單片機控制的紅外線電子鎖控制系統設計

本文利用利用單片機和紅外線通信來設計電子鎖，利用單片機技術進行智能解碼，實現了通過遙控便可使電子密碼鎖的密碼存儲與更改，并在錯誤密碼時實現報警等功能。該電子密碼鎖抗干擾能力強，信息傳輸可靠，靈活度高，制作成本低，具有推廣價值。

【關鍵詞】單片機紅外通信 電子密碼鎖

1 引言

隨著社會經濟、科學技術和信息技術的發展，民眾生活水平的提高，生活品質的提升，人們對安全防盜的要求越來高，普通的機械鎖具已經不能滿足人們的要求了。而電子密碼鎖的出現不僅滿足了人們日常生活的要求，還能實現遙控功能，密碼設置和修改更加便利，操作簡單，保密性卻大大提高了，成本較低。而且對于一些環境較差的特殊場所有更好的適應性和抗干擾性。

2 單片機控制的紅外線電子鎖控制系統工作原理

由于單片機具有結構簡單、控制能力強、可靠性高、體積小、價格低等優點，近年來，它被廣泛應用于工業控制系統、數據采集系統中。而紅外通信線技術以其無污染、低成本、低功耗、接入靈活、保密性強、抗電磁干擾和無需申請頻率使用權等特點成為單片機無線通信系統的一個重要選擇。本系統以AT89C51單片機作為控制核心，顯示部分采用液晶顯示器，型號為LCD1602，用四階矩陣鍵盤，用蜂鳴器模擬系統的報警功能。密碼儲存在外部擴展程序存儲器中。利用單片機的串口通信協議實現紅外遙控功能。

密碼設置的原理為：用戶輸入4位密碼后按下確認鍵，單片機的CPU開始工作，比較輸入內容與密碼，如果從外部輸入的密碼為正確的，就發出指令打開鎖具的開關。如果輸入的密碼不正確，CPU會發出指令提示重新輸入密碼。并且在顯示屏上顯示可以輸入的密碼的聲譽的次數。密碼輸入的過程中，只要沒有按下確認鍵，就可以退回重新輸入，如果輸入的次數達到上限，蜂鳴器會發出警報聲。設置新密碼的方法是按下reset鍵，先按下原密碼提示正確后，在提示輸入新密碼，輸入兩次且一樣，新密碼生效。

紅外發送電路主要由三極管和光敏二極管串聯組成，當三極管導通時，基帶信號通過光敏二極管傳送出去；當三極管截止時，則無基帶信號傳送出去。紅外接收電路的主要功能是對收到的紅外信號通過監測、放大、濾波、解調等等一系列電路處理，然后輸出基帶信號。此時，輸出的基帶信號不一定與發送端的基帶信號一模一樣，但是他們之間肯定具有特殊關系，可以通過分析求解出發送的原始數據信號。Proteus紅外組件IRLink帶有紅外解碼電路，只需要把這個組件接上去，就可以直接輸出由載波解調后的基帶信號。

3 硬件電路設計

如圖1所示本設計的硬件部分包括紅外線發射與接收模塊。AT89C51單片機系統，報警器模塊、顯示模塊、開鎖電路與按鍵電路。其中密碼的輸入與修改都是有案件電路完成的，單片機的鍵盤掃描程序確定哪一個按鍵被按下。液晶顯示器選擇在有密碼的輸入時才會開啟，更加省電和節能。密碼存儲部分由片外程序存儲器存儲。開鎖電路有驅動部分和打開部分來實現，主要由電阻、電容以及二級管和三極管等電子器件構成。單片機的晶振節12NHZ外部晶振。紅外遙控部分采用PT2262和PT2272。PT2262用來發送信號，PT2272用來接收信號。

4 實驗與仿真

本設計是采用的硬件仿真軟件為PROTUES，程序編譯軟件用Keil C51，實驗的過程為：

（1）單片機控制無線遙控電子密碼鎖的硬件電路設計：從Proteus中元件庫中找出全部電子元器件，調整位置并連線，為仿真做準備。

（2）程序編譯：在Keil C51中編輯匯編程序，編譯運行成功后輸出HEX文件。

（3）寫入程序并仿真：雙擊硬件電路中的AT89C51，將HEX文件所在的路徑導入單片機，設置單片機的工作頻率為12MHZ，完成后，單機仿真按鈕開始仿真，進行試驗。

5 結束語

根據仿真實驗結果，驗證本設計成功的實驗了由單片機控制的無線遙控系統，利用AT89C51來控制的電子密碼鎖電路相對簡單簡單，而且編程方法簡單，只要學過匯編語言的人就能掌握。紅外通信不僅準確而且更加有效。因此本設計具有實際應用。

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作者簡介

閻思明，女，河北省邢臺市人。大學本科學歷，碩士學位。現為邢臺醫學高等專科學校講師。研究方向為計算機專業。

作者單位

邢臺醫學高等專科學校 河北省邢臺市 054000