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。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。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。如图2.6所示。

遥控发射器

遥控接收器

图2.6 红外遥控系统框图

4遥控发射器及其编码

红外遥控发射器专业芯片很多，根据编码格式可以分成脉冲宽度调制和脉冲相位调制两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的脉冲宽度调制来加以说明，现以LC7461组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，既有遥控码发出，所按的键不同遥控码也不同。这些遥控码具有以下特征：

采用脉宽调制的串行码，以脉宽0.56ms ，周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.56ms 、周期为2. 25ms.其波形图如图2.7所示。

bit “0”

bit “

1

”

图2.7 红外遥控码波形图

LC7461产生的遥控编码是连续的42位二进制码组，其中前26位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位操作码（功能码）及其反码用于核对数据是否接受正确。

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。

根据红外编码的格式，程序应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完后能读码。

5 遥控接收器及其解码

LT0038是塑封一体化红外接收器，它是一种集红外线接收、放大、整形于一体的集成电路，不需要任何外接元件，就能完成从红外线收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，没有红外遥控信号是为高电平，收到红外信号是为低电平，而体积和普通的塑料三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。接收器对外只有3个引脚：Out、GND、Vcc与单片机接口非常方便，如图2.8所示

图2.8 红外遥控接收器图

注：

1、脉冲信号输出接单片机的P33口;

2 、GND接系统的地线（0V）；

3 、Vcc接系统的电源正极（+5V）

6 LCD1602显示的应用

LCD1602显示器具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，因此，在袖珍式仪表和低功能应用系统中得到越来越广泛的应用。LCD1602液晶显示是2行*16个字符的字符型显示器，它由32个字符点阵块组成，每个字符点阵块由5*7或5*10个点阵组成，可以显示ASCII码表中的所有可视的字符，采用+5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。如图2.9

所示LCD1602及其接口设计图。

图2.9 LCD1602及引脚连接图

（1）LCD1602显示器模块引脚名称和功能表

表2.1 LCD1602显示器模块引脚名称和功能

（2）DDRAM地址与LCD显示屏上的显示位置的对应关系

DDRAM存储器显示字符的字符码，其容量的大小决定模块最多的字符数目。

表2.2 DDRAM地址与LCD显示屏上的显示位置的对应关系