基于紅外遠(yuǎn)程遙控的自動開門系統(tǒng)

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1、電子設(shè)計(jì)大賽之“duang片機(jī)，給生活加特技”題目：基于紅外遠(yuǎn)程遙控的自動開門系統(tǒng)隊(duì)伍：君不見成員：楊胤哲、侯宏鴻、楊佳駱目錄一、選題背景二、方案論證（設(shè)計(jì)理念）2.1設(shè)計(jì)題目要求2.2方案設(shè)計(jì)三、過程論述3.1核心單片機(jī)原理3.2外接部分原理四、結(jié)果分析五、總結(jié)附錄基于紅外遠(yuǎn)程遙控的自動開門系統(tǒng)一、選題背景華工北校宿舍的門是沒有外置的門把的，每次同學(xué)來敲門，我們都要走到門口開門，非常麻煩，而且如果出門忘記帶鑰匙，由于外面沒有門把，我們是不能從外面打開門的。本作品主要是運(yùn)用紅外遙控實(shí)現(xiàn)一個(gè)遠(yuǎn)程開門功

2、能，當(dāng)收到特定信號后單片機(jī)驅(qū)動電機(jī)實(shí)現(xiàn)開門、關(guān)門功能，并可以用遙控對系統(tǒng)進(jìn)行鎖定，并配合LCD液晶屏、TFT觸摸屏對密碼進(jìn)行修改。在解鎖狀態(tài)下也可以使用觸摸屏輸入密碼實(shí)現(xiàn)開門功能。主要需要實(shí)現(xiàn)的是紅外模擬信號轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)字信號、斷電記憶電路的設(shè)計(jì)、單片機(jī)休眠模式的使用、LCD液晶屏及TFT觸摸屏電路的設(shè)計(jì)等等。二、方案論證(設(shè)計(jì)理念)2.1設(shè)計(jì)賽題要求設(shè)計(jì)制作一個(gè)基于紅外遙控的開門裝置，收到特定信號時(shí)實(shí)現(xiàn)特定的功能。要求：（1）收到一定規(guī)律的信號后，進(jìn)入解鎖狀態(tài)，并對外接模塊供電，此時(shí)按下特定的鍵

3、時(shí)，進(jìn)行“開關(guān)門”、“鎖定”、并配合外接模塊進(jìn)行“修改密碼”等操作。（2）在（1）的基礎(chǔ)上，在解鎖狀態(tài)下，還可以通過外接模塊的觸摸屏輸入密碼來進(jìn)行“開關(guān)門”操作。當(dāng)密碼輸錯誤一定次數(shù)時(shí)，通過無線模塊報(bào)警。（3）斷電之后，密碼不會丟失；長時(shí)間不用時(shí)，外接模塊斷電，系統(tǒng)進(jìn)入省電模式，通過遙控進(jìn)行喚醒。2.2方案設(shè)計(jì)2.2.1設(shè)計(jì)思路賽題要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于紅外遙控的開門裝置，通過單片機(jī)將紅外信號轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)字信號（密碼及操作）：核心部分：用一個(gè)單片機(jī)判斷接收到的信號是否為設(shè)定的密碼或操作指令。初始密碼從E

4、EPROM獲取，并在修改密碼后寫入到EEPROM。當(dāng)接收到的信號符合設(shè)定的信號時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的操作。當(dāng)長時(shí)間無操作時(shí)，進(jìn)入省電模式，此時(shí)可用遙控器喚醒。外接部分：用兩個(gè)單片機(jī)分別驅(qū)動LCD液晶屏、TFT觸摸屏，兩單片機(jī)直接通過IO口實(shí)現(xiàn)信息單向傳輸，以此實(shí)現(xiàn)LCD顯示觸摸內(nèi)容。其中一個(gè)單片機(jī)通過杜邦線與核心部分單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)信息雙向傳輸。當(dāng)密碼輸出錯誤到一定次數(shù)時(shí)，通過PT2262PT2272芯片及433收發(fā)模塊使蜂鳴器報(bào)警。2.2.2設(shè)計(jì)方案（1）、紅外接收部分采用紅外一體接收管及配有CR2025

5、紐扣電池的紅外遙控器實(shí)現(xiàn)，電路簡單易于焊接，收發(fā)距離較遠(yuǎn)，信號穩(wěn)定，體積較小，但需直接使用紅外遙控成品，存在限制，且編程需嚴(yán)格依照解碼協(xié)議；若使用PT2262-IR及PT2272實(shí)現(xiàn)，雖程序自由，但收發(fā)距離較近，且信號不穩(wěn)定，按鍵少，體積較大。綜上，采用紅外一體接收管及配套遙控器實(shí)現(xiàn)。（2）、斷電記憶部分使用EEPROMAT24C01實(shí)現(xiàn)，電路簡單，體積較小，占用IO口數(shù)量少，存儲時(shí)間長，功耗低。（3）、報(bào)警提示部分使用有源蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，易于驅(qū)動，聲音較大，電路簡單，體積較小。但聲音頻率單一，響度無法

6、控制。（拓展部分）（4）、外接密碼顯示部分使用LCD1602液晶屏實(shí)現(xiàn)，使用簡單，顯示字符較多，顯示清晰，電路相對簡單。但體積較大，使用IO口較多，需使用另外一塊單片機(jī)驅(qū)動。（5）、外接密碼輸入部分使用TFT觸摸屏實(shí)現(xiàn)，顯示自由，觸摸靈敏度較高。但體積較大，使用IO口多達(dá)26個(gè)，需使用另外一塊單片機(jī)驅(qū)動。三、過程論述3.1：核心單片機(jī)原理①單片機(jī)最小系統(tǒng)：1.系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路STC89C52單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和

7、XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C3和C4構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)選擇陶瓷電容，電容值約為30pF。2.復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。本電路采用按鈕復(fù)位。3.電源：由于使用STC89C52，本

8、電路采用5V電源供電。②紅外接收：紅外一體管連接外部中斷引腳P3.2，其原理如下：1.NEC協(xié)議：協(xié)議規(guī)定低位首先發(fā)送。一串信息首先發(fā)送9ms的AGC（自動增益控制）的高脈沖，接著發(fā)送4.5ms的起始低電平，接下來是發(fā)送四個(gè)字節(jié)的地址碼和命令碼，這四個(gè)字節(jié)分別為：地址碼；地址碼反碼；命令碼；命令碼反碼。如果一直按某一按鍵，一串信息也只能發(fā)送一次，一直按著，發(fā)送的則是以110ms為周期的重復(fù)碼。其中需要注意的是：接收到的信號是跟發(fā)送信號正好反向的。在實(shí)際使用過程中，要注