毕业设计（论文）基于单片机的红外遥控密码锁设计.doc

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1、电子与信息工程学院本 科 毕 业 论 文论文题目 红外遥控密码锁 学生姓名 学 号 专 业 电子信息科学与技术 班 级 指导教师 2011年3月摘 要现代社会中，很多行业的许多地方都需要密码锁，密码锁的应用就显得尤为重要。科学技术的发展，特别是单片机技术和集成电路技术的日益成熟，为防盗遥控技术提供了功能齐全、操作方便、工作可靠、成本低廉的系统电路。该设计的红外遥控密码锁是将红外遥控技术和单片机技术应用相结合的一种方案，它主要应用在家庭防盗门系统中。此系统的功能为：用户先给密码锁设定一个密码，当外面的人要进门时，就在红外遥控器键入代码，该密码与用户设定的密码比较，如果密码正确，则驱动电磁执行器开

2、锁，人可以进门；如果密码不正确，则允许操作人员重新输入密码，最多可输入三次，若三次都不正确，则单片机通过蜂鸣器给予警告。通过如此严密的检查程序，可以极大地排除陌生人进门的可能性，从而保证了住户安全。关键词：密码锁，红外遥控，单片机，智能控制AbstactIn the modern society, a lot of places of trade need password lock, the application of password locks seems particularly important. The development of science and technology

3、, especially the situation that the technology of the micro-control unit and integrated circuit technology are ripe day by day, has offered the theft-proof remote control technology with a systematic circuit with such virtues as cheap cost, multiple function, easy operation, etc. It is a kind of sch

4、eme of combining technical application of the micro-control unit with infrared remote control technology that the infrared remote control password originally designed is locked, it is mainly applied to the system of burglary-resisting door of the family. The function of the system is: the homer lock

5、s and establishes a password for the password lock first. When the person outside wants to enter the door, he or she must type the code in the micro-control unit, and this password will be compared with the password that the homer has established in the EEPROM. If the password is correct, the system

6、 will urge the electromagnetic carrying out device to be turned on and locked, it is all right for people to enter the door; If the password is incorrect, the result is that the person is refused.Through these procedures, the possibility of strangers coming into the house doesnt establish, and so do

7、es the safety of the house.Keywords：Coded-lock, Infrared remote control, Micro-control unit, the intelligent control目 录摘 要IIAbstactIII1 绪 言11.1 课题背景11.2 课题研究的目的和意义21.3 国内外概况21.4 课题的主要研究工作32 系统设计方案的研究42.1系统实现的原理42.2系统实现方案分析52.3.1 红外遥控发射电路52.3.2 遥控发射器及其编码52.3.3 接收器及解码63 红外遥控密码锁的设计73.1 元件的选用73.1.1 中央控制

8、器AT89C5273.1.2 红外遥控发射器模块103.1.3 红外遥控接收电路模块123.1.4 EEPROM存贮器AT24C02电路143.1.5 显示电路153.1.6 继电器开锁电路和报警电路193.1.7 串口MAX232电路193.2 系统的设计204 系统的实现214.1 软件子系统215 总结与展望22致谢23参考文献24附 录261 绪 言随着科技的发展，人们生活水平的不断提高,智能控制家用电器是人们越来越追求的，而现代科技所产生的一些高科技的芯片，如单片机，它的应用给人们的生活带来了不可否定的便捷，其中红外遥控密码锁就是一个典型的例子。本章阐述了红外遥控智能密码锁的研究背景

9、、现状以及发展方向，明确指出了在家庭防盗门系统中所面临的问题。1.1 课题背景智能密码锁是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施，适用各种场合，如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间、智能化小区、工厂、家庭等。 而红外技术在遥控技术领域的应用越来越广泛，遥控技术的发展经历大致了从有线到无线的超声波扬声器，从振动子到红外线，再到使用总线接口的微机红外线遥控这样几个发展阶段1。遥控电路通常由遥控发射、遥控接收、微处理器等几块集成电路及其外围元件组成

10、。所以把这两种技术融合起来所得的密码锁的性能将会更好。在数字技术网络技术飞速发展的今天，智能密码锁技术得到了迅猛的发展。智能密码锁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用2。 在该系统的基础上增加相应的辅助设备可以进行电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、保安巡检管理、餐饮收费管理等，真正实现区域内一卡智能管理。智能密码锁是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能用通过各种手段把它打开。在出入人很多的通道钥匙的管理很麻烦，钥匙

11、丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低3。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁，应用也不广泛。1.2 课题研究的目的和意义由于红外遥控

12、具有许多优点， 例如红外线发射装置采用红外发光二极管遥控发射器易于小型化且价格低廉； 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性，减少误动作，而且功率消耗低；红外线不会向室外泄露，不会产生信号串扰；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。所以红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。 在本设计中，红外遥控密码锁和 PC 机、数据库相结合，能够实现适时的、强大的管理，使得整个红外遥控系统得到更好的完善。红外遥控技术在工农业生产，通信技术

13、，家用电器等多种领域中得到了广泛的应用，特别是在门禁系统中的应用，更加受到了人们的瞩目5。本设计的红外线遥控智能密码锁就是将红外遥控技术和单片机应用相结合的一种方案。它的特点是：抗干扰能力强，工作可靠，使用方便，具有较强的隐蔽性、保密性，而且可以智能修改密码。 它与传统锁具的不同之处在于：它与微电脑相结合，能够实现适时、智能控制管理功能。红外遥控智能密码锁作为一种高科技产品，在酒店门锁领域已成为主导产品，现在它正以飞快的速度进入寻常百姓家。密码锁具无需钥匙，开启方便，用途广泛。传统的机械密码锁组码位数低、重码率高、安全性差、开启操作不便。电子式密码锁具以其高位数组码、按钮式操作、安全可靠等优点

14、，逐步取代机械密码锁。该设计使用密码控制技术，克服了传统机械式密码锁具的缺陷，具有电子式密码锁具的特点，组码位数最高可达到10位。按钮式开锁，无需光照和电源，机件牢固，安全可靠，造价低廉，集机械式、电子式密码锁具优点为一体，具有较好的市场发展前景和技术应用价值6。1.3国内外概况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。随着我国对外开放的不断深入，高档建筑发展很快，高档锁具市场的前景乐观。我国锁具行业对锁具高新技术的投入正逐年增大，高档锁的市场需求也逐年增加。在安防工程中，门禁系统的锁具产品是关系到整个系统安全性的重要设备，所以锁具产品的优劣也关系了整个

15、安防工程的质量和验收。在电子控制方面，TCL智能门锁的控制电路主板采用自动贴片技术（SMT）、高温老化、在线测试、振动老化、侵漆防潮等生产工艺，从而彻底杜绝了因室内外的温差引起门锁内部水气凝结而对电路主板元器件的损坏，提高了电路的性能。而且，TCL智能门锁还采用智能编码技术，抗强光干扰，使门锁的功耗很低，降低更换门锁电池的频率。在智能卡钥匙的加密方面，智能门锁的各种智能卡钥匙均应采用具备物理密码验证功能、安全性好、可靠性高的电子钥匙，可保存数据在10年以上，而所有的电子钥匙为了提高保密性能在编码上都采用加密算法，除了采用具有独立知识产权开发的软件系统制作电子钥匙外，电子钥匙是根本不可能复制的，

16、克服了机械钥匙很强的可复制性，使门锁整体的安全性能降低的缺点，提高了门锁的安全性能。在国外，美国、日本、德国的智能密码锁保密性较好，并结合感应卡技术，生物识别技术，使智能密码锁系统得到了飞跃式的发展。这几个国家的密码锁识别的密码更复杂，并且综合性比较好，已经进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长，新型的密码锁系统的应用也越来越广8。1.4课题的主要研究工作课题主要解决系统在硬件和软件两方面的问题。硬件方面要解决单片机与外围电路的接口问题，还要解决红外遥控系统的编码解码。

17、本设计的红外遥控发射器直接采用市售的成品彩色电视机遥控器，型号为SAA3010T。采用这个芯片的彩电非常普遍，很容易买到，且价格也便宜，所以只需要了解红外遥控发射器的编码。当然，电子产品的兼容性也是不容忽视的。 在软件方面，主要工作是怎样防止人为的多次试探密码和增加破解密码的难度。除此之外，程序还要完成基本的密码修改和开锁功能，并通过蜂鸣器长时间鸣叫报警通知用户。2 系统设计方案的研究2.1系统实现的原理智能密码锁在今天能得以广泛的应用。而智能密码锁是与红外线遥控和单片机密不可分的。 当按下遥控发射器上的按键时，发射器内的编码器输出一组对应的二进制代码（这便是编码过程），再将此二进制代码按一定

18、格式调制到高频载波上、加至红外发光二极管上变成光信号发射出去。该信号被红外接收二极管所接收变成电信号，再经放大，限幅检波及波形等处理后送入微处理器。微处理器是遥控电路的核心，同时又是各种合成电压信号及开关控制信号的产生源即我们所说的CPU10。它包括只读存储器（ROM）、随机存取（读/写）存储器（RAM）及专用数/模（D/A）转换器等单元电路。微处理器对遥控送来的功能信号进行译码、识别出控制种类和内容，据此控制门的开或关11。接口电路介于CPU与被控制电路之间。它的主要任务是CPU输出的各种脉冲信号变为模拟电压去控制相应的电路，因此它的功能是完成数模转换和电平转换。存储器用来记忆或存储各种控制

19、参数，一般采用EAROM（电可改写只读存储器），它所存储的信息可长时间地保存下来，即使关闭电源，存储的信息也不会丢失。电子锁具的组成框图如图2.1所示，它也是以52系列单片机（8052）为核心，配以相应硬件电路，完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据等功能。52列单片机LCD1602显示电 源EEPROM红外接收部件继电器部件蜂鸣器部件图2.1 电子锁具的组成框图单片机接收键入的代码，并与存贮在EEPROM中的密码进行比较。若密码正确，则门打开；否则，门不开。2.2系统实现方案分析2.2.1 方案一本设计基于STC8952单片机系

20、列，运用两块单片机芯片，一片实现红外解码，一块用来按键控制，数码管显示以及数据存储，通过查找资料确定各个模块的功能及实现方法，先在软件上进行调试，再根据硬件修改调试软件，最后将各个模块合理组合在一起，达到预计的功能与目标。2.2.2 方案二与方案一不同的是，按键控制部分采用市售的成品电视机遥控器，型号为SAA3010T。红外解码部分泽与方案一一样，只需要了解红外遥控发射器的编码，即可实现与方案一相同的功能。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，由于采用了遥控器，简化了硬件部分，软件编程部分亦没有增加难度，故采用了方案二。2.3.1红外遥控发射电路 本电路使用的红外线遥控编码芯片为SAA301

21、0T，该芯片常常用在彩电遥控器中，我们可以直接采用市售成品彩电遥控器。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12，如图2.2所示。键盘光/电放大LED编码调制解调解码图2.2 编码、解码过程 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。2.3.2 遥控发射器及其编码：红外遥控发射器专用芯片很多，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SAA3010组成发射电路为例说明编码原理13。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所

22、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的组合表示二进制的“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42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，SAA3010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，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码用于核对数据是否接收准确。

23、当遥控器上任意一个按键按下超过36ms时，SAA3010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4.5ms的高电平，这个同步码头可以使程序知道从这个同步码头以后可以开始接收数据。解码的关键是如何识别“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，

24、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的结果码完成后才能读码。2.3.3 接收器及解码SM0038是塑封一体化红外线接收器，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，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，没有红外遥控信号时为高电平，收到红外信号时为低电平，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输14。3 红外遥控密码锁的设计3.1

25、 元件的选用为使基于单片机控制的红外线遥控密码锁在实际使用过程中方便快捷，并且具有较高的性能/价格比，所以对该系统的元器件作了精心挑选。按在实际工作中的作用，可分为以下几个部分。其中，STC89C52单片机是整个电路的核心，它控制其他模块来完成各种复杂的操作；红外线一体化接收头负责接受命令；继电器是开锁执行部件；发光二极管和蜂鸣器用来提示和报警。3.1.1 中央控制器STC89C5289C51是由ATMEL公司推出的一种小型单片机，95年出现在中国市场。其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，且采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，将多

26、功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，可以很快被中国广大用户接受。其程序的电可泦写特性，使得开发与试验比较容易，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案15。89C51有很宽的工作电源电压，可为2.76V,当工作在3V时，电流相当于6V工作时的1/4。89C51工作于12Hz时，动态电流为5.5mA，空闲态为1mA,掉电态仅为20nA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。（1）AT89C51的特点 AT89C51具有以下几个特点16：AT89C51与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容；片内有4k字节在线可重复编程快擦写程序存储器；全静态工作,工作范围:0

27、Hz24MHz；1288位内部RAM；32位双向输入输出线；两个十六位定时器/计数器；五个中断源,两级中断优先级；一个全双工的异步串行口；间歇和掉电两种工作方式。（2） AT89C51的功能描述AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。它与MCA-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。

28、只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程,而且擦写时间仅需10毫秒，仅为8751/87C51的擦除时间的百分之一,与8751/87C51的12V电压擦写相比，不易损坏器件，没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围宽（2.7V6V），全静态工作，工作频率宽在0Hz24MHz之间，比8751/87C51等51系列的6MHz12MHz更具有灵活性,系统能快能慢。AT89C51芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。P0口是三态双向口,通称数据总线口,因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/

29、写操作17。（3） AT89C51引脚功能 AT89C51单片机为40引脚芯片，如上图3.1。地址总线和数据总线：P0、P1、P2、P3共四个八位口： P0口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8位地图1址。由于是分时输出，故应在外部加锁存器将此地址数据锁存，地址锁存信号用ALE。 P1口是专门供用户使用的I/O口，是准双向口。 P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时，P2口也可以作为用户I/O口线使用，P2口也是准双向口。 P3口是双功能口，该口的每一位均可独立地定义为第一I/O功能或第二I/O功能。作

30、为第一功能使用时操作同P1口。P3口的第二功能如下表3.1所示18。表3.1 P3口的第二功能控制口线RESET(复位控制)、PSEN(片外选取控制)、ALE/PROG(地址锁存控制)、PSEN（选通信号）、EA/VPP(片外存储器选择)、XTAL1 /XTAL2（晶震）；RST：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FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲；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。然而要注

31、意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储

32、器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。 电源及时钟：VCC、VSS、XTAL1、XTAL2见操作方法。（4） 操作方法 程序存储器加密。AT89C51芯片程序存储器有三级硬件加密,能够有效地保证系统不被仿制和软件不被复制，实现加密等级设置19。 工作模式。AT89C51有间歇和掉电两种工作模式。间歇模式是由软件来设置的,当外围器件仍然处于工作状态时，CPU可根据工作情况适时地进入睡眠状态，内部RAM和所有特殊的寄存器值将保持不变。这种状态可被任何一个中断所终止或通过硬件复位

33、。掉电模式是VCC电压低于电源下限，振荡器停止振动，CPU停止执行指令。该芯片内RAM和特殊功能寄存器值保持不变，直到掉电模式被终止。只有VCC电压恢复到正常工作范围而且在振荡器稳定振荡后，通过硬件复位掉电模式可被终止。3.1.2红外遥控发射器模块本设计的红外遥控发射器直接采用市售的成品电视机遥控器内部芯片型号为SAA301020。采用这个芯片的遥控器非常普遍，很容易买到，且价格也便宜。该芯片的引脚组成如下图3.2所示。图3.2 遥控器的基本组成电路图SAA3010引脚说明：X7（IPU）：识别来自矩阵键盘的输入。SSM（I）：系统方式选择输入。Z0-Z3（IPU）：识别来自矩阵键盘的输入。M

34、DATA（OP3）：产生调制输出数据和在25%占空比的1/12振荡频率。DATA（OP3）：产生输出信号。DR7-DR3（ODN）：扫描驱动。VSS：地。DR2-DR0：扫描驱动。OSC（I）：精准输入。TP2（I）：测试点2。TP1（I）：测试点1。X0-X6 （IPU）：识别来自矩阵键盘的输入。VDD（I）： 电压供应。SAA3010数据格式：SAA3010是使用RC-5编码，有2位起始位、1位控制位、系统码占5位、指令位占6位，一帧数据攻占14位。在第一次按下遥控按键后芯片要经过16位的防抖动时间和2位扫描时间才会发送第一帧数据。如下图3.3所示：图3.3 SAA3010数据格式SAA3

35、010位定义： SAA3010的为传送方式是采用双相位，位1和位0的相位正好是相反的。在解码时可以用定时采样的方式进行解码，一个为采样二次，分别在为波形的三分子一和三分子二处进行采样，如位1用这种方法采样的值就是0和1，如下图3.4所示。图3.4 脉宽调制的串行码示意图按键输出波形：每次按键都输出完整的一帧数据，按键一直被按下时则不断输出同样的一帧数据。如图3.5所示： 图3.5输出波形3.1.3红外遥控接收电路模块解码的关键是如何识别“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

36、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左右均可23。遥控接收电路使用一体化红外接收器，集红外接收和放大于一体，不需任何外接元件，就能完成从红外接收到输出与 TTL 电平兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，图3.5示： 图3.6 SM0038引脚图 红外线接收电路如图3.7所示：

37、图3.7红外线接收电路SM0038芯片介绍 ： SM0038 的管脚分布如图所示，2 脚、3 脚分别为地电源和地，1脚是解调信号输出，其电平与TTL兼容。SM0038系列特性如下： 频率范围：32.75KHz、36.7 KHz、38 KHz、40 KHz 电源电压范围：4.7V5.3V 工作电流：3 mA 最大遥控距离：8 m 作温度：-10+60 SM0038是黑色环氧聚光透镜，滤除了可见光的干扰。内含红外线PIN接收管、选频放大器和解调器。 当红外线发射器发出的信号经空间传送到 MK0038 时，它内部的 PIN红外线接收管将红外线转换为电信号，该信号经选频放大、解调后由 1脚输出与 TT

38、L 电平兼容的电信号，该信号可以直接送入微处理器进行处理。 SM0038的输出波形如图所示。当接收到频带内的红外信号时，SM0038接收器会输出低电平，否则数据高电平，从而“将时断时续”的红外信号解调成原来的连续方波信号。 （a） 已调制信号 (b)SM0038输出信号SM0038的优点是稳定性好，抗干扰能力很强，外围电路非常简洁，成本又不高，适用于各种红外遥控和红外数据传输，是替代其它红外接收放大器的理想元件。唯一的缺点是电源供电需5V左右，无法用就两节电池供电。 经比较，方案二既可满足题目要求，电路又非常简单，硬件成本又很低，通过软件编程，使得红外编码非常灵活，所以采用该方案。3.1.4

39、EEPROM存贮器AT24C02电路AT24C02美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是内含2568位，具有工作电压宽（2.55.5V）、擦写次数多（大于1000次）、写入速度快（小于10ms）等特点24。下图3.8为AT24C02的电路图。 图3.8 24C02电路 图中A0、A1、A2是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。Vdd和Vss分别为正、负电源。SDA为串行数据输入/输出端，数据通过这条双向PC总线传送。SCL为串行时钟输入线。SDA和SCL需要和正电源间各接一个10k的电阻上拉。第7脚需要接地。I2C通信原理 （1）数据传输：SDA线上的数据必须在时钟的高电平时

40、期保持稳定，SDA线上的电平状态I21 数据传输：SDA 线只有在时钟的低电平时期才能改变。图3.9 SDA和SCL相互关系（2）开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 （3）结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 （4）应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的IC 发出低电平脉（5）总线基本操作：I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的

41、判断。若未收到应答信号，则判断为受控单元出现故障。器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变，SCL为高电平的期间，SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。参见图3.10：图3.10 SCL与SDA波形关系 3.1.5 显示电路本模块采用LCD1602液晶显示屏。LCD1602 可显示两行英文字符，并且内带ASCII 字符库。LCD1602 模块内部可以完成显示扫描，单片机只要向 LCD1602 发送

42、命令和显示内容的 ASCII 码。显示电路如图3.11所示图3.11 LCD1602液晶显示电路表3-1-1 引脚功能说明引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD接电源（+5V）3V0液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，可以通过一个10K的电位器调整对比度）。4RSRS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。5R/WR/W为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。6EE(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。7DB0底4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）8DB1底4位三态、

43、双向数据总线 1位9DB2底4位三态、 双向数据总线 2位10DB3底4位三态、 双向数据总线 3位11DB4高4位三态、 双向数据总线 4位12DB5高4位三态、 双向数据总线 5位13DB6高4位三态、 双向数据总线 6位14DB7高4位三态、 双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flag）15BLA背光电源正极16BLK背光 电源负极表3-1-2寄存器选择控制表RSR/W操作说明00写入指令寄存器（清除屏等）01读busy flag（DB7），以及读取位址计数器（DB0DB6）值10写入数据寄存器（显示各字型等）11从数据寄存器读取数据1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGR

44、OM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。因为1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如A。图3.12是1602的16进制ASCII码值：读的时候，先读上面那列，再读左边那行，如：感叹号！的ASCII为0x21，字母B的ASCII为0x42（前面加0x表示十六进制）。图3.12 1602的16进制ASCII码值表3-3 显示地址1234567891011121314151600H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH40H41H42H43H44H45H46H47H48H49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH指令集1602通过D0D7的8位数据端传输数据和指令。显示模式设置：(初始化)0011 00000x38设置162显示，57点阵，8位数据接口；显示开关及光标设置：(初始化)0000 1DCB D显示(1有效)、C光标显示(1有效)、B光标闪烁(1有效)0000 01NS N=1(读或写