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【摘要】電子类智能锁市场发展潜力巨大。顺应信息时代的发展，加快电子锁发展方式探索，具备现实战略性和紧迫性。本文对单片机控制的红外线电子锁控制系统设计进行了分析探讨，仅供参考。
【关键词】单片机控制；红外线；电子锁控制；设计
1、信息背景下电子锁的整体优势体现
1.1不弱于传统机械锁的维护便捷性
传统机械锁使用中若是出现机械故障或使用者忘带钥匙的情况，往往可以找所在区域的锁匠立即上门解决。由于电子锁机电一体化的结构特点，锁匠往往不具备维修和开锁的能力，维修和开锁服务需要经销商或生产企业承担，这就造成了时效性大打折扣。相较于其他机电产品的故障可以延后修理，电子锁的使用者均需立即使用产品，故而维护时效性较差成为了影响电子锁普及的最为重要缺陷。随着行业的发展，一方面大多数电子锁采用了电子开锁和机械应急开锁相结合的结构设计，在电子部件出现故障的时候，独立运行的机械应急结构能够正常启闭锁具，大大减轻了使用者对维修时效性的要求；另一方面随着产品标准化、模块化的改进和优化以及电子锁生产企业售后渠道的不断完善，电子锁维护日益便捷。
1.2电子锁密码设定的准确、安全、隐秘优势
电子锁与机械锁最大的不同就是带有密码设定功能，而借助电子信息技术，电子锁的密码设定更加智能和安全，比如指纹电子锁就具有极高的准确性，彻底杜绝了欺骗造价的行为，有效提高了安全性能。一般来说，电子锁的密码都具有加密功能，既可以采取组合加密的形式，又可以利用正常状态下的64位加密方式，想要破译这种级别的加密电子锁几乎没有可能。另外，密码的设置还分有不同的级别，按照权限、设置时间的不同来运行，隐秘性又大大提升，所以，与传统的机械锁相比较，电子锁拥有很大的优势。
2、单片机控制的红外线电子锁控制的原理
近年来，它被广泛应用于工业控制系统、数据采集系统中。而红外通信线技术以其无污染、低成本、低功耗、接入灵活、保密性强、抗电磁干扰和无需申请频率使用权等特点成为单片机无线通信系统的一个重要选择。本系统以AT89C51单片机作为控制核心，显示部分采用液晶显示器，型号为LCD1602，用四阶矩阵键盘，用蜂鸣器模拟系统的报警功能。密码储存在外部扩展程序存储器中。利用单片机的串口通信协议实现红外遥控功能。
密码设置的原理为：用户输入4位密码后按下确认键，单片机的CPU开始工作，比较输入内容与密码，如果从外部输入的密码为正确的，就发出指令打开锁具的开关。如果输入的密码不正确，CPU会发出指令提示重新输入密码。并且在显示屏上显示可以输入的密码的声誉的次数。密码输入的过程中，只要没有按下确认键，就可以退回重新输入，如果输入的次数达到上限，蜂鸣器会发出警报声。设置新密码的方法是按下reset键，先按下原密码提示正确后，在提示输入新密码，输入两次且一样，新密码生效。
红外发送电路主要由三极管和光敏二极管串联组成，当三极管导通时，基带信号通过光敏二极管传送出去；当三极管截止时，则无基带信号传送出去。红外接收电路的主要功能是对收到的红外信号通过监测、放大、滤波、解调等等一系列电路处理，然后输出基带信号。此时，输出的基带信号不一定与发送端的基带信号一模一样，但是他们之间肯定具有特殊关系，可以通过分析求解出发送的原始数据信号。Proteus红外组件IRLink带有红外解码电路，只需要把这个组件接上去，就可以直接输出由载波解调后的基带信号。
3、硬件电路设计
如图1所示本设计的硬件部分包括红外线发射与接收模块。AT89C51单片机系统，报警器模块、显示模块、开锁电路与按键电路。其中密码的输入与修改都是有案件电路完成的，单片机的键盘扫描程序确定哪一个按键被按下。液晶显示器选择在有密码的输入时才会开启，更加省电和节能。密码存储部分由片外程序存储器存储。开锁电路有驱动部分和打开部分来实现，主要由电阻、电容以及二级管和三极管等电子器件构成。单片机的晶振节12NHZ外部晶振。红外遥控部分采用PT2262和PT2272。PT2262用来发送信号，PT2272用来接收信号。
4、实验与仿真结果
本设计是采用的硬件仿真软件为PROTUES，程序编译软件用KeilC51，实验的过程为：（1）单片机控制无线遥控电子密码锁的硬件电路设计：从Proteus中元件库中找出全部电子元器件，调整位置并连线，为仿真做准备。（2）程序编译：在KeilC51中编辑汇编程序，编译运行成功后输出HEX文件。（3）写入程序并仿真：双击硬件电路中的AT89C51，将HEX文件所在的路径导入单片机，设置单片机的工作频率为12MHZ，完成后，单机仿真按钮开始仿真，进行试验。
结语：
根据仿真实验结果，验证本设计成功的实验了由单片机控制的无线遥控系统，利用AT89C51来控制的电子密码锁电路相对简单，而且编程方法简单，只要学过汇编语言的人就能掌握。红外通信不仅准确而且更加有效。因此本设计具有实际应用。
参考文献：
[1]闫亚林，王旭龙，王志强.基于C8051F120单片机的电动汽车示教板的控制系统设计[J].电子技术与软件工程，2014，04：258.
[2]王瑜瑜，刘少军.基于单片机控制的酒精浓度检测系统的设计[J].国外电子测量技术，2014，11：72-75.
[3]陶文琦.基于单片机控制的智能窗系统设计[J].企业技术开发，2014，32：11+25.
[4]陈杰敏.基于单片机控制的电磁感应加热系统设计与实现[D].浙江大学，2014.
【关键词】单片机控制；红外线；电子锁控制；设计
1、信息背景下电子锁的整体优势体现
1.1不弱于传统机械锁的维护便捷性
传统机械锁使用中若是出现机械故障或使用者忘带钥匙的情况，往往可以找所在区域的锁匠立即上门解决。由于电子锁机电一体化的结构特点，锁匠往往不具备维修和开锁的能力，维修和开锁服务需要经销商或生产企业承担，这就造成了时效性大打折扣。相较于其他机电产品的故障可以延后修理，电子锁的使用者均需立即使用产品，故而维护时效性较差成为了影响电子锁普及的最为重要缺陷。随着行业的发展，一方面大多数电子锁采用了电子开锁和机械应急开锁相结合的结构设计，在电子部件出现故障的时候，独立运行的机械应急结构能够正常启闭锁具，大大减轻了使用者对维修时效性的要求；另一方面随着产品标准化、模块化的改进和优化以及电子锁生产企业售后渠道的不断完善，电子锁维护日益便捷。
1.2电子锁密码设定的准确、安全、隐秘优势
电子锁与机械锁最大的不同就是带有密码设定功能，而借助电子信息技术，电子锁的密码设定更加智能和安全，比如指纹电子锁就具有极高的准确性，彻底杜绝了欺骗造价的行为，有效提高了安全性能。一般来说，电子锁的密码都具有加密功能，既可以采取组合加密的形式，又可以利用正常状态下的64位加密方式，想要破译这种级别的加密电子锁几乎没有可能。另外，密码的设置还分有不同的级别，按照权限、设置时间的不同来运行，隐秘性又大大提升，所以，与传统的机械锁相比较，电子锁拥有很大的优势。
2、单片机控制的红外线电子锁控制的原理
近年来，它被广泛应用于工业控制系统、数据采集系统中。而红外通信线技术以其无污染、低成本、低功耗、接入灵活、保密性强、抗电磁干扰和无需申请频率使用权等特点成为单片机无线通信系统的一个重要选择。本系统以AT89C51单片机作为控制核心，显示部分采用液晶显示器，型号为LCD1602，用四阶矩阵键盘，用蜂鸣器模拟系统的报警功能。密码储存在外部扩展程序存储器中。利用单片机的串口通信协议实现红外遥控功能。
密码设置的原理为：用户输入4位密码后按下确认键，单片机的CPU开始工作，比较输入内容与密码，如果从外部输入的密码为正确的，就发出指令打开锁具的开关。如果输入的密码不正确，CPU会发出指令提示重新输入密码。并且在显示屏上显示可以输入的密码的声誉的次数。密码输入的过程中，只要没有按下确认键，就可以退回重新输入，如果输入的次数达到上限，蜂鸣器会发出警报声。设置新密码的方法是按下reset键，先按下原密码提示正确后，在提示输入新密码，输入两次且一样，新密码生效。
红外发送电路主要由三极管和光敏二极管串联组成，当三极管导通时，基带信号通过光敏二极管传送出去；当三极管截止时，则无基带信号传送出去。红外接收电路的主要功能是对收到的红外信号通过监测、放大、滤波、解调等等一系列电路处理，然后输出基带信号。此时，输出的基带信号不一定与发送端的基带信号一模一样，但是他们之间肯定具有特殊关系，可以通过分析求解出发送的原始数据信号。Proteus红外组件IRLink带有红外解码电路，只需要把这个组件接上去，就可以直接输出由载波解调后的基带信号。
3、硬件电路设计
如图1所示本设计的硬件部分包括红外线发射与接收模块。AT89C51单片机系统，报警器模块、显示模块、开锁电路与按键电路。其中密码的输入与修改都是有案件电路完成的，单片机的键盘扫描程序确定哪一个按键被按下。液晶显示器选择在有密码的输入时才会开启，更加省电和节能。密码存储部分由片外程序存储器存储。开锁电路有驱动部分和打开部分来实现，主要由电阻、电容以及二级管和三极管等电子器件构成。单片机的晶振节12NHZ外部晶振。红外遥控部分采用PT2262和PT2272。PT2262用来发送信号，PT2272用来接收信号。
4、实验与仿真结果
本设计是采用的硬件仿真软件为PROTUES，程序编译软件用KeilC51，实验的过程为：（1）单片机控制无线遥控电子密码锁的硬件电路设计：从Proteus中元件库中找出全部电子元器件，调整位置并连线，为仿真做准备。（2）程序编译：在KeilC51中编辑汇编程序，编译运行成功后输出HEX文件。（3）写入程序并仿真：双击硬件电路中的AT89C51，将HEX文件所在的路径导入单片机，设置单片机的工作频率为12MHZ，完成后，单机仿真按钮开始仿真，进行试验。
结语：
根据仿真实验结果，验证本设计成功的实验了由单片机控制的无线遥控系统，利用AT89C51来控制的电子密码锁电路相对简单，而且编程方法简单，只要学过汇编语言的人就能掌握。红外通信不仅准确而且更加有效。因此本设计具有实际应用。
参考文献：
[1]闫亚林，王旭龙，王志强.基于C8051F120单片机的电动汽车示教板的控制系统设计[J].电子技术与软件工程，2014，04：258.
[2]王瑜瑜，刘少军.基于单片机控制的酒精浓度检测系统的设计[J].国外电子测量技术，2014，11：72-75.
[3]陶文琦.基于单片机控制的智能窗系统设计[J].企业技术开发，2014，32：11+25.
[4]陈杰敏.基于单片机控制的电磁感应加热系统设计与实现[D].浙江大学，2014.