紅外遙控密碼鎖電子電路設(shè)計(jì)詳解 —電路圖天天讀（169） - 全文

　　本文研究并設(shè)計(jì)的一種基于單片機(jī)的紅外遙控電子密碼鎖，不但具有普通密碼鎖智能控制上鎖、報(bào)警等特點(diǎn)，而且在不擴(kuò)展E2PROM的情況下，可以實(shí)現(xiàn)8位密碼任意修改的功能，節(jié)省了硬件資源，減小了系統(tǒng)體積，這是本設(shè)計(jì)的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。另外還增加了遙控的特點(diǎn)。所以該系統(tǒng)不但成本低、保密性強(qiáng)，更適用于那些正常人體不宜接近的特殊場合，比如高輻射區(qū)、高傳染區(qū)等。

　　系統(tǒng)主要由紅外發(fā)射模塊和本機(jī)處理接收模塊兩部分構(gòu)成，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。發(fā)射模塊和本機(jī)處理接收模塊的核心分別采用AT89C2051和AT89S52單片機(jī)。紅外信號的收發(fā)通過串口進(jìn)行通信，兩部分的串口工作方式及通信波特率的設(shè)置相同。

　　AT89C2051單片機(jī)是AT89C51的一種精簡版本，只有20個(gè)引腳，體積??；具有2．7～6 V的寬電壓工作范圍；具備低功耗空閑和掉電模式。該單片機(jī)滿足本系統(tǒng)低電壓供電、低功耗、方便隨身攜帶的要求。在本機(jī)處理接收模塊中，采用了AT89S52單片機(jī)，該單片機(jī)有3個(gè)定時(shí)器。設(shè)置密碼和按鍵*時(shí)，均設(shè)計(jì)了按鍵間隔超過3s自動(dòng)復(fù)位的功能，分別采用定時(shí)器T0和T1定時(shí)實(shí)現(xiàn)；定時(shí)器T2設(shè)置串口通信波特率。

　　紅外發(fā)射模塊的設(shè)計(jì)

　　紅外發(fā)射模塊僅僅是一手持遙控器，由AT89C2051單片機(jī)及鍵盤電路、按鍵K及紅外發(fā)光二極管組成。發(fā)射電路原理圖如圖2所示。

　　發(fā)射模塊設(shè)置的密碼必須與本機(jī)接收模塊相同（設(shè)置密碼方法見2．2．1節(jié)），所設(shè)密碼保存在RAM存儲器的31H～38H單元。在待機(jī)狀態(tài)下，系統(tǒng)工作在空閑方式，當(dāng)按鍵K按下時(shí)，系統(tǒng)上電工作，依次發(fā)送密碼信號。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，密碼不但能跟隨主機(jī)任意改動(dòng)，而且遙控*時(shí)，僅按一鍵就可完成*，方便了用戶。

　　本機(jī)處理接收電路的設(shè)計(jì)

　　本機(jī)處理接收電路的控制核心是AT89S52單片機(jī)。外接鍵盤電路、紅外接收電路、*電路、報(bào)警電路和按鍵指示電路等，電路原理圖如圖3所示。

　　紅外接收電路的設(shè)計(jì)

　　紅外接收電路中使用一體化紅外接收頭TLl838接收紅外信號。TLl838集紅外接收和放大于一體，不需任何外接元件，就能完成從紅外接收到輸出與TTL電平兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣。TL1838的輸出波形如圖4所示。當(dāng)接收到頻帶內(nèi)的紅外信號時(shí)，TLl838 會(huì)輸出低電平，否則數(shù)據(jù)高電平，從而將“時(shí)斷時(shí)續(xù)”的紅外信號解調(diào)成原來的連續(xù)方波信號。

　　報(bào)警電路的設(shè)計(jì)

　　報(bào)警電路采用了蜂鳴器發(fā)聲模擬報(bào)警，蜂鳴器接在CPU的引腳P2．1上，通過NPN型三極管做電流放大，通過單片機(jī)控制蜂鳴器的頻率及蜂鳴時(shí)間。當(dāng)輸入錯(cuò)誤的密碼進(jìn)行*時(shí)，由P2．1口輸出高電平使得NPN型三極管9014導(dǎo)通，蜂鳴器兩端加電，由蜂鳴器發(fā)出3 s的報(bào)警聲，當(dāng)連續(xù)三次出現(xiàn)密碼錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)將長時(shí)間報(bào)警，有效起到了防盜作用。

　　電源電路的設(shè)計(jì)

　　電源部分使用LM7805芯片進(jìn)行穩(wěn)壓后提供單片機(jī)5 V的電壓，其電路如圖5所示。主要采用家用交流電，同時(shí)采用9 V電池作為備用電源。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，即使斷電也不至于無法*。

　　其他外圍電路的設(shè)計(jì)

　　由于AT89S52單片機(jī)有4個(gè)并行輸入輸出口，硬件資源比較充足，鍵盤電路采用了相對簡單的獨(dú)立式按鍵；電路中用一繼電器控制一綠色發(fā)光二極管代替具體的鎖，當(dāng)密碼正確時(shí)，*5 s，然后自動(dòng)上鎖；P2．O口接一紅色發(fā)光二極管，用其亮與滅來提醒用戶按鍵是否按下。這樣既巧妙地提醒了用戶又有效地保護(hù)了密碼。

　　該設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)在于沒有擴(kuò)展任何E2PROM的情況下，實(shí)現(xiàn)了任意修改密碼的功能，且采用軟件復(fù)位的方法取消無效按鍵。通過對本系統(tǒng)設(shè)置密碼、鍵盤*、紅外遙控*等各方面的情況進(jìn)行試驗(yàn)測試，驗(yàn)證了系統(tǒng)的精確性和安全性。實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)成本低、可靠性高，值得推廣與應(yīng)用。