断脉冲串，此脉冲串即是用于红外发射二极管发送的信号。如图7，A是二进制信号的编码波形，B是频率为38khz（周期约为26us）的连续脉冲串，C是经调制后的间断脉冲串，即是用于发送的信号。图7中，待发的二进制数据为101。
图7 信号调制示意图
4.1.3 解调
二进制信号的解调由一体化红外接收头来完成，它把接收到的信号（图8中的波形D也是图7中的波形C）经内部处理并解调复原，输出图8中的波形E(正好是图7中A的取反)。接收头的解调可理解为：在输入脉冲串时输出低电平，否则输出高电平。二进制的解码由单片机来完成，它把红外接收头送来的二进制编码波形通过解码，还原成发送端发送的数据。如图8，把波形E解码还原成数据信息101。
图8 信号解调示意图
4.1.4 解码
在发送字节的开始先通过单片机发送20个脉冲宽度（每个脉冲周期26us）的高电平作为传输的开始（同步帧），接着发送8位二进制数据（高位在前，低位在后），最后发送10
个脉冲宽度的低电平作为传输的结束，如图9所示：
图9 字节传输
当接收到同步帧后，进入解码部分。解码采用软件抽样判别，以15个脉冲为判别门限，在门限时刻读得低电平时（如图10中A点），即可判定为编码‘1’；在门限时刻读得高电平时（如图10中的B点），即可判定为编码‘0’。解码一位后，须等到下一位的高电平到来，再计数15个脉冲后，判断读得的电平时高还是低，进行解码。
图10 解码
4.2 键盘
因为本设计用到的按键较多，所以本设计采用行列式键盘，同时也能减少所占用的I/O线的数目，节省资源。
图11 行列式键盘原理电路图
每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线，即可组成具有N×M个按键的键盘。本
设计发射部分采用4*3键盘，接收部分采用4*4键盘。键盘扫描时，首先由I/O口低四位输出高电平，高四位输出低电平，假若有键按下，那么在I/O口低四位即可读出低电平，接着延时消抖，再具体判断是何键按下。
现将接收部分的键盘功能做一下说明。如图，0至9号键为数字键，六位密码从中产生。“确认”键，“更改”键，“取消”键和“MAS”键为功能按键，具有控制开锁，更改密码和取消相关操作等功能。剩余的两个键在本设计中未用，可作为今后的功能扩展键使用。
4.3 AT24C02存储器
带IC总线接口的AT24C02，是一种具有掉电保护的存储器，其内部有连续的子地址空间，对这些空间进行n个字节的连续读、写时，都具有地址自动加1功能。
2
图12 AT24C02连接图
2
只要在初始化程序中规定好读、写字节数及指定期间内子地址，启动IC总线后，调用相关的子程序即可完成整个操作。对于AT24C02而言，A2、A1、A0为硬地址，当选择接地时，则存储器的写从地址为0A0H,读从地址为0A1H。用户一次写入EEPROM中的数据字节不应大于页容量，而AT24C02的页写字节数为8B,所以在初始化密码时，要分批写入密码。
4.4 Max7219显示驱动器
本系统中，与以往的利用74LS164芯片驱动数码管的显示不同，采用了更加强大的多功能串行LED显示驱动器Max7219来实现数码管稳定的动态显示，从而大大地节约了资源。
Max7219是一款串行共阴极数码管动态显示驱动芯片，仅使用LOAD、DIN、CLK 3线串行接口传送数据，可直接与单片机接口，用户可以方便地修改其内部参数以实现多位LED显示。
MAX7219的16位串行数据的作用如表1所示：
表1 MAX7219的16位串行数据 D15 D14 D13 D12 无关比特 D11 D10 D9 D8 地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 数据位 其中，低8位表示显示数据本身，最高的4位D15～D12为无关比特，D11～D8为用于寻址4个内部寄存器。本设计选用Max7219是基于以下考虑的：
·Max7219能够驱动8个LED，可方便地对每位LED进行单独控制、刷新，不需要重写整个显示器寄存器。
·通信方式采用串行数据方式，可与任一种单片机方便地接口，仅使用单片机的3个I/O口即可完成8位LED数码管的显示控制和驱动。
我们采用6位密码，因此只使用了6位数码管，这6位数码管除了具有按键输入提示作用外，还有一个重要作用就是分屏显示，用户在进行不同的操作时，数码管会显示不同的字符以提示用户。具体显示字符如下所示：
图13 分屏显示字符
5 调试与总结
本设计采用了较独特的PWM（脉冲宽度调制）调制方法。该调制方法不但节省了硬件，而且软件编码也简洁易懂。按此编码方法，信号的传输速度可达1200bps。经实验测试，遥控距离在室内可达14m，在室外也可达10m以上，红外遥控信号的发送和接收方法没有出现传输误码，证明了电路有极高的稳定性和译码准确性、高效性。
本系统除了具有传统的固定键盘式电子密码锁系统的功能外，还增加了用遥控控制的功能，因此给人们带来很多便利，这一点也正是作者开发和设计此系统的根本原因。在本系统中，与以往的利用74LS164芯片驱动数码管的显示不同，在本系统中采用了更加强大的多功能串行LED显示驱动器MAX7219来实现6位稳定的静态显示,只需要单片机的三个引脚即可，并且其占用的时间少，方便编程及对信号的检测。
从整体来看，该设计已经具备保密性好、安全可靠、成本低廉、连接方便，简单易用，适用范围广等特点，实现了预期目标。
附：流程图设计