基于at89c51单片机的红外遥控密码锁毕业设计(编辑修改稿)

基于at89c51单片机的红外遥控密码锁毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30P 3 1 / T X D11P 3 0 / R X D10GND20V C C40U1S T C 8 9 C 5 2 图 STC89C51 DIP 封装图 最小系统包括单 片机及其所需的必要的电源、时钟、复位等部件，能使单片机始终处于正常的运行状态。 电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、 A/D扩展等，使单片机完成较复杂的功能。 STC89C51是片内有 ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。 陕西理工学院毕业设计 第 10 页 共 55 页 用 STC89C52 单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，结构如图 23所示，由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。 图 单片机最 小系统原理框图 (1) 时钟电路 STC89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。 内部时钟方式如图 24所示。 在 STC89C51 单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的 XTAL1(18)和 XTAL2(19)引脚外接石英晶体 (简称晶振 )，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。 图中电容 C1和 C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值在 5~30pF，典型值为 30pF。 晶振 CYS的振荡频率范围在 ~12MHz间选择，典型值为 12MHz和 6MHz。 Y1 H zC230pFC330pF1819 图 STC89C51内部时钟电路 (2) 复位电路 当引入 STC89C51单片机的 RST引脚高并保持两个机器周期， MCU将进行复位操作（如果引脚连续举办高， MCU在复位状态循环）。 最简单的自动电源接通复位电路，在电源由外部复位电路的电容充电自动复位和放电，以实现的。 只要 Vcc的上升时间不超过 1ms,就可以实现自动上电复位。 除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。 本设计就是用的按键手动复位。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。 其中电平复位是通过 RST(9)端与电源 Vcc 接通而实现的。 R110kC110uFS4V C C9 图 STC89C51复位电路 （ 3） STC89C51中断技术概述 中断技术主要用于实时监测与控制，要求单片机能及时地响应中断请求源提出的服务请求，并作出快速响应、及时处理。 这是由片内的中断系统来实现的。 当中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许，单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处时钟电路 复位电路 STC89C51 单片机 I/O口 陕西理工学院毕业设计 第 11 页 共 55 页 理程序处理中断服务请求。 中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。 图 26为整个中断响应和处理过程。 图 中断响应和处理过程 图 中断过程 如果单片机没有中断系统，单片机的大量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发生的定时查询操作上。 采用中断技术完全消除了单片机在查询方式中的等待现象，大大地提高了单片机的工作效率和实时性。 AT24C02存储芯片 AT24C02是美国 Atmel的低功耗 CMOS型 E2PROM，含 256 8位存储空间，具有较宽的工作电压（ 〜 V），更强的续航能力（超过 10,000），写入速度（小于 10毫秒），抗干扰能力强，容易丢失数据，体积小等特点。 他用读 I2C总线数据并写入串口设备，占用很 少的资源和 I / O线，并支持在线编程，实时数据访问是非常方便的。 AT24C02芯片与地址寄存器。 每个写入或读取一个数据字节后，地址寄存器自动由 1，以实现下一个位置的读写递增。 所有的单字节读取操作。 以减少总写入时间，一次操作可以写入最多 8个字节的数据。 I2C总线是用于两线总线的 IC器件之间的连接。 他由 SDA（串行数据线）和 SCL（串行时钟线）的两行连接到总线的设备之间传送信息，并在地址来识别每个设备。 AT24C02是采用了 I2C协议，采用主 /从双向通信，主机（通常是微处理器）和奴隶（ AT24C02）可 在接收器和发射器的工作状态。 主机产生串行时钟信号（通过 SCL引脚），并发出控制字，控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。 无论是主机或从机，必须在收到一个字节后发送一个确认信号ACK。 AT24C02控制字由构成发出启动信号后，主机会发出一个控制字来选择和控制从机器方向上的总线传送的 8位二进制数。 SOIC PDIP 图 24C02的两种引脚图 陕西理工学院毕业设计 第 12 页 共 55 页 A01A12A23GND4SDA5SCL6WP7VCC8AT24C02R210KR310KV C CP34P35 图 AT24C02 的电路接线图 图 24C02的 3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。 第 8脚和 第 4脚分别为正、负电源。 第 5脚 SDA为串行数据输入 /输出，数据通过这条双向 I2C总线串行传送，第 6脚 SCL为串行时钟输入线， SDA和 SCL都需要和正电源间各接一个 10 K的电阻上拉。 第 7脚需要接地。 24C02中带有片内地址寄存器。 每写 或 读出一个数据字节后，该 寄存器的地址 自动加 1，以实现对下一个存储单元的读写。 所有字节均以单一操作方式读取。 为降低总的写入时间，一次操作可写入多达 8个字节的数据。 LCD显示模块 LCD1602A 是一种工业字符型液晶，能够同时显示 16x02 即 32 个字符。 （ 16 列 2 行）。 在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。 LCD模块具有许多电子产品通过该设备，如计算器，万用表，电子表格，和许多家用电子产品可以看出，主要是数字显示器，特殊符号和图形。 在人机通信接口的微控制器，通过以下方式一般输出： LED 日光灯管， LED数码管，液晶显示器。 光管和 LED数码管常用的硬件和软件都比较简单。 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点： 由于接收到的信号中的每个点之后操作液晶一直认为，颜色和亮度，恒光，而不是在阴极射线管显示器（ CRT）作为需要不断刷新的新窗口。 因此，该液晶显 示品质高且不会闪烁。 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 控制画面通过液晶分子的电极状态实现显示的目的在显示区域比传统的监视器的同一重量上的液晶显示器轻得多。 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 （ 1）引脚说明： 第 1脚： VSS为地电源。 第 2脚： VDD接 5V正电源。 第 3脚： VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K的电 位器调整对比度。 陕西理工学院毕业设计 第 13 页 共 55 页 4英尺： RS为寄存器选择，选择数据寄存器高，选择指令寄存器低。 5 英尺：对于写入信号线 R / W，在高电平的读操作，写操作是低的。 当 RS 和 R / W可以写成共同为低电平指令或显示地址，当 RS 为低。 R/W为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 R/W为低电平时可以写入数据。 第 6脚： E端为使能端，当 E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 7～ 14脚： D0～ D7为 8位双向数据线。 第 15脚：背光源正极。 第 16脚：背光源负极。 （ 2） 1602LCD的 RAM地址映射以及标准 字库表 LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器已经存储了 160个不同的点阵字符图形，这些字符图有：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。 它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的（说明： 1 为高电平， 0为低电平）。 指令 1：清显示，指令码 01H，光标复位到地址 00H位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指 令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移。 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效。 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示。 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标。 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线。 N：低电 平时为单行显示，高电平时双行显示。 F：低电平时显示 5X7的点阵字符，高电平时显示 5x10的点阵字符 （有些模块是 DL：高电平时为 8位总线，低电平时为 4位总线）。 指令 7：字符发生器 RAM地址设置。 指令 8： DDRAM地址设置。 指令 9：读出忙信号和光标地址。 BF为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙，模块就能接收相应的命令或者数据。 指令 10：写数据。 指令 11：读数据。 LCD模块是一个缓慢的显示装置，所以之前的每个指令必须确认模块忙位为低，表示忙碌，否 则指令失败。 输入要显示的第一个字符的地址时，显示的字符，它告诉其中，显示的字符的模块。 1602 内部显示地址如图 36所示： 陕西理工学院毕业设计 第 14 页 共 55 页 图 1602内部显示地址 如第一个字符的第二行的地址为 40H， 40H所以如果你可以直接写在它的第一个字符的第二线的位置将光标定位。 不这样做，因为最高位 D7写入显示地址 1常数高，所以实际写入的数据应该是 01000000B（ 40H） + 10000000B（ 80H） = 11000000B（ C0H）。 在 LCD模块的初始化首先设置其显示模式时， LCD模块显示字符光标被自动移动到右侧 ，而无需人工干预。 每个输入命令之前应确定 LCD模块是否忙状态。 字符产生存储器（ CGROM）内 1602 LCD模块已经存储了 160个不同的点的字符图形，如下所示，这些字符是：阿拉伯数字，英文字母的情况下，通常使用的符号和日语假名等每个字符都有一个固定的代码如大写字母“ A”的代码是 01000001B（ 41H），显示时模块显示在地址 41H点阵字符模式，我们可以看到字母“ A”。 液晶显示器利用液晶的物理性能，由电压在其显示区域控制的原则，有一个电显示，从而使该图形可以显示出来。 液晶显示具有薄的厚度，适合大规 模集成电路直接驱动，易于实现全彩色显示特性，已被广泛应用于便携式计算机，数码相机， PDA的移动通信工具的许多领域。 GND1VCC2V03RS4R/W5EN6D07D18D29D310D411D512D613D714A15K161 6 0 2D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7RS WR ENV C CV C CKA1 . 5 k1 0 k 图 液晶显示模块电路图 键盘设计 在设计上采用了键盘的行列式的，而且还可以减少由 I / O线，所述键更占用时间，通常使用这样的方法键盘和微控制器接口的数目。 每个水平（行线）和垂直线（列线）不连接在交叉，而是由一键通讯，这种结构仅行列式的行线和列线 M矩阵 N，可以具有 N组成 M键键盘。 在这种行列式矩阵键盘单片机非键盘编码系统，键盘处理程序首先执行 等待和确认按钮是否按下了按键集团 陕西理工学院毕业设计 第 15 页 共 55 页 4 4矩阵键盘的工作原理 当一个更大的数字键盘的键，以减少 I / O端口被占用，通常的键被排列成矩阵形式，如图中所示。 在矩阵键盘，在交叉路口每个水平和垂直线不直接相连，而是通过一个按钮来连接。 因此，一个端口（如端口 P1）可以形成 4 4=16个键，不是直接发送到端口的键盘线一倍以上，而且多行，所不同的是更明显，如一条线，然后更您可以形成 20键键盘，并且直接用口线仅一个多键（ 9键）。