到遥控器发过来的数据。键 盘 编码调制 L E D解 调广电放大解码图 3-1 红外遥控流程图图 3.1 中遥控接收器部分的“光电放大”和“解调”由一体化接收头完成，单片机要做的只是“解码” 。实验板上一体化接收头的数据输出线经过了 INT0 切换开关连接到单片机的 P32 脚（即 INT0） ，INT0 切换
40、开关弹起时连通。3.1.2 实现方法： 经遥控器发送的是串行数据， 通过脉冲的占空比来区别 0 和 1 ； 以脉宽为 0.565ms,间隔 0.56ms，周期为 1.125ms 的组合表示二进制0 ；以脉宽为 0.565ms，间隔为 1.685ms，周期为 2.25ms 的组合表示二进制1 ，其波形如下图 3-2 所示，用 0 码，1 码，来进行传输。吉林工程技术师范学院毕业论文140.56ms1.125ms0.56ms1.125ms0 码 1 码0.56ms0.56ms1.125ms 1.125ms图 3-2 遥控码的“0”和“1”遥控器产生的遥控编码是连续的 32 位二进制码组，其中前 1
41、6 位为用户识别码，能区别不同的电器设备；后 16 位为 8 位操作码及其反码，最多可产生 128 个不同的编码。 当遥控器一个键按下超过 36ms，震荡器使芯片激活，将发射一组 108ms 的编码脉冲，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）及其反码（9ms18ms）组成。如果键按下超过 108ms 仍未松开，接下来发送的代码（连发码）就只由起始码（9ms）和结束码（4.5ms）组成。解码关键在于如何识别0和1 ， 0和1均以 0.56ms
42、的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同， 0为 0.56ms， 1为1.68ms，所以必须根据高电平的宽度区别0和1 。如果从 0.56ms 过后开始延时，0.56ms 后若读到低电平，说明该位为0 ，反之为1 ；正如下图 3-3 数据码的组成所描述一样。为了可靠起见，延时必须比 0.56ms 长一些，但又不能超过 1.12ms，否则如果该位为0 ，读到的已是下一位的高电平，因此取 0.84ms 比较可靠。第三章 模块的功能介绍15108ms108ms1.125ms 1.125ms图 3-3 数据码的组成3.2 遥控器键盘每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通
43、，利用这种行列式矩阵结构只需要 N 条行线和 M 条列线，即可组成具有 NM 个按键的键盘。键盘扫描时，首先由 I/O 口低四位输出高电平，高四位输出低电平，假若有键按下，那么在 I/O 口低四位即可读出低电平，接着延时消抖，再具体判断是何键按下。判断键盘中有无键按下:将全部行线 置低电平 然后检测列线的状态 只要有一列的电平为低 则表示键盘中有键被按下 而且闭合的键位于低电平线与 4 根行线相交叉的 4 个按键之中 若所有列线均为高电平 则表示键盘中无键按下。 判断闭合键所在的位置: 在确认有键按下后 即可进入确定具体闭合键的过程 其方法是 依次将行线置为低电平 即在置某根行线为低电平时 其
44、它线为高电平 当确定某根行线为低电平后 再逐行检测各列线的电平状态 若某列为低 则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键. 现将接收部分的键盘功能做一下说明，0 至 9 号键为数字键，六位密码从中产生。 “确认”键， “更改”键， “取消”键和“MAS”键为功能按键，具有控制开锁，更改密码和取消相关操作等功能。剩余的两个键在本设计中未用，可作为今后的功能扩展键使用。吉林工程技术师范学院毕业论文163.3 I2C 总线技术3.3.1 I2C 总线特点 I2C 总线最主要的优点是其简单性和有效性,由于接口直接在组件之上，因此 I2C 总线占用的 2C 总线是由数据线 SDA 和时钟 S
45、CL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在 CPU 与被控 IC 串行 EEPROM24C02 读写实验 I2I2 空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达 25 英尺，并且能够以 10Kbps 的最大传输速率支持 40 个组件。I2C 总线的另一个优点是，它支持多(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。 I 之间、IC 与 IC之间进行双向传送，最高传送速率 100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自
46、的号码才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C 总线上并接的每一模块电路既是主控器 （或被控器） ，又是发送器（或接收器） ，这取决于它所要完成的功能。 3.3.2 I2C 通信原理 1.传输：SDA 线上的数据必须在时钟的高电平时期保持稳定，SDA 线上的电平状态 I21 数据传输，正像下图 3-4 中所示，SDA 线只有在时钟的低电平时期才能改变。2.信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 3.信号：SCL 为高电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。4.信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据
47、的 IC 发出低电平脉。第三章 模块的功能介绍17图 3-4 DA 和 SCL 相互关系5.基本操作：I2C 规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送冲，表示已收到数据。CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，则判断为受控单元出现故障。器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。正如图 SCL 与SDA 波形关系图 3-5 所示，S
48、DA 线上的数据状态仅在 SCL 为低电平的期间才能改变，SCL 为高电平的期间，SDA 状态的改变被用来表示起始和停止条件。图 3-5 SCL 与 SDA 波形关系吉林工程技术师范学院毕业论文183.4 2764 介绍2764 是 8K*8 字节的紫外线镲除、电可编程只读存储器，单一+5V 供电，工作电流为 75mA，维持电流为 35mA，读出时间最大为 250nS，参照如图 3-6 所示，28 脚双列直插式封装，各引脚的含义为：P1.0/T2EXCI34578RS9xDNWALVOGUpFuKHeadrJonct+-MBlQ外Y图 3-6 2764 管脚图 A0-A12 为 13 根地址线
49、，可寻址 8K 字节；O0-O7 为数据输出线；CE 为片选线；OE 为数据输出选通线；PGM 为编程脉冲输入端；Vpp 是编程电源；Vcc 是主电源。正常工作（只读）时，Vpp=Vcc=+5V,PGM=+5V。编程时，Vpp+25V（高压） ，PGM 端加入宽度为 50ms 的负脉冲。EPROM 电路：EPROM 2764 的外部引线,这是一块 8K8bit 的 EPROM 芯片，它的引线与 SRAM 芯片 6264 是兼容的。这给使用者带来很大方便,因为在软件调试过程中，程序经常需要修改，此时可将程序先放在 6264 中，读写修改都很方便。调试成功后，将程序固化在 2764 中，由于它与 6264 的引脚兼容，所以可以把 2764 直接插在原 6264 的插座上。这样，程序就不会由于断电而丢失。下面介绍 2764 各引脚的含义:第三章 模块的功能介绍191. A0A12：13 根地址输入线。用于寻址片内的 8K 个存储单元。 2.D0D7：8 根双向数据线，正常工作时为数据输出线。编程时为数据输入线。 3.OE：输出允许信号。低电平有效。当该信号为 0 时，芯片中的数据可由 D0D7 端输出。4.CE：选片信号。低电平有效。当该信号为 0 时表示选中此芯片。
