目 录

1 绪言 1

1.1 课题背景、发展及意义 ................................................................................. 1 1.2 课程的具体要求及任务 ................................................................................. 1

1.2.1 设计任务 ............................................................................................... 1 1.2.2 基本要求 ............................................................................................... 1 1.2.3 发挥部分 ............................................................................................... 1

2 红外遥控锁总体设计方案 ....................................................................................... 2

2.1 任务分析与实现 ............................................................................................. 2 2.2红外遥控锁硬件方案设计 .............................................................................. 3 2.3 红外遥控锁软件方案设计 ............................................................................. 4 3 红外遥控锁硬件电路设计方法及原理 ................................................................... 5

3.1红外遥控系统 .................................................................................................. 5

3.1.1 调制........................................................................................................ 5 3.1.2发射系统 ................................................................................................ 5 3.1.3红外接收头原理图 ................................................................................ 6 3.2 单片机的原理及应用 ..................................................................................... 7

3.2.1 单片机原理简介 ................................................................................... 7 3.2.2 单片机最小系统的介绍 ....................................................................... 7 3.2.3 单片机定时/计数功能的介绍 .............................................................. 8 3.3 步进电机工作原理 ......................................................................................... 8

3.3.1 步进电机原理 ....................................................................................... 8 3.3.2 步进电机驱动电路 ............................................................................... 8 3.4 LED指示电路 ................................................................................................. 9 3.5 蜂鸣器电路 ..................................................................................................... 9 3.6 系统原理图及印刷板图 ............................................................................... 10

3.6.1系统总原理图 ...................................................................................... 10 3.6.2 印刷版图 ............................................................................................. 10 4软件设计流程 ................................................................................................... 11 4.1全部软件 ........................................................................ 错误！未定义书签。 5 系统的调试与分析 ................................................................. 错误！未定义书签。

5.1 硬件调试 ....................................................................... 错误！未定义书签。 5.2 软件调试 ....................................................................... 错误！未定义书签。 6 结论与展望 ............................................................................. 错误！未定义书签。

6.1 结论................................................................................ 错误！未定义书签。 6.2 展望................................................................................ 错误！未定义书签。 致谢.............................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 附录1........................................................................................... 错误！未定义书签。 附录2........................................................................................................................... 12

1 绪言

1.1 课题背景、发展及意义

由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套(发射器和接器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。随着科技的进步，人们对物质生活的水平的要求也越来越高，以指代步，是人们对科技的要求。红外技术的发展和红外线的诸多特性，决定了它在短距里遥控上的应用。出于方便性和安全性和方便性的设计要求，我设计了红外遥控密码锁。 1.2 课程的具体要求及任务 1.2.1 设计任务

利用单片机、红外遥控器、红外接收头、LED、蜂鸣器等设计一个红外遥控密码锁。 1.2.2 基本要求

1．根据方案设计原理电路

2．供电电压5V稳压电源，遥控最大操作距离8m。 3．利用EDA仿真软件对设计电路进行仿真 1.2.3 发挥部分

连续输入密码输入N（N可以软件设定）次，实现可调报警功能。

1

2 红外遥控锁总体设计方案

2.1 任务分析与实现

本设计的任务是：以AT89C52单片机为处理核心，用红外接收管接收来自遥控器的红外波形，经过接收管解调后转化成的脉冲送入单片机进行处理。红外波的解码是通过AT89C52单片机对红外接收头产生的信号的脉宽进行检测，从而判断接收到多少个0和1，最后合成为4个字节的8位代码。通过软件编码，给该遥控器编写相应的初始化密码（启动系统是可以修改成任意的四位密码），然后通过解码来识别密码，以进行进一步的操作。

本系统总体思路如下：根据遥控器的按键编码值对遥控锁进行编程，从而设置开锁的初始化密码。当系统启动时，系统进入设正常工作状态，此时，如果用户更改了初始密码，用户输入新的密码，步进电机正转90度开锁。为了使用方便，专门设置了一个按键关锁（电机反转）。采用初始密码的操作同上。如果连续五次输入的密码均为错误，蜂鸣器会长鸣30秒报警（报警时间可以通过软件设定）。

要求达到的各项指标及实现方法如下：

1. 利用红外接收头接收来自红外遥控器的编码波形，经红外接收头解调

放大后的脉冲送入单片机进行处理。

2. 对脉冲信号的高低电平的时间长短进行存储和计数。

实现：通过软件编程，用单片机的定时和计数器对脉冲的高低电平进行计时和计数。

3. 对数据进行处理，根据红外的编码方式以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、

周期为1.125ms 的组合表示二制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms 的组合表示二进制的“1”。解码出的32位二进制码前16为位用户识别码，能识别不同的电器设备，后16位为8 位操作码（功能码）及其反码。

实现：利用软件编程，对数据进行处理得到相应按键对应的编码值。 最终实现目标：对遥控器的按键值进行识别、存储和计数，然后和设定的密码组进行比较以识别密码和控制步进电机开关锁。总系统框图如图2.1.1所示。

编码和调键盘制红外遥控器光电放大解调单片机

红外接收与解码电路2

图2. 1.1 红外电控锁系统框图

2.2红外遥控锁硬件方案设计

遥控锁，首先要解决是编码和解码的问题。编码部分采用编码芯片为HT6221的遥控器面板，当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms 的组合表示二制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms 的组合表示二进制的“1”。上述“0”和“1”组成的32 位二进制码经38kHz 的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的，然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。HT6221 产生的遥控编码是连续的32 位二进制码组，其中前16 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。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H；后16位为8 位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G 最多额128 种不同组合的编码。在解码的时候，可以通过单片机对红外接收头产生的信号的脉宽进行检测，从而判断接收到多少个0和1，最后合成为4个字节的8位代码。接收部分，采用红外接收头和单片机系统。红外接收头把接收到的红外波形转化成红外脉冲，输入单片机，经过单片机接收和处理，读取按键值。

本设计用到的红外接收头来接收、放大和解调接收到的红外波，只要把该接收头的输出引脚连接单片机的外部中断口，就可以搭建简单的红外接收电路。通过对红外接收头输出的正负脉冲进行计时和计数，通过计算就可以得到按键编码对应的二进制数组。通过该数组获得按键值。利用红外接收头来接收红外编码信号，电路简单，很容易操作实现，硬件开销小。

红外信号收发系统的典型电路如图１所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。 内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流 信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的副载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出 高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。

红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制 载波的不同应选用相应解调频率的接收头。

3