红外遥控密码锁的设计与实现
红外遥控电子密码锁设计—硬件设计【开题报告】
毕业设计开题报告电子信息工程红外遥控电子密码锁设计—硬件设计1选题的背景、意义本课题的目的是开发一个具有使用价值的红外遥控电子密码锁。
利用红外线的远距离传输特性以及89S51单片机作为接收终端，实现密码锁的开启，报警等常用功能。
主要任务就是实现红外线电子密码锁的快速准确开启，同时保证锁的安全性及稳定性。
随着人们生活水平的提高，社会信息化日益深入。
如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，这关系到家庭社会的经济安全乃至国家的信息安全。
目前生活中的锁已经不能完全满足我们的需求，它们中的大部分采用的都是机械式开锁，其最大的缺点是利用简单工具就能很容易地把锁打开，被撬的事件屡见不鲜，给人民国家造成了很大的损害。
伴随着科技进步，密码锁也经历了一代又一代的升级。
科学家们发明了磁性锁，电子锁，声控锁等等，这些锁是在传统机械锁的基础上，加上了不同的密码，不同的磁场，不同的声音等来控制锁的开启。
这些密码锁保密性大大提高，使用灵活性变强，安全系数增大，在很大程度上克服了传统机械锁的缺点，使得人们对自身的财产安全有了更多的保障。
不过这些密码锁也都有着各自不同的缺点，比如声控锁在进行远距离遥控时稳定性不高，不能进行很正确的远距离控制，磁性锁有可能受周围环境的影响失磁，这多多少少的限制了这些密码锁的进一步推广。
针对这种情况，红外遥控密码锁应运而生，以往的一些红外密码锁都采用专用的遥控编码及解码集成电路，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。
现在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应用价值,这种电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲昵，而红外线解锁由于其独特的解锁方式以及稳定的工作性能更是具有很高的研究价值。
2相关研究的最新成果及动态由于控制距离远，稳定性强，使用方便等优势，红外线遥控装置现在已经广泛应用于各类家用电器，数码设备以及智能机器人等装置中。
红外遥控密码锁设计方案与实现
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33~57KHz的遥控器信号。
100Ω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。
红外遥控电子密码锁设计
红外遥控电子密码锁一．设计目的1、学习串行通信的原理和应用。
2、了解异步串行通信的特点。
3、提高动手能力和理论联系实际能力。
二、设计任务和要求设计并制作一个采用红外遥控的电子密码锁，要求如下： 1、能实现遥控开锁，遥控距离8~10m 。
2、具有修改密码、加密和较强的抗干扰能力。
扩展功能：1、密码输入出错能立即报警。
2、能实现本机键盘开锁。
三．系统构成框图四．系统设计思想本系统采用单片机8051作为本设计的核心元件，利用红外线遥控原理和单片机串行发射、接处等功能而设计的一款有本机开锁和遥控开锁的电子密码锁。
五．基本功能设计遥控密码锁的基本设计主要分为如下五个部分。
1．选择密码：我们将编好的密码程序存储在EPROM中，用户通过密码选择键---8051中的P1.5口上的按键进行选择，具体操作过程如下：首先按一下P1.5口上按键,然后再逐渐输入号码,最后按”#”号确信即可.比如现在用户要是选择了57618这组数字作为密码,则用户只有首先按一下P1.5上的按键,接着在本机键盘上一一输入5、7、6、1、8、之后再按“#”号键即表示密码被设置好了，那么下次用户只要键入这组数据即可开锁。
本设计中我们编入了两密码即：57618和81675。
当然我们还可根据需要在EPROM中存入更多的密码，供用户选择。
2．密码输入有效显示：为了帮助用户确信是否有键按下，我们特在电路中设置了模拟显示电路；而为了防止密码外泄；显示时，并不是显示用户按下的数字符号-而是以发光二极管的亮灭来提醒用户是否有键按下。
有键按下，发光二极管亮0.5秒，没有键按下，发光二极管灭。
这样既巧妙地提醒了用户又保护了用户密码，此本设计可靠性优点之一。
3．当用户键入正确密码后，再按确认键----“#”号，便会自动开锁。
但用户键入密码时应注意：数字与数字之间的间隔时间为3秒，例如密码为57618，当键入第一个数字5后应在3秒内键入第二个数字7，否则，就会视为无效。
一种简易红外遥控密码锁设计与实现
一种简易红外遥控密码锁设计与实现O 引言随着科学技术的进步和社会经济的发展，电子密码锁取代传统的机械锁已成为一种必然的趋势。
以往基于单片机的密码锁系统，直接将编好的密码程序存储在片内EPROM 中，但不易实现密码的修改；如要完成修改密码功能，多采用片外串行E2PROM 实现。
本文研究并设计的一种基于单片机的红外遥控电子密码锁，不但具有普通密码锁智能控制上锁、开锁、报警等特点，而且在不扩展E2PROM 的情况下，可以实现8 位密码任意修改的功能，节省了硬件资源，减小了系统体积，这是本设计的一个创新点。
另外还增加了遥控开锁的特点。
所以该系统不但成本低、保密性强，更适用于那些正常人体不宜接近的特殊场合，比如高辐射区、高传染区等。
1 系统硬件设计方案1．1 系统总体设计系统主要由红外发射模块和本机处理接收模块两部分构成，系统总体设计框图如图1 所示。
发射模块和本机处理接收模块的核心分别采用AT89C2051 和AT89S52 单片机。
红外信号的收发通过串口进行通信，两部分的串口工作方式及通信波特率的设置相同。
AT89C2051 单片机是AT89C51 的一种精简版本，只有20 个引脚，体积小；具有2．7～6 V 的宽电压工作范围；具备低功耗空闲和掉电模式。
该单片机满足本系统低电压供电、低功耗、方便随身携带的要求。
在本机处理接收模块中，采用了AT89S52 单片机，该单片机有3 个定时器。
设置密码和按键开锁时，均设计了按键间隔超过3s 自动复位的功能，分别采用定时器T0 和T1 定时实现；定时器T2 设置串口通信波特率。
1．2 红外发射模块的设计红外发射模块仅仅是一手持遥控器，由AT89C2051 单片机及键盘电路、按键K 及红外发光二极管组成。
发射电路原理图如图2 所示。
推荐-红外遥控密码锁的设计与实现 精品
红外遥控密码锁的设计与实现班级：姓名：指导老师：摘要目前国内普遍使用的锁都是机械式的，这种锁结构简单、使用方便，但利用工具可轻易将其打开，这给用户带来极大的困扰和损失。
为此，我们设计制作了红外遥控密码锁来解决这个问题。
本设计提出以单片机为处理器，无线遥控与电子密码锁技术相结合的整体解决方案。
采用单片机为遥控系统的设计，具有灵活多样的编程和结构清晰的电路。
本设计由红外接收头hs0038和单片机STC89C52控制的的接收部分构成。
此外，红外遥控密码锁可以进行近距离遥控，可以实现遥控开锁、修改密码等诸多功能，在密码外泄时可随时修改密码，具有简单易用、成本低廉、安全可靠、适用广泛的特点，十分适合小区、宾馆、仓库等场所。
关键词：红外遥控、红外接收、密码锁ABSTRACTAt present, the widespread use of all mechanical locks, this lock structure is simple and easy to use, but easy to use tools to open it, which gives users a lot of confusion and loss. To this end, we designed and fabricated infrared remote control locks to solve the problem. The proposed single chip for the processor design, wireless remote control technology and electronic lock bination of the overall solution. For the remote control system using single chip design, with flexible programming and a clear structure of the circuit. The design of the infrared receiver and the microcontroller STC89C52 control hs0038 receiving parts. In addition, the infrared remote control can close remote locks, remote keyless entry can be achieved, change passwords, and many other functions, the password can be promised at any time change your password, with easy to use, low cost, safe and reliable for a wide range of features, very Suitable for residential, hotels, warehouses and other places.keywords:Infrared Remote Control，Infrared receiver，lock目录1 绪论 (4)1.1设计的背景和意义 (4)1.2课题的市场前景 (4)1.3红外遥控技术的发展现状 (5)1.4本课题的主要研究内容 (5)1.4.1软件设计的研究内容 (5)1.4.2硬件电路设计的研究内容 (5)2 系统设计 (6)2.1红外遥控系统结构 (6)2.2红外信号的编码与解码 (6)2.2.1编码 (6)2.2.2调制 (7)2.2.3解调 (7)2.2.4解码 (8)3 系统硬件的设计与实现 (8)3.1系统结构 (8)3.2系统硬件结构 (9)3.2.1系统硬件原理图 (9)3.2.2接收电路的设计 (10)3.2.3密码存储部分电路设计 (11)3.2.4单片机的控制 (17)3.2.5输出端电路 (23)4 系统的软件设计 (26)4.1软件设计 (26)4.1.1红外接收解码 (26)4.1.2按键控制设计 (27)4.1.3数据存储设计 (28)4.2Keil C (31)5 总结 (31)致谢 (32)参考文献 (32)1 绪论1.1设计的背景和意义随着计算机的普及和信息技术的大力发展，人们对家庭和住宅小区提出更高的要求，智能化被引入家庭及住宅小区，并迅速在世界各地发展开来。
智能红外遥控防盗电子密码锁系统设计
1.毕业设计（论文）题目：智能红外遥控防盗电子密码锁系统设计2.题目背景和意义：当前人们日益提高生活质量的需求，使得安全有效的防盗技术备受关注。
而传统的机械锁由于安全性能太差，被撬的事件屡见不鲜。
通过设计电子锁系统以满足保密性强，使用灵活性好，安全系数高的实际使用要求。
国内不少企业已经积极学习和了解了先进的技术，发展前景非常可观。
希望通过不断地努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。
3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：主要内容：（1）控制电路、遥控电路、蜂鸣器报警电路等设计实现；（2）密码锁原理分析及整体功能实现；(3) 可靠性大于百分之九十五。
技术指标：（1）可实现密码显示、密码修改、红外遥控开锁、本机按键开锁、密码错误报警等功能；（2）遥控开锁，遥控距离8~10米，且具有较强的抗干扰能力。
4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：设计工作从3月5日开始。
整个设计再校内完成。
具体工作进度如下：第1-3周：查找并整理有关电子密码锁的相关文献；整理思路确定使用方案；完成开题报告；第4-11周：熟悉单片机开发软件的使用；掌握基于单片机C语言的编程，研究的具体方案并且做出实物；第12-13周：开始在开发软件上编写程序，完成主要模块调试；第14-15周：结合硬件进行调试，修改及优化；第16-17周：整理资料，撰写毕业论文；第18周：毕业答辩。
5.毕业设计（论文）的工作量要求设计电路板布局，完成元器件的焊接、调试、优化，最终做出实物。
论文不少于8000字。
① 实验（时数）*或实习（天数）：实验时数不少于60小时① 图纸（幅面和张数）*：主程序流程图、整机电路原理图；部分源程序，不少于5张。
① 其他要求：熟悉测控系统硬软件设计。
指导教师签名：年月日学生签名：年月日智能红外遥控防盗电子密码锁系统设计摘要本文设计的是一种基于单片机的红外遥控电子密码锁。
该系统由4×4矩阵键盘、LCD1602液晶显示器、红外遥控模块和继电器报警模块等有机组成，并且是由STC89C52单片机控制。
红外无线遥控密码锁的设计与实现项目设计方案
红外无线遥控密码锁的设计与实现项目设计方案第一章绪论1.1课题背景及目的在日常生活和工作中,住房和部门安全、单位文件、财务报表以及一些个人信息的保存通常以锁的方法来解决。
如果使用传统的机械钥匙开锁,人们常常需要携带多个钥匙,使用很不方便,一旦钥匙丢失安全则无法得到保证。
随着科学技术的不断发展,人们在日常生活对保险器件要求也日益增高。
为满足人们的使用锁的需求,使其安全性更好,使用密码取代机械锁应运而生。
密码锁不仅安全性能高成本低，而且具有低能耗、操作方便等优点。
在安全技术防领域,电子密码锁防盗警报系统功能逐渐取代传统的机械式密码锁,克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点,使密码锁无论在技术和性能得到了较大的改善①。
随着大规模集成电路技术的发展,特别是单片机的出现与微处理器的智能组合,它除了具有电子密码锁的功能,还介绍了智能化管理、专家分析系统等功能,使密码锁的高安全性、可靠性得到越来越广泛的应用。
随着科学技术的发展人们对安全愈加重视,许多电子智能锁（指纹识别、IC卡识别)已经在世界围相继问世。
但产品的特点是针对特定指纹和有效卡,只能适用于需要求的箱、柜、门等。
加之指纹识别器如果使用在公共场所很容易机械损伤,IC卡很容易丢失,损坏等等。
再加上其高成本,在某种程度上,限制了这类产品的普及和推广。
鉴于目前的技术水平和市场接受程度,电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
然而或大或小的缺陷广泛存在于各种接触式密码锁系统。
例如:接触密码锁系统成本低、体积小、卡本身没有电力供应,使用不便,且有触点磨损。
相比之下,红外遥控密码锁系统和接触密码锁系统成本相当,并可以进行短程控制,使用非常方便。
并结合电脑数据库,可以形成一个酒店房间门禁管理系统。
因为红外遥控器有很多优势,如红外发射装置采用红外发光二极管遥控发射，容易小型化、降低成本;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能力,减少误操作,而且能够减小功耗;红外线不会泄露或产生信号串扰,反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠。
红外遥控电子密码锁的设计
红外遥控电子密码锁的设计摘要在我们的日常生活以及工作之中，密码锁是一种随处可见、不可或缺的必需品，也是我们个人隐私和财物的爱护伞。
小到个人日记本，大到x，它无处不在，当然，形式也是各有不同。
平时所见的机械式锁必定离不开钥匙，而且一旦钥匙丢失或者遗忘在办公室等地方，会给人们带来不必要的麻烦，明显，古老的爱护装置已经无法满足新时代的要求。
以前的电子锁密码结构简洁，存在安全性问题。
而今天的密码锁具有较高的密保性，并且生产成本低，简单操作。
开锁人不需要携带钥匙，更不必担忧钥匙丢失，只需记住密码就能打开。
本次设计以STC89C52单片机为基础，增加了许多功能，比如矩阵型键盘、提示音和显示屏。
可以设置和修改用户密码（默认密码为六位），也包括密码错误报警指令、多次输入错误锁定、多次输入错误报警等功能。
当密码输入正确时，会自动显示“OPEN！”，密码错误则为“ERROR！”。
当密码连着输错三次，系统就会自动锁死。
关键词STC89C51 LCD1602 电子密码锁4×4矩阵键盘Design of infrared remote control electronic code lockAbstractIn our daily life and work, the password lock is a kind of everywhere, indispensable necessities, it protects our privacy and personal property safety. Small to individual diaries, large to state secrets, it is everywhere, certainly, the modus is many forms . Usually see the mechanical lock must be inseparable from the key, and once the key is lost or forgotten in the office and other places, will give people unnecessary trouble, obviously, the old protection device has been unable to meet the requirements of the new era.At present, we use the electronic code lock instead of the original mechanical lock, to solve the previous password is too simple, lack of security shortcomings. The new electronic code lock is not only low processing cost, simple operation, and safety performance is also the traditional mechanical lock can not be compared. Unlocking people do not need to carry the key, do not have to worry about the key is lost, just remember the password will be able to open.This design is based on STC89C51 single-chip system design, and subjojin a 4 × 4 keyboard, show and alarm system. You can set and modify the user password (the default password is six), including password error alarm instructions, multiple input error lock, multiple input error alarm and other functions. When the password is entered correctly, it will automatically display "OPEN!" And the password error is "error!".If the error three times, it will lock.Key words：STC89C51 LCD1602 Electronic password lock 4×4 keyboard目录Abstract (II)图清单 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
红外线遥控密码锁的设计
红外线遥控密码锁的设计摘要：本设计利用红外线遥控原理，基于AT89S52单片机设计了一种具有本机和遥控开锁功能的电子密码锁。
针对传统机械锁的各种缺点和重要部门安全性的要求，提出一种基于红外遥控的密码锁设计方案，通过此方案设计的密码锁电路可以满足安全性要求，也能适应特殊环境的使用需求。
设计具有按键指示，控制开锁，控制报警，遥控开锁等功能。
红外遥控密码锁的应用研究主要应用了红外线编码及解码技术，并通过单片机实现密码的设置、修改及识别功能。
设计电路主要有红外线编码电路、红外线解码电路和键盘及显示电路组成。
具有保密性强，灵活性高，适用范围广等优点。
关键词：AT89S52；红外遥控；密码锁Design of infrared remote control lock Abstract：This paper designed an electronic password lock which can be unlocked natively or by remote control, employing the principle of infrared remote control and based on SCM AT89S52. Each kind of shortcoming which and Integral part security request locks in view of the traditional machinery ,proposed that one kind based on infrared remote control’s combination lock design proposal, may satisfy the secure request through this project de sign’s combination lock electric circuit, can also adapt the special environment use demand。
红外遥控密码锁基于红外遥控的密码锁设计
2.1
本文所设计的红外遥控密码锁系统由AT89S52单片机及其最小系统、红外接收头、红外发射器、蜂鸣器、电磁锁、LCD1602液晶显示等部分组成。其硬件原理图如图2.1所示。
图2.1红外遥控密码锁系统框图
2.2
本设计的单片机采用AT89S52系列单片机。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。其中最小系统包括ISP下载电路、复位电路、晶振电路。
当发射端一个键按下超过36ms，LC7461芯片的振荡器使芯片激活，将发射一个特定的同步码头，对于接收端而言就是一个9ms的低电平，和一个4.5ma的高电平。这个同步码头可以是使程序知道从这个码头以后开始接收数据。
解码在于如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms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低电平过后，开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，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（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右即可。
红外遥控电子密码锁课件
目录
1 设计方案 2 功能实现 3 硬件电路设计 4 软件设计
2
1. 设计方案简介
本设计是以 STC89C52为控制芯片；红外信 号从红外遥控器遥控发出，用一体化红外 接收管 HS0038 接收；密码储存在外部储存 器AT24C02 中；用LCD1602显示用户的操作 结果；通过开锁电路演示开锁。
X1 X2
R ESE T
RD WR
80 52
P0 0 P0 1 P0 2 P0 3 P0 4 P0 5 P0 6 P0 7
P2 0 P2 1 P2 2 P2 3 P2 4 P2 5 P2 6 P2 7
R XD TX D A LE/ P PS EN
4 3 2 1
+5
3 9 P0 0 3 8 P0 1 3 7 P0 2 3 6 P0 3 3 5 P0 4 3 4 P0 5 3 3 P0 6 3 2 P0 7
1
P1 1
2
P1 2
3
P1 3
4
P1 4
5
P1 5
6
P1 6
7
P1 7
8
P3 3
13
P3 2
12
P3 5
15
P3 4
14
+5
31
19 18
9
P3 7
17
P3 6
16
U1
P1 0 / T P1 1 / T P1 2 P1 3 P1 4 P1 5 P1 6 P1 7
INT 1 INT 0
T1 T0
EA / VP
3
键盘输 入
红外接收 模块
AT24C02 存储器
STC89C52 单片机
红外遥控防盗密码锁设计
目录第一章绪论 (4)1.1 引言 (4)第二章系统设计的研究方案 (5)2.1单片机的概述 (5)2.2设计分析 (9)2.3红外通信原理 (9)2.4硬件电路设计 (10)2.5遥控开锁的原理 (11)第三章程序设计 (12)3.1程序框图 (12)3.2红外遥控电子密码锁程序 (12)结论 (22)参考文献 (22)致谢 (22)第1章绪论1.1 引言在较复杂的工业系统中，经常要采用分布式测控系统完成大量的分布参数的采集。
在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的前端采集模块，系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低廉等一系列优点。
家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。
如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。
在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。
如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等。
红外线技术时在最近几十年发展起来的一门新兴科学。
红外线是一种十分丰富的波谱资源，目前它已在工业、农业、国防、日常生活、医疗卫生等多反面得到了广泛的应用，例如红外线加热、红外线治疗仪、红外线通信、金融保安监控系统、红外线遥控等。
红外线遥控只是红外线众多应用中的一个分支，目前在家用电器仲广泛应用的彩电遥控器、空调遥控器等，都采用了红外遥控。
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就能很容易地把锁打开。
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。
针对传统的机械锁的各种缺点和重要部门安全性要求，设计了一种红外遥控电子密码锁。
因为红外线具有很好的隐蔽性，保密性，环境光线对它的影响很小，抗干扰能力强；且使用这种发射、接受器件的电路简单而无特殊的环境要求。
所以可以满足安全方面的要求，也能够实现特殊环境下的使用需求。
第2章系统设计方案的研究2.1 单片机的概述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。
红外遥控电子密码锁的设计与实现
2.1 AT24C02 模块.................................................................................................................... 3 2.1.1 器件及原理介绍......................................................................................................3 2.1.2 电路实现..................................................................................................................4
2.2 红外通信模块................................................................................................................... 4 2.2.1 遥控发射器及其编码..............................................................................................4 2.2.2 电路实现..................................................................................................................6
红外遥控密码锁的设计与实现
红外遥控密码锁的设计与实现
1 引言
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 硬件结构系统以单片机AT89C51RC 为核心。
系统结构框 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 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，其电路如如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。
基于单片机的红外电子密码锁的设计
基于单片机的红外电子密码锁的设计基于单片机的红外电子密码锁的设计随着科技的发展，红外电子密码锁逐渐取代传统的机械密码锁成为了门禁系统中的主流。
红外电子密码锁通过红外线传输数据，使得开锁变得更加智能化、快速化，而且提高了安全性，防止了密码泄露以及密码碰撞的问题。
本文将介绍一种基于单片机的红外电子密码锁的设计方案。
一、系统方案本设计采用C51单片机为控制器，红外线信号接收模块作为主控，驱动步进电机控制门锁的开关，使得门的开关更加方便快捷，并提高了安全性。
电路运用了ISP编程器，通过USB 接口与电脑连接，并通过Keil软件编写程序上传到控制器中，以控制系统的整体运行流程。
二、硬件设计1. 单片机选型本设计中，选用51系列单片机控制器Atmel AT89C51，其具有内部FLASH可编程存储器，可在编程过程中对程序进行修改，更加便于控制器程序的更新维护。
同时，该单片机具有多种外设接口，包括计数器、定时器、串口等，便于实现控制器与各种传感器、执行器的互联。
2. 电源设计本系统使用直流12V供电，其中12V正极接单片机VCC，负极接GND，同时将12V作为步进电机的电源。
在电路中使用L7805稳压电源，将电压稳定输出为5V供给单片机芯片和红外线传感器等其他模块。
3. 红外线接收模块在门锁上方适当放置一个2150nm红外线传感器模块，以接收红外线信号并将其转化为数字信号。
这里采用的是RS232接口连接，将红外二极管所收到的红外线信号交给MCU进行处理。
4. 步进电机为实现门的自动开启关闭，本设计采用了步进电机驱动门锁的开关。
步进电机与单片机控制器的连接采用的是四线步进电机驱动电路。
其中，两根草绿色和橙色的线为电机的控制线，将其接入单片机P3口中，蓝色和红色的两根线分别为电机的两个电极，将它们接到电机驱动器的两个对应通道上。
三、软件设计1. 开发环境本设计所需的IDE使用Keil 4.0集成开发工具，同时也需要用到AT89C51单片机的ISP编程器，将程序下载到MCU板上。
红外遥控密码锁的设计
/WR
外部数据存储器写选通
P3.7
/RD
外部数据存储器读选通
表1.1
RST:复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间
ALE/PROG:当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6，因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
图2-4红外接收框图
2.2.2红外发射信号的编码
遥控器信息码是由AT89C51单片机的定时器T1调制成38.5KHZ红外载波信号，而关键是它的编码，在这里遥控器的编码采用脉冲个数编码格式，不同的脉冲个数代表不同的操作码信息，最少为2个脉冲（采用2个），其它信息码的脉冲个数逐个递增。为了使接收尽量可靠，第一位码宽为3ms，其余码宽为1ms，码间距为1ms，遥控码数据间隔大于10ms。遥控器上每个键都有唯一的一个键号，单片机通过查得按下键的键值发约定个数的脉冲。遥控器的编码格式如图2-5所示。
图2-3红外发射框图
接收时如图2-4所示，利用P3.2口（外部中断0）的下降沿触发中断来接收信号，并通过P3.3口来判断高低电平。外部中断0的中断服务程序的功能是：由接收第一位码的下降沿触发中断后，对第一位（起始位）码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于2ms，将作为错误帧处理。当间隔位的高电平脉冲宽大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲数，执行相应的功能操作。
一帧信号 两帧信号间隔 一帧信号
115个 38个 38个 115个 38个
… … …
3ms 1ms 1ms 至少为10ms 3ms 1ms 1ms
图2-5遥控器编码图
2.2.3红外接收信号的解码
基于单片机的红外遥控电子密码锁设计
基于单片机的红外遥控电子密码锁设计摘要：目前大部分的锁都是机械式的，其最大的缺点是利用简单工具就能很容易地把锁打开，不安全。
针对这种情况，设计了基于单片机AT89C52和红外线接收管的红外遥控密码锁，设计包含红外发射模块、红外接收模块和单片机处理模块。
与一般的采用专用遥控编码和解码集成电路的设备不同，它具有安全可靠、成本低廉、连接方便，简单易用，应用范围广等特点，而且特别适合家庭，宾馆，仓库，私家车库等场所。
红外遥控电子密码锁，主要分为遥控部分和主机部分。
当从遥控器输入密码时，键盘向单片机发送外部中断，单片机识别按键号码并且将其编码后通过红外发光二极管发送到主机接收部分。
主机接收部分的红外接收器接收到红外信号，将其整理放大之后通过串行口向单片机发送串行口中断，单片机得到串行中断信号将其解码还原成发射前的信号，之后验证密码，判断开锁还是报警。
主机接收部分通过键盘的外部中断得到密码信号，无需红外遥控发射，可直接验证密码。
同时主机部分还有修改密码的功能，倘若密码泄露可以及时更改密码。
红外遥控电子密码锁其稳定的特点，安全的性能，便捷的操作方式和广泛的应用范围等使其具有良好的市场前景和发展空间。
关键词：单片机；红外发射；红外接收；串行中断信号；密码修改Design of the Infrared Remote Control Electronic LocksBased on MCUAbstract: At present, most of the locks are mechanically, its biggest drawback is the use of simple tools can easily open the lock, not very safe.In view of this situation, I designed the infrared remote control locks based on microcontroller AT89C52 and the infrared receiver tube.The design includes an infrared transmitter module, infrared receiver module and microcontroller processing module. Different with the dedicated remote encoding and decoding integrated circuit device,it has a safe, reliable, low cost, easy to connect, easy to use, and a wide range of applications,and is particularly suitable for families, hotels, warehouses, private garages and other places.The infrared remote control electronic locks, is divided into a remote part and a host part.When you enter the password from the remote control,the keyboard is sent external interrupt to the MCU, microcontroller identification key number and encoded by the infrared light-emitting diodes sent to the host receiving part. The infrared receiver in the host receives receive the infrared signal, finishing zoom sent serial port interrupt to the microcontroller through the serial port,the microcontroller serial interrupt signal to decode the signal into pre-launch, after verification password, judgment unlock or alarm.The host receiving part receives encrypted signals through external keyboard interrupt without the infrared remote control transmitter can be directly authentication password.Host part also can change the password, if the password is leaked at the same time, we can change the password.Stable characteristics, safe performance, convenient operation and extensive range of applications of the infrared remote control electronic locks has a good market prospects and development space.Key words:Microcontroller;Infrared emission; Infrared receiver;Serial interrupt signal; Change the password目录1、绪论 (3)1.1设计的背景和意义 (3)1.2设计的任务和要求 (4)1.3设计理论 (5)1.4待解决的问题 (5)2、总体设计方案 (5)2.1设计思路 (5)2.2红外通信部分设计 (6)2.3单片机串口通信部分设计 (9)3、硬件电路设计 (10)3.1控制芯片单片机与系统框图 (10)3.2 单片机最小系统 (12)3.3 红外遥控发射部分设计 (13)3.4 红外遥控接收部分设计 (14)3.5显示部分设计 (14)3.6报警部分设计 (17)4、软件电路设计 (19)5、设计效果 (24)5.1主要注意事项 (24)5.2实物效果 (24)结语 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)1、绪论1.1设计的背景和意义红外遥控密码锁总的来说就是一种锁具，然而锁具的发展历史是很长很复杂的，从最初的简单锁具到现代锁具和智能锁具经历了不断地改进和变化。
红外遥控密码锁硬件设计
红外遥控密码锁硬件设计1系统框图本文所设计的红外遥控密码锁系统由AT89S52单片机及其最小系统、红外接收头、红外发射器、蜂鸣器、电磁锁、LCD1602液晶显示等部分组成。
其硬件原理图如图2.1所示。
图2.1 红外遥控密码锁系统框图2最小系统本设计的单片机采用AT89S52系列单片机。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能： 8k 字节Flash ，256字节RAM ，32 位I/O 口线，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
其中最小系统包括ISP 下载电路、复位电路、晶振电路。
复位电路:此设计采用手动按键复位方式实现系统的复位操作.手动复位要求在电源接通的条件下,在单片机运行期间,用按钮开关操作使单片机复位.其结构如图2.3中R1,C4和K1.手动按键复位是通过按键将RST与VCC接通来实现.晶振电路:单片机内部具有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器.通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器,结构如图2.22 中Y1,C5,C6.本设计选择12MHz频率的石英晶体,补偿电容采用30pF左右的瓷片电容.C6图2.2 ISP电路接线图图2.3复位电路接线图图 2.4 晶振电路接线图图2.5 最小系统结构电路图3红外遥控介绍通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。
发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
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红外遥控密码锁1 总体概述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。
本设计由AT89C2051编程实现的发射电路和AT89C52控制的接收部分构成。
采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样，电路结构清晰。
整个设计具有遥控开锁，遥控的节能设计，本机控制开锁，密码修改，密码显示，工作状态显示，按键提示，密码错误报警等功能，可在密码外泄的情况下及时修改密码，具有保密性好、安全可靠、成本低廉、连接方便，简单易用，适用范围广等特点，而且特别适合家庭，宾馆，仓库，私家车库等场所。
2 系统方案设计2.1 系统构成框图基于单片机系统的红外遥控密码锁的系统构成框图如图1所示：图1 红外遥控密码锁系统框图该系统由发射模块和接收模块两部分构成，遥控器发射模块可以随身携带，只要在接收器附近，即可遥控开锁；接收器则集开锁、修改密码、报警和显示于一体。
2.2设计思想本系统采用单片机AT89C2051和AT89C52作为核心的元件，利用红外遥控原理和单片机相关功能设计的一款具有本机开锁，遥控开锁和可修改密码的电子密码锁。
发射模块和接收模块原理图如下：图2 发射模块图3 接收模块3.1 初始密码的设置有些密码锁直接将编好的密码程序存储在EPROM中，但在实际应用中不易实现密码的修改。
本设计为了方便密码的修改，扩展了EEPROM来存储密码。
我们采用六位密码设置并分为用户密码和管理密码。
用户密码初始设为123456，它用来开锁和修改用户密码，没有权限修改管理密码；管理密码初始设为778899，它是专门用来防止密码丢失而进行的特别密码设置，管理密码拥有最高的权限。
3.2 密码显示与开锁键入密码时，有时并不能确认某一个按键是否被按下，故我们在电路中设置了模拟显示电路。
同时考虑到密码显示出来有可能外泄的问题，在显示时用一个固定的字母“H”来提醒用户是否有键按下，这样既巧妙的提醒了用户又有效的保护了密码，这是本设计安全性的一个体现。
除此之外，在一个键按下后，蜂鸣器机会发出“嘀”的一声，也用于提示此键已按下。
在用户输入正确的六位密码后，再按“确认”键，便可开锁，在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，表示开锁；灭，表示没有开锁。
3.3 密码的修改当你设定的用户密码不小心外泄时，这时就要及时通过密码修改程序来更改密码了，我们可以选择管理密码和用户密码中的一种对其进行修改。
当选用用户密码修改时，首先要正确输入原用户密码，然后按“更改”键，如果原密码正确则进入密码修改程序。
接下来输入六位新密码，接着新密码即被存入AT24C02中，至此用户密码修改成功。
当选用管理密码修改时，首先要正确输入管理密码，然后按“MAS”键, 如果管理密码正确则进入密码修改程序。
接下来输入六位新密码，接着新密码即被存入存储器中并把原来的用户密码覆盖。
当然在普通情况下不建议使用这种修改方法，只有在用户密码被非法修改时才使用。
这是本设计安全性的重要体现。
3.4 密码错误报警当用户键入错误密码并按下“确认”键时，系统会发出两秒连续的报警声同时密码错误指示灯亮；当连续三次出现密码错误时，则系统会长时间报警，并将密码锁锁定一段时间，此举可有效防止非法操作。
这是本设计安全性的又一体现。
3.5 遥控开锁当此锁用于私家车库或仓库时，用户可以直接在适当的距离输入正确密码并确认发送，接收端在收到相应信号便会自动开锁，这样便实现了遥控开锁。
这是本设计方便灵活的重要体现。
由于遥控器一般随身携带，所以遥控器采用电池供电。
这就要求发射系统的功耗要很低，在本设计中将芯片设计为待机模式，只有当按键按下时才正常工作，这样可以起到降低功耗的目的。
4.1 红外的发射和接收红外线波长在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下所示：图4 发送与接收示意图由上所述可知，遥控系统分为编码，调制，解调和解码如图5所示四大部分：图5 遥控与接收系统4.1.1 编码如图4，二进制信号中的‘1’的高低电平均等于0.26ms，相当于10个26us的宽度；二进制信号中的‘0’的低电平宽0.52ms，高电平宽0.26ms。
图6 编码示意图4.1.2 调制红外信号的调制有脉冲宽度调制（PWM），脉冲位置调制（PPM）等方法，本设计采用脉宽调制。
二进制的调制由单片机来完成，它把编码后的二进制信号调制成频率为38khz的间断脉冲串，此脉冲串即是用于红外发射二极管发送的信号。
如图7，A是二进制信号的编码波形，B是频率为38khz（周期约为26us）的连续脉冲串，C是经调制后的间断脉冲串，即是用于发送的信号。
图7中，待发的二进制数据为101。
图7 信号调制示意图4.1.3 解调二进制信号的解调由一体化红外接收头来完成，它把接收到的信号（图8中的波形D 也是图7中的波形C）经内部处理并解调复原，输出图8中的波形E(正好是图7中A的取反)。
接收头的解调可理解为：在输入脉冲串时输出低电平，否则输出高电平。
二进制的解码由单片机来完成，它把红外接收头送来的二进制编码波形通过解码，还原成发送端发送的数据。
如图8，把波形E解码还原成数据信息101。
图8 信号解调示意图4.1.4 解码在发送字节的开始先通过单片机发送20个脉冲宽度（每个脉冲周期26us）的高电平作为传输的开始（同步帧），接着发送8位二进制数据（高位在前，低位在后），最后发送10个脉冲宽度的低电平作为传输的结束，如图9所示：图9 字节传输当接收到同步帧后，进入解码部分。
解码采用软件抽样判别，以15个脉冲为判别门限，在门限时刻读得低电平时（如图10中A点），即可判定为编码‘1’；在门限时刻读得高电平时（如图10中的B点），即可判定为编码‘0’。
解码一位后，须等到下一位的高电平到来，再计数15个脉冲后，判断读得的电平时高还是低，进行解码。
图10 解码4.2 键盘因为本设计用到的按键较多，所以本设计采用行列式键盘，同时也能减少所占用的I/O 线的数目，节省资源。
图11 行列式键盘原理电路图每一条水平（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，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N×M个按键的键盘。
本设计发射部分采用4*3键盘，接收部分采用4*4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。
现将接收部分的键盘功能做一下说明。
如图，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。
4.3 AT24C02存储器带I2C总线接口的AT24C02，是一种具有掉电保护的存储器，其内部有连续的子地址空间，对这些空间进行n个字节的连续读、写时，都具有地址自动加1功能。
图12 AT24C02连接图只要在初始化程序中规定好读、写字节数及指定期间内子地址，启动I2C总线后，调用相关的子程序即可完成整个操作。
对于AT24C02而言，A2、A1、A0为硬地址，当选择接地时，则存储器的写从地址为0A0H,读从地址为0A1H。
用户一次写入EEPROM中的数据字节不应大于页容量，而AT24C02的页写字节数为8B,所以在初始化密码时，要分批写入密码。
4.4 Max7219显示驱动器本系统中，与以往的利用74LS164芯片驱动数码管的显示不同，采用了更加强大的多功能串行LED显示驱动器Max7219来实现数码管稳定的动态显示，从而大大地节约了资源。
Max7219是一款串行共阴极数码管动态显示驱动芯片，仅使用LOAD、DIN、CLK 3线串行接口传送数据，可直接与单片机接口，用户可以方便地修改其内部参数以实现多位LED 显示。
MAX7219的16位串行数据的作用如表1所示：表1 MAX7219的16位串行数据其中，低8位表示显示数据本身，最高的4位D15～D12为无关比特，D11～D8为用于寻址4个内部寄存器。
本设计选用Max7219是基于以下考虑的：·Max7219能够驱动8个LED，可方便地对每位LED进行单独控制、刷新，不需要重写整个显示器寄存器。
·通信方式采用串行数据方式，可与任一种单片机方便地接口，仅使用单片机的3个I/O口即可完成8位LED数码管的显示控制和驱动。
我们采用6位密码，因此只使用了6位数码管，这6位数码管除了具有按键输入提示作用外，还有一个重要作用就是分屏显示，用户在进行不同的操作时，数码管会显示不同的字符以提示用户。
具体显示字符如下所示：图13 分屏显示字符5 调试与总结本设计采用了较独特的PWM（脉冲宽度调制）调制方法。
该调制方法不但节省了硬件，而且软件编码也简洁易懂。
按此编码方法，信号的传输速度可达1200bps。
经实验测试，遥控距离在室内可达14m，在室外也可达10m以上，红外遥控信号的发送和接收方法没有出现传输误码，证明了电路有极高的稳定性和译码准确性、高效性。
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，还增加了用遥控控制的功能，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，在本系统中采用了更加强大的多功能串行LED显示驱动器MAX7219来实现6位稳定的静态显示,只需要单片机的三个引脚即可，并且其占用的时间少，方便编程及对信号的检测。
从整体来看，该设计已经具备保密性好、安全可靠、成本低廉、连接方便，简单易用，适用范围广等特点，实现了预期目标。
附：流程图设计发射部分主程序发射子程序发射部分键盘子程序接收部分主程序接收子程序接收部分键盘子程序接收部分功能键判断子程序。