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张小明 2026/1/9 22:21:04
养殖网站模版,成全视频在线观看免费高清版,中小学门户网站建设,网站建设规划书样板收藏和点赞#xff0c;您的关注是我创作的动力 文章目录概要一、系统方案设计2.1系统整体架构设计2.2主控制器方案2.3显示方案设计2.4无线方案设计二、系统电路设计1 锁控制电路设计2 红外遥控接收电路3 系统电路4 系统仿真4.1.1仿真界面说明4.1.2密码输入仿真4.1.3开锁控制仿…收藏和点赞您的关注是我创作的动力文章目录概要一、系统方案设计2.1系统整体架构设计2.2主控制器方案2.3显示方案设计2.4无线方案设计二、系统电路设计1 锁控制电路设计2 红外遥控接收电路3 系统电路4 系统仿真4.1.1仿真界面说明4.1.2密码输入仿真4.1.3开锁控制仿真四、 总结五、 文章目录概要本课题为电子密码锁设计。该设计采用STC89C51控制器来进行关键部分的运作主要包括主控部分、显示部分、报警部分、电磁锁控制、红外遥控接收以及电源。报警选择蜂鸣器。显示电方案选取LCD1602显示相关信息。用户可以通过键盘或者红外遥控输入密码数据系统判断密码数据是否正确来完成电子密码锁的开和关键盘具有更改密码的作用。采用C语言进行软件设计其开发上手容易通过单片机的专用Keil设计工具来实现程序文件的执行系统软件设计完成后利用Proteus来完成对系统的验证成功功能验证。并改善设计完成系统设计要求。关键词: STC89C51 密码锁 红外遥控一、系统方案设计2.1系统整体架构设计无线电子密码锁主要包括显示控制、键盘输入、主控制器、报警控制以及存储模块。在简易密码锁系统硬件设计中选择单片机作为系统的核心控制原件具体设计内容包含选取的超声波方案、单片机以及传感器的种类及型号与此同时我们还要根据各个部位零件设计显示模块当我们设计系统软件的时候最核心的内容为系统程序的设计程序运算结果可由显示模块加以呈现。用户可以通过键盘或者红外遥控输入密码数据系统判断密码数据是否正确并进行开关锁的操作密码如果输入有误可以通过键盘重新更改输入正确的密码。系统结构框图如图2-1所示。图2-1 系统整体框图2.2主控制器方案方案一以STC89C51单片机为例。这里我们针对51系列的单片机来研究讨论其功能总体来讲性价比还是很高的它的安全系数很高价格也不昂贵功耗低加密性强并且对于STC系列的单片机来说其能够进行在线的工作处理更加方便。选用单片机STC89C51作为系统核心模块。51系列的单片机不论从性能还是价格等方面都有着很大的优势运行稳定性价比高价格相对便宜且功耗低加密性强此外在系统核心模块的选择上采用STC系列能够有效提高系统的工作效率能够在工作状态下进行在线运行让系统工作更加便捷。方案二以MSP430系列的单片机为例进行研究分析。它的主要优点是片内存储的资源很广泛运行速度比较快。而主要缺点是运作电压不是常见的5V的我们要另外添加5V的转换电路过压或者过流时都会击穿I/O口另外内部没有EEPROM不能实现数据的存储。设计中的查表算法非常有用。在这样的处理器进行代码设计可以完成更加规范完好的程序。此处理器最大的特点就是低功耗模式此模式下运行能耗非常低可以再很多有低能耗要求的场合进行使用。此低功耗模式可以通过编程进行控制灵活应用非常方便。缺点工作电压不是5V的需要额外增加5V转换电路过压或者过流时都会击穿I/O口另外内部没有EEPROM不能实现数据的存储。方案三选择STM32F103RBT6处理器并用型号ARM 32位的M3核的CPU与之匹配这种处理器运算相当快、采购成本低、功耗低的32位处理器。目前此处理器在大量的电子商品上进行使用比如电子农业领域、电动汽车领域、共享行业等领域这些领域都有使用此产品的例子。它的计算速度可以达到72MHz有这么快的运转速度是由于内部设备都可以进行高速操作STM32最大的特点就是输入输出接口数量多。此款处理器还搭配了两个模数转换器转换精度达到12个数据位检测精度很高可以处理18路模拟数据处理器的模数转换的很多参数都可以进行代码控制、可编程操作例如模数转换频率多通道的扫描方式。方案选择由于设计需要低成本器件使用效率也要达到最高方案二还需要进行电源再转换设计电路复杂明显成本要高方案一就可以满足整个系统设计要求设计费用远小与另外两个方案所以选择方案一。而方案三的利用率不能更好的提现所以方案三也排除。2.3显示方案设计方案一LCD1602。该模块显示的内容多种多样并且非常简单明了价格合理非常适合在本设计当中使用。尽管这款显示器在线路接口上显得有些复杂接口太多但这些接口无疑给设计后期对电路的测试与调试等提供了方便。最重要的是液晶的电源和系统电源一致不用单独设计电源系统。LCD1602。该模块显示的内容多种多样并且非常简单明了价格合理对于本设计而言非常适用。虽然接口线连接的比较多后期对整个电路进行测试时就会非常容易得到测试结果。方案二选用数码管作为显示器件。当前市场中用于数据的显示的数码管有很多但在系统工作当中每一个数值都需要对应一个数码管一旦需要不止一个数值的显示的时候相应的就会增加一定数的数码管这就给整个设计带来了负担。同时数码管在进行动态扫描的时候因为需要进行位置的移动此时需要用移位器来进行辅助只有将扫描的信息存储到移位器的寄存器当中才能够实现最后的显示功能因此会出现很多LED方面的缺陷。此外在电路测试当中也很容易会受到一些不必要的因素影响所以该显示方案并不适合本设计。上述我们讲到LCD1602显示的内容多种多样而且简单明了但是 LED数码管显示的内容很少只有普通的数字和少数字母由于这次系统测控时需要显示的内容很多所以最终选择方案一。2.4无线方案设计方案一这里我们分析的是安信可科技设计的ESP8266 系列模组它是通过乐鑫ESP8266的低功耗UART-WiFi的基础上研究发现的模块它的发明操作很简单可以和云进行连接移动设备可以和WiFi进行连接完成智能数据传输完成系统设计。产品集成度很高整个设计集成在很小的一块PCB板上引出了可用接口。模块的能耗非常小内部的处理器是32位MCU也可以进行16位操作无线传输频率是80兆赫兹以及160兆赫兹模块本身设计有天线可以与网络进行通信信息也可以通过云端智能传送并且可以成立TCP/IP协议。模块能够的控制简单用过AT指令就能够和单片机进行数据传输控制WiFi模块。方案二通过红外遥控进行控制红外遥控只需要搭配红外接收头既可以进行信号接收接收端对红外信号进行解释完成对按键的识别不同的按键发出的红外信号波形不同所以可以实现不同按键的操作。方案选择由于方案一设计复杂电路复杂成本远高于方案二所以选择方案二红外遥控控制。二、系统电路设计1 锁控制电路设计锁控制硬件设计选取继电器进行实现。它主要作用于锁的开关。之所以采用它是因为单片机的IO电流相对很小需利用PNP三极管来掌控它进行电路驱动。电路图参照以下图3-6所示。图3-6 锁控制电路2 红外遥控接收电路红外遥控操作方式的软件制作作主要是解码的问题。将接收头硬件焊接好给接收头接好电源然后使用遥控器通过示波器对接收头的输出信号波形进行观测。编码总数有32位数它的数据格式也分为几种分别是引导码、用户码、数据码及其反码这四种格式。其中数据反码能够验证数据码的准确性他们编码的顺序刚好是反过来的。一段编码脉冲一般只需108ms。用户码和数据码只有两种数值即‘0’或者是‘1’。‘0’和‘1’的时序区别是脉冲和脉冲之间的时间间隔不同。如图3-7。图3-7 红外遥控接收电路图3 系统电路无线电子密码锁虽然没有传统的机械锁那么笨重但是它的内部组成却是很丰富的它的系统电路构成也很复杂的主要包括显示控制电路、键盘输入电路、主控制器电路、报警控制电路、红外遥控接收电路以及存储模块电路。电子密码锁的硬件电路设计图如图3-8所示。图3-8 系统电路图4 系统仿真4.1.1仿真界面说明本项目通过Proteus来对系统进行测验点开用软件绘制的系统电路图和代码进行联机调试。仿真设计图如图5-1。仿真包括矩阵键盘、液晶显示、掉电存储、键盘电路、密码锁继电器控制。图5-1 仿真界面4.1.2密码输入仿真如何进行密码输入的仿真测验呢一般我们会利用行列式键盘数字键敲下654321这样的6位初设密码数字仿真液晶显示*****这样的画面参照下图5-2所示。与此同时液晶显示输入密码以号表示输入的数字密码。图5-2 密码输入仿真4.1.3开锁控制仿真密码输入仿真验证正确之后即可通过按键控制密码锁的开与关点击确认键表示密码输入完毕此时就会进行开锁如何肉眼看出锁已经开呢就是通过继电器指示灯亮来判断的这也意味着我们的密码输入没有错并且继电器吸合。仿真界面如图5-3所示。图5-3 密码锁控制仿真四、 总结系统的硬件设计需要按照方案进行系统各个功能的电路设计。硬件的设计会觉得软件的设计难度比如接口的定义等都会决定软件的设计。接口的定义会决定后期实物组装的布局如果接口定义不理想在实物组装的时候就会很难设计布局需要从新绘制电路图严重会造成最终实物设计线路错综复杂好的接口设计就会让线路设计美观、可靠。硬件电路设计也需要考虑后期调试便捷、方便不可以只想这功能调试也是非常重要的一个环节。软件设计需要按照功能进行不可以整体进行一个功能一个功能调试代码要模块化设计很多时候代码的BUG都是一些很简单的问题有时候一个简单的问题会调试很多天所以代码设计方式很重要而模块化代码设计就是最为常用的方案。模块化设计方便后期更改查看漏洞也非常方便。最终要对硬件、软件进行统一调试焊接组合成一个整体并对其进行试运来检验设计是否合理有效。如果在检测系统上设计的更好完美使用的场合会更多但因为受到时间的限制设计过程中没有时间也没有过多的精力去研究更多的传感器。五、 文章目录目录内容摘要 IAbstract II第一章 绪论 11.1研究的目的与意义 11.2国内外研究现状 11.3课题研究内容 2第二章 系统方案设计 32.1系统整体架构设计 32.2主控制器方案 32.3显示方案设计 42.4无线方案设计 5第三章 系统电路设计 63.1单片机控制模块电路设计 63.2键盘扫描模块电路设计 73.3密码存储电路 83.4液晶显示电路 83.5报警电路 93.6锁控制电路设计 103.7红外遥控接收电路 103.8系统电路 10第四章 系统软件设计 124.1整体流程 124.2液晶显示 134.3按键识别 144.4密码设置子程序 154.5红外遥控解码原理 16第五章 系统测试仿真 185.1 系统仿真 185.1.1仿真界面说明 185.1.2密码输入仿真 185.1.3开锁控制仿真 195.2实物测试 205.2.1实物上电测试 205.2.2实物密码输入上电测试 205.2.3实物开锁上电测试 215.2.4实物密码输入错误上电测试 215.2.5 实物密码修改上电测试 22结论 23参 考 文 献 24致谢 25
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