红外遥控电子密码锁设计设计.doc

红外遥控电子密码锁设计作者：孙磊磊（陕西理工学院 物理与电信工程学院 电子信息工程专业11级5班，陕西 723000）指导老师：梁芳 [摘要]：本文论述了基于AT89C51单片机的红外遥控电子密码锁系统设计给出了具体的实现方案该条件在分析了单片机的串行通信工作原理的基础上，同时也设计了红外发送接收器电路，以及电子密码锁的电路设计等该设计可以实现密码设定、密码显示、密码修改、本机开锁、远程遥控开锁、密码输入错误报警等等红外发送器和红外接收器的电路以及电子密码锁设计电路和应用方法 [关键词]：单片机；红外线；报警器Infrared Remote Control Electronic Secret Code Lock DesignAuthor:SunLeilei(Grade 11,Class 05,Major in Electronics & Information engineering ,Physics & Telecommunications engineering Dept., Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)Tutor: Liang Fang Abstract:This dissertation is about concrete design of the hardware and program steps of Infrared ray test instrument’s design and realization based on AT89C51. This design can achieve the password selection; password to modify the password of the machine lock, remote keyless entry, the password is incorrect alarm function. The paper gives the working principle of the single-chip serial communication, infrared transmitter and infrared receiver circuit, and the typical design of the circuit of the electronic lock application methods. Keywords:Sing-chip; Infrared ray; Alarm目 录1绪 论 1 1.1 电子密码锁的发展现状及研究意义 1 1.2 红外遥控电子密码锁的功能 1 1.3 红外遥控电子密码锁的结构设计 2 1.4 本文设计的特点 32红外遥控原理 3 2.1 红外遥控介绍 3 2.2 红外遥控系统的工作原理 4 2.3红外发射模块的硬件电路 83系统硬件设计 9 3.1 AT89C51单片机介绍 9 3.2 存储芯片AT24C02A介绍 10 3.3上拉电阻的介绍 11 3.4 液晶显示器介绍 12 3.5矩阵键盘介绍 13 3.6晶振电路的介绍 14 3.7密码锁电路的介绍 154系统软件设计 16 4.1 软件方案设计 16 4.2 系统仿真软件介绍 17 4.3仿真结果与分析 195 总 结 20致 谢 21参考文献 24附 录 461 绪 论1.1 电子密码锁的发展现状及其研究意义在现实中，人们出于安全的需要，所以锁也就是人们日常生活中和工作中不可缺少的一部分。

从古来有之，由原来机械锁到现在电子密码锁，锁带给我们功能是越来越方便、可靠现在人们通常都用的是弹子锁，成本低但缺点是钥匙容易丢失所以造成了安全性低并且保险箱也大都是用的是机械密码锁，然而安全性虽有所提高但结构还是比较复杂，成本高并且很容易出现故障，造成了人们出门常需要携带好多把钥匙也容易混淆并且使用起来极不方便并且钥匙丢失后造成安全性也从中大打折扣随着科技的迅速发展，密码代替钥匙的密码锁是应运而生密码锁可以实现具有安全性高、易操作、成本低、报警提示等好多优点现实中，随着科技的迅速发展，密码锁的种类变得也是越来越多生活中例如指纹识别、声控锁、磁卡锁以及IC卡识别等等但对于这类的密码锁是对特定的指纹、有效卡或者特殊声音有效，并且也是不能进行远程控制，所以只能适用于保密要求相比较高而且仅仅是供于个人使用的房间、保险柜等等本文设计的密码锁是一种由AT89C51单片机实现是可以远程控制电路，而且具有按键提示、输入密码错误提示、密码有效提示、本机开锁控制、错误报警控制、遥控开锁等功能，同时也可以处于意外泄漏密码的情况下及时的修改密码，所以也就具有保密性强、灵活度高，适用范围广，尤其适合的场合是家庭、车库、仓库、宾馆等场所。

电子密码锁的特点描述如下：(1) 安全系数比较高随机能开锁成功率很低2) 误码输入保护，在密码多次输入错误的情况下就立即启动报警系统3) 密码是可以更改，为了防止密码被盗，同时也可以避免因为人员的变换而造成密码锁的安全系有所下降4) 功耗低，成本低，使用寿命长5) 结构简单，操作灵活，故障率低6) 灵活性好并且通用性强，可根据自己需要将其安装在其它需要的设备上1.2 红外遥控电子密码锁的功能 (1) 密码选择将已经编好的密码程序存储在AT24C04中，用户是可以通过密码选择键进行选择具体操作过程现实如下：先熟悉矩阵键盘，找到在AT89C51中的P1.6口上相连的按键，然后按一下，最后按键再输入自己的密码数字，最后确认好就按下确认键“#”即可2) 密码显示 为了帮助用户识别是否有按键按下，特定在电路中设置了模拟显示密码电路同时也这也是为了防止密码的泄露，输入显示时，并没有显示出用户按下对应的数字，而是将其用一个特定的字符“*”代替来提醒用户是否有按键按下这样既能巧妙的提醒用户有有效的保护了密码此处是本次设计可靠性的优点之一3) 密码修改 本文为了防止密码因被盗窃以及由于人员的更替而导致密码锁的密级，所以也设计密码用户自行修改密码功能。

在输入两次正确密码后，按下“修改密码键”根据提示输入新密码并且按确认键后再次输入一次新的密码，两次的输入相同则新密码生效，原来的密码则失效此处是本设计可靠性优点之二4) 红外遥控开锁 当用户把这种密码锁用以仓库车库等重要场所时，用户也是可以不用自己进入仓库，在远处在遥控器上输入正确密码，密码锁识别正确，仓库便自动开锁并且在其开锁的同时也会有指示灯变亮作为提示输入正确若输入密码判定为错误，继续锁闭，三次输入错误将启动报警系统报警此处是本设计可靠性优点之三5) 本机按键开锁 通过本机的键盘开锁，用户在键盘上输入正确的密码后，再按下“确认”键，判定正确便会自动开锁但是输入密码时用户应当注意：此设计中输入密码中输入密码之间的间隔时间不得超过5秒例如正确密码为123123，当输入第一个数字1后应应当要在5秒内输入其第二个数字2，否则系统就将此次会视为无效也比如输入完正确密码后长时间没有按“确认”键，系统也将会当放弃其开锁6) 密码错误报警 当系统判定其用户输入的密码是错误时，系统不会开锁，但会有错误提示，累计三次输入错误，系统将立即报警提示，报警是由蜂鸣器发出持续10秒报警声。

所以此时要关闭报警就按复位键可以停止报警此处是安全可靠性之四1.3 红外遥控电子密码锁的结构设计本次设计都包括红外发射功能模块、红外接收功能模块、单片机模块、报警器功能模块、1602液晶显示模块、按键功能模块、开锁功能模块等其系统框图如下：AT89C2051红外发射器键盘晶振红外接收器液晶显示晶振AT89C51键盘报警器电磁锁图1.3 红外遥控电子密码锁系统框图1.4 本次论文设计的特点在通常的情况下人们所认知的电子密码锁只能进行动手操作，例如在宾馆里我们用的的房卡，指纹识别等等他们在使用时都存在着有一定的局限性在本次的设计，是将红外遥控技术与我们常见键盘式密码锁将其有效合理结合起来，所以也就可以实现本机键盘输入将其解锁，修改密码，而且还能实现远距离通过红外遥控使其开锁，所以实现了一锁多解，一锁多用的高效的目的也使我们理解电子密码锁的功能变得多样化而且将其适用的范围变得更加广泛同时也在设计采用LM0162L液晶用来作为显示模块来提示以及在密码输入判定错误的同时启动报警系统从而使得电子密码锁的安全保密系数有所提高2 红外遥控原理2.1 红外遥控介绍光可分为可见光和不可见光可见光分有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，其波长的范围390nm~770nm。

在此范围之外的光统称不可见光光谱是位于红色光之外，波长为0.76~1.5um,比红色光的波长相比还长，这样的光就称为红外线红外线遥控技术是对于目前使用非常广泛的一种通信和遥控手段，采用红外线作为传输媒介进行数据通信，是一种既方便又经济实用的选择，在对于小型移动设备中得到了广泛的应用和认可红外线遥控器就是在于利用了波长 0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的红外线的特点对于是不干扰其他电器设备的正常工作，也不会对周边环境造成影响影响而且电路调试比较简单，如果对发射信号进行编码，就可以实现多路红外遥控功能红外遥控系统一般都是有红外发射器、红外接收器和微控制器及其外围电路等三部分组成如图2.1所示 图2.1 红外遥控系统2.2 红外遥控系统的工作原理红外遥控的系统分为发射电路和接收电路两部分2.2.1 红外发射电路红外遥控器是由遥控编码电路、放大器、键盘电路和红外发光二级管等主要部分组成当检测到键盘有按键按下，遥控编码电路则会通过键盘行列循环扫描将会获取得所按键的键值编码，键值是通过编码得到一串键值的代码，然后是用编码脉冲去调制载波信号将其放大后再通过发光二级管将信号发射出去。

本次设计中是用ATMEL公司的AT89C51单片机作为设计核心，其实际发射部分主要有AT89C51单片机完成其编码，然后通过用振荡器产生的1MHz的振荡电路对其所得到编码进行调制，最后也是经过红外发射头将编码信号放大发射出去这是发射端所使用的是12MHz晶振所决定的因素并且是要在发射端要对晶振进行的整数分频，分频系数一般是取12，所以也就得出12MHz/12=1MHz硬件电路中的晶振电路如图2.2所示图2.2 晶振电路AT89C52单片机端口上XTAL1和XTAL2分别接有22PF的电容，中间再并接一个12MHz的晶振，形成发射电路，这也是单片机的晶振电路2.2.2 红外接收电路光敏二极管前置放大限幅滤波波检波整形输出图2.2.2 红外接收原理图一般情况下红外发光二级管的发射功率都比较小大约在100mW，光敏二极管接收到的信号相比就比较弱，因此就我们也就需要相应的增加一个高增益放大电路同时在受到外界干扰时会对红外接收部分影响会特别大，所以为了防止干扰其他信号进入，红外接收头通常情况下只漏出一个接受红外光线的小孔，使其达到严格屏蔽接收头的目的红外遥控的接收部分主要是由光电转换、放大、解调、解。