论文 - 基于单片机的红外遥控密码锁4(3)

2.2 单片机硬件电路 2.2.1 电源电路

电源电路由桥式整流,滤波电容,7805稳压器及电源指示灯组成。交流电经过桥式整流变成直流电,再经过电容滤波。7805集成稳压器稳压成为稳定的＋5V电源。用一个发光二级管指示灯指示电源状态。电源电路如图2-3 所示。

图2-3

电源电路图

2.2.2 复位电路

单片机复位时RESET需要保持96个晶振周期的高电平(即需8个机器周期)。复位以后P0─P3口输出高电平，堆栈指针SP指向07H，其他特殊功能寄存器和程序计数器PC清零。只要RESET保持高电平，AT89C51就会循环复位。RESET当由高电平变为低电平后，单片机从程序存储器0地址开始执行程序。但单片机复位不影响内部RAM的状态，包括工作寄存器R0─R7。

常见的复位电路有：上电复位电路和上电按钮复位电路，在本设计中均采用上电按钮复位电路，如图2-4所示。

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图2-4 复位电路

2.2.3 晶振电路

所谓的晶振电路即指单片机的时钟电路。该电路通常有内部时钟电路和外部时钟电路。一般选用前者。单片机芯片内部有一个反相放大器构成的振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，把XTAL1和XTAL2与外部石英晶体及两个电容连接起来可构成一个石英晶体振荡器如图2-5所示。时钟发生器是一个2分频电路。它把晶体振荡器的频率2分频后供给片内其他电路。一般电容C1和C2起到稳定振荡频率、快速起振的作用。

C1 晶振 XTAL1

C2 XTAL2 图2-5 晶振电路

2.3发射和接收装置 2.3.1 发射装置

常用的发射器为红外发光二级管它是电视机、影碟机、音响装置、空调等各类红外遥控系统中不可缺少的电子器件，它将脉冲编码遥控指令用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光—电转换元件，通过这个转换把相应的光信号转换为电信号。

这里采用红外发光二极管如 SE303·PH303，外形和发光二极管LED相似，发出红外光（近红外线约0.93μm ）。管压降约1.4V ，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制

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的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值电流 ，就能增加红外光的发射距离。提高峰值电流的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。红外发射电路如图2-6所示。

图2-6红外发射电路

2.3.2 接收装置

常用的红外接收装置有如红外接收二极管，光电三极管等。实用中已有红外发射和接收配对的二级管。在本设计中采用红外一体化接收头HS0038。它有如下优点：一体化的红外接收装置将遥控信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识别的TTL 信号，这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。接收头连接图及红外接收电路图如图2-7所示。

HS0038 黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽功耗低，灵敏度高。在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35 m。它能与TTL、COMS 电路兼容。HS0038 为直立侧面收光型。它接收红外信号频率为38KHZ,周期约26μs，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL 电平的编码信号。三个管脚(1、2、3)分别是地、＋5 V 电源、解调信号输出端。

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图2-7红外接收图

2.4 3×4矩阵键盘

在单片机运用系统中，经常使用简单的键盘和BCD拨码盘作为系统的输入。键盘由一组常开的按键组成，可以通过键盘输入数据或命令。每个按键都被赋予一个代码，称为键码。键码分为编码键盘和非编码键盘。编码键盘是通过一个编码电路识别闭合键的键码，而非编码键盘是通过软件来识别键盘的。通常由于机械触点的弹性作用，触点在闭合和断开瞬间的电接触情况不稳定，造成了电压信号的抖动现象，键抖动的时间一般为5—10ms。为了避免一次闭合引起CPU多次处理，通常会采取去抖动措施。

非编码键盘有独立式键盘和行列式(矩阵)键盘。由于前者在按键较多时会站用较多的I/O口，因此采用行列式(矩阵)键盘，如图2-8所示。 1. 矩阵键盘及其接口

行列式键盘又叫矩阵键盘，是将I/O线的一部分作为行线，另一部分作为列线，按键设置在行线和列线的交叉点上，它是通过检测键盘有无闭合以及查找闭合键的键号，一般采用扫描法。在这里设计的3×4的矩阵键盘。

(1) 先向所有的行线输出0，列线输出1，然后检测各列线的按键状态，由相应的列线读入累加器A中。有键按下时，对应的列线输入0，无键按下时所有的列线输入为1。 (2) 若有键闭合，依次从行线上逐列输出0，然后依次检测各列线的状态。若为1，说明闭合键不在该列；若有的为0，则说明闭合键在该列与行线的交点上。由于每个按键所有的行号与列号不相同，所以每个按键按行号加列号的值赋予了一个键号。

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图2-8

矩阵键盘图

2.5 数码管

单片机运用系统中，使用的显示器主要有LED（发光二级管显示器）和LCD（液晶显示器）。这两种显示器成本低廉，配置灵活，与单片机接口方便。

LED显示器结构与原理：LED显示器是由发光二级管显示字段的显示器件有共阴极与共阳极两种。（如图2-9所示）其中7只发光二级管(a-g7段)构成字符“8”，另外还有一只小数点发光二级管dp。当某个发光二级管的阳极为高电平时，发光二级管点亮。当人为控制某几段发光二级管点亮就能显示某个数码或字符。LED显示器有静态显示与动态显示两种方式。LED显示器的字码段(7段码)。

图2-9 LED显示器

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