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怎樣用AT89S52單片機設計及制作智能遙控開鎖裝置

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-09-25 14:07 ? 次閱讀

本設計從低成本的角度,通過簡單的數字電路機械傳動機構在已有的彈子鎖上稍加改裝。實現了遙控開鎖的功能,且遙控編碼的安全性好,通過程序解碼可使安全性得到進一步的提高,同時該裝置保留了鑰匙開鎖的功能,可在停電等特殊情況下使用。

機械傳動設計

目前市場上銷售的彈子鎖的原理基本相同。都是通過鎖芯的旋轉,施加適當扭矩通過機械傳動裝置進行門閂開啟、關閉。本裝置在三保險雙舌彈珠門鎖上改裝,待改裝的門鎖主要由鎖體、斜舌、斜舌連桿、斜舌連動彈簧、方舌、方舌聯片、方舌系統彈簧片方框、彈簧片、方舌系統支柱、外鑰匙連動片軸、內鑰匙轉頭組成。

該改裝主要是內鑰匙轉頭替換為電機驅動。將內鑰匙轉頭卸下,可以看到有一個Ω形狀的小孑L,利用現成的小孑L將電機軸伸入鎖體,再將原內鑰匙轉頭上的空心凸輪焊接在電機軸上。這樣減少了不必要的加工,也節約了成本,同時保證了門外鑰匙開鎖和內外遙控開鎖的雙重功能。其他模塊封裝后可通過螺絲安裝在門板上。

控制系統的組成及原理

本系統可分為控制部分和動作執行部分。其中控制系統部分包括:控制器模塊、遙控模塊、電源模塊。動作執行部分包括電機驅動模塊和機械傳動模塊,總共有6個模塊。系統的總體框圖如下圖所示。

控制系統的三個模塊整合在一塊布線板上,封裝后固定在門板上,并通過導線控制步進電機的運轉狀態來實現開鎖上鎖功能。

怎樣用AT89S52單片機設計及制作智能遙控開鎖裝置

1.控制器模塊

本系統采用Atmel公司的AT89S52單片機

AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造。與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程,亦適于常規編程器。在單芯片上,擁有靈巧的8位CPLJ和在系統可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。本設計采用24M晶振,單片機的I/O口P1口分別與L298N的相應接口想連。P3.0、P3.1與遙控模塊相連,控制開鎖電機的正反轉。

怎樣用AT89S52單片機設計及制作智能遙控開鎖裝置

2.遙控模塊

目前。遙控技術有無線電、紅外線、微波等多種方式,而且可供選擇的模塊也有很多種。考慮到應用環境和價格等因素,本系統采用無線遙控技術。發射模塊(F05)和接收模塊(J05C)是其中比較便宜的一種,它們具有傳輸距離較遠、可穿透物體傳輸、可靠性高等特點,特別適合于低成本的無線通訊設備使用。

(1)發射電路

發射模塊F05采用聲表諧振器穩頻,SMT樹脂封裝,頻率一致性較好,可免調試,具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性。當發射電壓為3V時,發射電流約為2mA,發射功率較小,最佳工作電壓為12V,發射電流約為5~8mA。發射電路采用12V圓柱形打火機電池進行供電。 .F05采用PT2262編碼。PT2262的編碼數據和地址以串行方式并且通過RF或IR調制方式發射。

最多可采用12條三態地址線,可以提供531441種地址編碼。因此,最大程度上避免了編碼的沖突。

發射模塊電路如下圖所示。振蕩電阻取3.3MQ,當17腳無信號輸出時,電路不工作,發射電流為零;當14腳為低電平時,17腳輸出已設定的編碼脈沖對發射電路進行調制發射。

(2)接收模塊

接收模塊J05C由超外差電路結構IC芯片和溫度補償電路構成,具有較高的接收靈敏度及穩定性,芯片內含低噪聲射頻放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、濾波器及限幅比較器。輸出為數據電平信號,信號直接接至PT2272解碼。

接收模塊采用PT2272芯片解碼。PT2272解碼芯片有不同的后綴,表示不同的功能,有L4/M4/L6/M6之分,其中L表示鎖存輸出,數據只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態,直到下次遙控數據發生變化時改變。M表示非鎖存輸出,數據腳輸出的電平是瞬時的而且和發射端是否發射相對應。可以用于類似點動的控制。后綴的6和4表示有幾路并的控制通道。

怎樣用AT89S52單片機設計及制作智能遙控開鎖裝置

3.電機驅動模塊

選用可以用程序控制的,且可實現精確定位的步進電機。使用L298N芯片驅動步進電機工作。

L298N芯片可以驅動兩個二相電機,也可以驅動一個四相電機,輸出電壓最高可達50V,可以直接通過電源來調節輸出電壓。本設計直接用單片機的I/O口提供信號。如下圖所示,引腳5、7、10、12分別接單片機的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3。

4.電源模塊

步進電機及控制系統采用統一電源供電。由9V/2A直流穩壓電源統一供電。電機驅動采用+9V直流電,經7809穩壓芯片穩壓后輸出,控制電路采用+5V直流電,經7805穩壓芯片穩壓后輸出供電。

5.語音信號燈提示模塊

采用蜂鳴器和發光二極管提示鎖的當前工作是通過鎖芯的旋轉,施加適當扭矩通過機械傳動裝置進行門閂開啟、關閉。本裝置在三保險雙舌彈珠門鎖上改裝,待改裝的門鎖主要由鎖體、斜舌、斜舌連桿、斜舌連動彈簧、方舌、方舌聯片、方舌系統彈簧片方框、彈簧片、方舌系統支柱、外鑰匙連動片軸、內鑰匙轉頭組成。l該改裝主要是內鑰匙轉頭替換為電機驅動。將內鑰匙轉頭卸下,可以看到有一個Q形狀的小孔,利用現成的小孔將電機軸伸入鎖體,再將原內鑰匙轉頭上的空心凸輪焊接在電機軸上,這樣減少了不必要的加工,也節約了成本,同時保證了門外鑰匙開鎖和內外遙控開鎖的雙重功能。其他模塊封裝后可通過螺絲安裝在門板上。

工作總程序設計

接通電源系統啟動,綠燈亮。等待接收信號,當接收到信號時,判斷是否是正確信號。如果是正確信號,啟動開鎖定時程序,同時蜂鳴器短鳴一秒,綠燈閃三次表示門鎖已開啟,如果開啟后用戶無動作或者已開門則該裝置在開啟后等待30s自動上鎖(安全性考慮)。如果檢測到的是錯誤信號,則蜂鳴器連續短鳴報警,計時15s后系統還原到等待狀態。

系統程序流程框圖如下圖所示。

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