一种无线遥控密码锁的设计 （毕业设计79页、21908字+图+程序）

摘要：本文主要是围绕无线遥控密码锁控制系统的相关的理论和实践进行了研究。本文主要包括以下的内容:根据项目要求提出了以单片机为中央处理器，短距离无线遥控技术和电子密码锁技术相结合的系统解决方案，给出了硬件设计电路和软件结构，详细叙述了系统的硬件线路的设计要点和结构以及软件的设计要点，同时给出了各个重要子程序的流程图。文中提出了一种用4个数据位的编码解码芯片来完成13个数据的传送的设计方法，给出了该设计方法详细的原理说明和具体的设计电路同时还给出了显示电路和报警电路，还增加了密码修改功能。给出了详细的系统抗干扰措施。文中设计的电路和控制方法适用于一般的单片机系统设计，硬件和软件也有一定的实用性和通用性。
关键词:单片机 ；AT89S51 ；无线遥控 ；射频

A Remote electronic code locks design

ABSTRACT：Research of the theory and practice which associated with remote electronic code lock systems is done in this article. This paper includes the following elements code locks control system. The article principally includes next contents. The article describe a solution project in which the microcontroller is CPU and the remote technology is complex with the technology of electronic code lock. The hardware structure and software design of system is explained. The article describes the pith of design and structure of  hardware and software in detail and the flowchart of important subroutine is shown. A design way by which the remote control encoder and decoder with four data pins can transmit thirteen data is given in the article. The detailed principle and specific circuit of the design way is shown. An individual hardware reset circuit is given in the article. I would also add another password change function. The designed circuit and control method in the article suit commonly other design of microprocessor system. The hardware and software is practicable and current in other projects.
Keyword: Microcontroller；AT89S51；Remote control；Radio frequency

目录
第1章 绪 论 1
1. 1  国内外现状 1
1.2 课题来源 2
1.3 遥控密码锁系统简介 2
1. 4 设计目标及方案 3
1.4. 1 遥控密码锁系统设计目标 3
1.4.2 方案论证 3
1.4. 3总体方案 5
第2章  控制系统硬件结构设计 7
2. 1硬件系统设计原则 7
2. 2 CPU及外围电路 8
2. 3编码解码电路 9
2.3.1 PT2262介绍 9
2.3.2  PT2272介绍 12
2. 4 遥控发射器电路 15
2.4.1 射频发射电路 15
2. 5射频接收电路 16
2. 6键盘和显示接口 17
2. 7 上电复位电路 19
2. 8 外部存储器电路 19
2.9  电源电路 22
2.10 硬件总体电路 22
2. 11 小结 23
第3章 控制系统软件设计 26
3. 1 应用软件设计原则 27
3. 2遥控接收子程序 27
3. 3  I2C通讯子程序 28
3. 4系统程序 31
3.4.1 遥控密码系统的操作方法 32
3.4.2 实现上述操作方法的程序流程图 32
第4章  技术难点及解决方案 36
4. 1 系统抗干扰措施 36
4. 2 小结 39
第5章 调试 40
5.1 软件介绍 40
5.2 用KEIL C51编译与调试 40
总结 41
致谢 42
参考文献 43
附录1 44
附录2 71
 
第1章 绪 论
1. 1  国内外现状
随着人们生活的提高和安全意识的加强，各种系列的保险箱广泛进入人们的生活和工作，因而保险箱锁系统的安全性就变得至关重要。当前市场上的保险箱锁具有以下几种方式。一种是机械式的密码锁，它具有成本低，抗干扰能力强的优点，同也具有密码量少，安全性差，钥匙易于复制的缺点。一种是电子式的密码锁，它具有成本相对不高，密码量大，不易破译的优点，但是这些电子密码锁系统都采用的是固定键盘式的，也就是将操作键盘固定在保险箱的面板上，这就使得用户在操作时没有隐蔽性，极易被人看见和偷拍而使得密码不安全，因而操作的安全性不高。同时市面上还有少量的其它保险箱锁，如磁卡式的保险箱锁、智能卡IC卡式的保险箱锁，指纹保险箱锁等。磁卡式的保险箱锁和智能卡IC卡式的保险箱锁都具有更换方便，易于操作的优点，但是由磁卡本身结构简单、磁条(磁层)暴露在外、存储容量小、无内部安全保密措施等，使其容易被破译。安全性差，同时由于磁卡和IC卡本身对使用环境要求高，它的稳定性和可靠性也就相应降低，同时携带也不方便。指纹式的保险箱锁具有操作简单，安全性高，不易破译，携带方便的优点，但是它的成本偏高，不能被人们广泛地接受。在这几种保险箱锁中，电子式的密码保险箱锁的市场占有量最大，因为它的成本低，安全高，操作简单，最能符合用户的需要，但当前市面上的电子式的密码锁也有它的不足，因对它进行必要的改造将势在必行。[11]
对于无线遥控技术，当前基本上通过以下几种方式来实现:红外线(infrared ray)遥控方式，无线电遥控方式，超声波遥控方式和声音遥控方式。红外线技术出现较早成本低，价格也具有优势。红外线遥控具有以下优点:控制内容多，抗干扰能力较强，不会发生任何误动作:响应速度快，不会对其它电器产生干扰，从而影响用户使用;体积小，成本低，功耗小，与其它方式相比，可降低消耗功率90%。但它的缺点也明显，在使用中需要保证遥控发射器和遥控接收设备处于一定的角度范围，中间不能有任何物品，否则就会阻挡红外线的传输，因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体，这在日常使用中经常会造成不便，毕竟用户不希望只能在一定的角度范围内才能对保险箱进行操作，此外红外方式也容易受到外界干扰。超声波遥控方式中的超声传感器频带窄，所能携带的信息量少，易受干扰而引起误动作，同时该种方式作用距离短，通用性强，可互换，因而，不适合在锁具遥控上应用。声音遥控方式通用性强，作用距离短，声音携带的信息量少，易受干扰而引起误动作，它适合于像声控电灯开关的场合，不适合在锁具遥控上应用。无线电作为新一代的无线外设解决方案(目前火热的蓝牙也属于此类)，具有绕射和穿透特性，只要在有效工作范围内，无线设备就可以不受角度、方向和障碍物的限制而自由使用。并且采用特定的编码解码技术可防止无线电波的相互干扰，抗干扰能力强。当前市面上大量使用的汽车防盗锁就是采用的这种方式。经过上述综合比较，无线电射频遥控方式更适合本系统的设计需要。[11]
1.2 课题来源   
为了克服当前市面上的电子式密码锁的不足以满足用户的不同需求，提出将无线遥控方法与密码技术相结合，在保证原有密码锁系统性能的基础上研发新型的遥控密码锁系统来克服固定键盘式的密码锁的不足，使用户能在一定范围内的任何位置都能对保险箱进行开启，这样就保证了密码的安全性。这种新型遥控密码锁系统填补了国内空白，在给用户提供更加安全可靠的产品的同时也将提高了公司的市场竞争力。
1.3 遥控密码锁系统简介   
遥控密码锁系统由两部分组成:遥控发射器和遥控接受系统。使用者在10米的范将密码从遥控发射器上的键盘输入，然后由发射器发射出去。遥控接受系统接受到用户输入的密码后由微处理器进行破译并与原来设定密码进行比，如果比对通过则驱动电磁铁带动栓门开锁，如果比对失败则不产生任何操作。同时遥控密码锁系统具有一般电子密码锁系统的普遍特点，该系统能由用户自己设定密码，密码由0到9个4位数构成，最高有10的4次方个组合方式，安全性高，并能对试图非法开锁操作进行惩罚性的自锁，同时发出蜂鸣警告，此外每一套遥控密码锁系统还配置了一组备用密码，以满足某些特殊地方如宾馆的管理需要。用户在使用本系统时，只有在开启本遥控系统后才能用机械钥匙打开保险箱，可以使保险箱具有双保险功能，使保险箱更加安全。同时遥控器具有通用性，便于生产，即使遥控器被盗或丢失，由于密码的保密性，其他人也无法打开本系统。[12]
1. 4 设计目标及方案
1.4. 1 遥控密码锁系统设计目标
1、密码容量：0001～9999；
2、密码输入时间限定功能；
3、稳压电源需要自制；
4、密码输入错误报警；
5、核心控制部件采用单片机控制，不需要看门狗电路，直接利用单片机资源。