基于.-單片機(jī)的門(mén)禁控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...基于單片機(jī)的門(mén)禁控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電氣工程及其自動(dòng)化［摘要］：本文介紹了一種用于門(mén)禁管理系統(tǒng)的射頻讀卡器的設(shè)計(jì)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)卡上信息的識(shí)別和讀取。主要完成了硬件的設(shè)計(jì)調(diào)試和局部軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。對(duì)于硬件局部，完成讀卡器電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試工作。本設(shè)計(jì)是利用T7122M-I工業(yè)級(jí)ID讀卡模塊實(shí)現(xiàn)的門(mén)禁控制器，主控局部采用AT89C51芯片，控制外圍設(shè)備，有卡讀入時(shí)先判斷是否為管理卡或者用戶(hù)卡，針對(duì)相應(yīng)卡蜂鳴器做出相應(yīng)回應(yīng)。此系統(tǒng)具有存儲(chǔ)一張管理卡和多張用戶(hù)卡的功能，同時(shí)管理人員還可以通過(guò)按鍵更改管理卡，增加，刪除用戶(hù)卡等操作，門(mén)禁刷卡控制刷卡距離約為5-12CM。［關(guān)鍵詞］：AT89C51，門(mén)禁系統(tǒng)，讀卡模塊,智能目錄TOC\o"1-3"\h\u17180引言 7171801課題論述 784641.1課題研究背景 8105071.2門(mén)禁系統(tǒng)的開(kāi)展 8256711.3門(mén)禁系統(tǒng)的可行性分析 9202221.4門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 91.315885系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 10202222門(mén)禁系統(tǒng)的方案論證 10156152.1門(mén)禁系統(tǒng)的總體方案 1065732.2門(mén)禁系統(tǒng)的各個(gè)方案論證 1137742.2.1單片機(jī)控制芯片模塊 1137742.2.2鍵盤(pán)控制模塊 11233433門(mén)禁系統(tǒng)的硬件局部 12315273.1主控芯片局部 1229293.2鍵盤(pán)控制局部 13157393.3蜂鳴器控制局部 14256513.3.1蜂鳴器原理圖 14282923.3.2工作原理和功能說(shuō)明 14157393.4關(guān)于AT89C51 14282923.4.1管腳說(shuō)明 15157393.5T7122M-I工業(yè)讀卡模塊 15282923.5.1T7122M-I的概述 16282923.5.2應(yīng)用電路簡(jiǎn)圖 17282923.5.3數(shù)據(jù)輸出格式和輸出波形 17282923.5.4功能說(shuō)明 17173504門(mén)禁系統(tǒng)的軟、硬件調(diào)試 17173504.1設(shè)計(jì)流程圖 20157394.2硬件調(diào)試 20157394.3軟件調(diào)試 20157394.4軟、硬件設(shè)計(jì)本卷須知 2024707完畢語(yǔ) 2029622參考文獻(xiàn) 212645附錄1 238162致謝 28引言：門(mén)禁系統(tǒng)已成為興旺國(guó)家和地區(qū)最主要的保安系統(tǒng)之一，和傳統(tǒng)的保安設(shè)備不同，它變被動(dòng)的監(jiān)控和報(bào)警為主動(dòng)的控制，起到更高的安全作用。因此，門(mén)禁系統(tǒng)在保安設(shè)備領(lǐng)域中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷、據(jù)美國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果：美國(guó)門(mén)禁設(shè)備銷(xiāo)售占整個(gè)公共安全行業(yè)市場(chǎng)銷(xiāo)售額的57.8％，閉路電視監(jiān)控及其它報(bào)警設(shè)備銷(xiāo)售總額僅占39.2%,另外臺(tái)灣安全器材市場(chǎng)年度調(diào)查報(bào)告中，門(mén)禁銷(xiāo)售增長(zhǎng)率為25％，高出其它保安設(shè)備增長(zhǎng)率十幾倍。

安裝門(mén)禁管理系統(tǒng)是對(duì)安全和效率的投資，現(xiàn)在我們推薦采用的門(mén)禁系統(tǒng)具有先進(jìn)的功能，并結(jié)合中國(guó)的實(shí)際情況，具有很好的擴(kuò)展性，安全性和實(shí)用性，能滿(mǎn)足復(fù)雜的要求和適應(yīng)未來(lái)的開(kāi)展。1課題論述1.1課題研究背景：日益擴(kuò)大的貧富差距使得開(kāi)展中國(guó)家的犯罪率不斷上升，社會(huì)各界對(duì)安防產(chǎn)品的需求也日益高漲。作為安防產(chǎn)業(yè)中的門(mén)禁類(lèi)產(chǎn)品逐步開(kāi)展成為智能化工程中常見(jiàn)的子系統(tǒng)之一，并在政府、企業(yè)、工廠(chǎng)、石化、汽車(chē)、造船、金融、醫(yī)院、部隊(duì)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料顯示，隨著智能建筑、廠(chǎng)礦企業(yè)、銀行等領(lǐng)域的市場(chǎng)需求快速遞增，中國(guó)的安防門(mén)禁系統(tǒng)產(chǎn)品及配套設(shè)備市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)了年均20%一25%以上的增長(zhǎng);國(guó)內(nèi)門(mén)禁品牌企業(yè)近千家，70%的門(mén)禁廠(chǎng)商分布在珠江三角洲一帶，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模超過(guò)180億人民幣;受南北開(kāi)展差異的影響，在中高端市場(chǎng)上，國(guó)外門(mén)禁廠(chǎng)商在華北區(qū)占有市場(chǎng)份額超過(guò)60%以上，在華東區(qū)占有55%的市場(chǎng)份額，在華南區(qū)占35%的市場(chǎng)份額，在西南占25%的市場(chǎng)份額。出入口門(mén)禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機(jī)械，光學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門(mén)出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施。適用各種機(jī)要部門(mén)，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫(kù)、機(jī)要室、辦公間,智能化小區(qū)，工廠(chǎng)等[1]。在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速開(kāi)展的今天門(mén)禁技術(shù)得到了迅猛的開(kāi)展。門(mén)禁系統(tǒng)早已超越了單純的門(mén)道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸開(kāi)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。在該系統(tǒng)的根基上增加相應(yīng)的輔助設(shè)備可以進(jìn)展電梯控制、車(chē)輛進(jìn)出控制，物業(yè)消防監(jiān)控、保安巡檢管理、餐飲收費(fèi)管理等，真正實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一卡智能管理。1.2門(mén)禁系統(tǒng)的開(kāi)展門(mén)禁控制系統(tǒng)自上世紀(jì)80年代開(kāi)場(chǎng)產(chǎn)生，由于其技術(shù)的實(shí)用性很快得到迅速開(kāi)展，此以前門(mén)禁安全管理一直采用機(jī)械鑰匙方式，但隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的日益開(kāi)展，簡(jiǎn)單的門(mén)禁安全管理已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足社會(huì)的需要，一種簡(jiǎn)單的電子門(mén)禁產(chǎn)品開(kāi)場(chǎng)出現(xiàn)。初期的門(mén)禁系統(tǒng)僅僅是獨(dú)立的磁卡系統(tǒng)，可以用編程卡或手持編程器進(jìn)展設(shè)置和管理，后來(lái)隨著計(jì)算機(jī)的快速開(kāi)展，門(mén)禁控制系統(tǒng)逐漸開(kāi)場(chǎng)由計(jì)算機(jī)來(lái)管理和控制，門(mén)禁系統(tǒng)也由單個(gè)的門(mén)禁控制開(kāi)展到網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)控制，門(mén)禁的管理功能也日見(jiàn)增多，系統(tǒng)的安全性日益完善。今天的線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)門(mén)禁系統(tǒng)已經(jīng)廣泛采用計(jì)算機(jī)中央控制管理，門(mén)禁控制器采用智能分布式處理技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信廣泛采用RS-485/422總線(xiàn)、TCP/IP遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器等方式，門(mén)禁軟件的管理功能也更加強(qiáng)大。注意到隨著門(mén)禁控制技術(shù)的成熟和開(kāi)展，門(mén)禁系統(tǒng)得到空前廣泛的應(yīng)用和普及，作為安全領(lǐng)域3大局部之一〔門(mén)禁、監(jiān)控、報(bào)警〕門(mén)禁系統(tǒng)并不是孤立的系統(tǒng)，需要不斷地開(kāi)展和提高，滿(mǎn)足安全領(lǐng)域多樣性的開(kāi)展需要。指紋虹膜掌型生物識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)系統(tǒng)安全性高，但本錢(qián)高，由于拒識(shí)率和存儲(chǔ)容量等應(yīng)用瓶頸問(wèn)題而沒(méi)有得到廣泛的市場(chǎng)認(rèn)同?，F(xiàn)在國(guó)際最流行最通用的還是非接觸IC卡門(mén)禁系統(tǒng)。非接觸IC卡由于其較高的安全性，最好的便捷性和性?xún)r(jià)比成為門(mén)禁系統(tǒng)的主流。1.3門(mén)禁系統(tǒng)的可行性分析系統(tǒng)的實(shí)用性；門(mén)禁系統(tǒng)的功能應(yīng)符合實(shí)際需要,不能華而不實(shí)。如果片面追求系統(tǒng)的超前性,勢(shì)必造成投資過(guò)大,離實(shí)際需要偏離太遠(yuǎn)。因此,系統(tǒng)的實(shí)用性是首先應(yīng)遵循的第一原則。同時(shí)，系統(tǒng)的前端產(chǎn)品和系統(tǒng)軟件均有良好的可學(xué)習(xí)性和可操作性。特別是可操作性〔便捷性〕,使具備電腦初級(jí)操作水平的管理人員，通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，到達(dá)能完成值班任務(wù)的操作水平。系統(tǒng)的穩(wěn)定性；由于門(mén)禁系統(tǒng)是一項(xiàng)不連續(xù)長(zhǎng)期工作的系統(tǒng)，并且和我們的正常生活和工作息息相關(guān)，所以系統(tǒng)的穩(wěn)定性顯得尤為重要。要求該產(chǎn)品系統(tǒng)要有五年以上市場(chǎng)的成功應(yīng)用經(jīng)歷，擁有相應(yīng)的客戶(hù)群和客戶(hù)服務(wù)體系。系統(tǒng)的安全性；門(mén)禁系統(tǒng)中的所有設(shè)備及配件在性能安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí),還應(yīng)符合中國(guó)或國(guó)際有關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn),并可在非理想環(huán)境下有效工作。強(qiáng)大的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能和聯(lián)動(dòng)報(bào)警功能，充分保證使用者環(huán)境的安全性。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；門(mén)禁系統(tǒng)的技術(shù)不斷向前開(kāi)展,用戶(hù)需求也在發(fā)生變化,因此門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)考慮到將來(lái)可擴(kuò)展的實(shí)際需要,亦即:可靈活增減或更新各個(gè)子系統(tǒng),滿(mǎn)足不同時(shí)期的需要,保持長(zhǎng)時(shí)間領(lǐng)先地位,成為智能建筑的典范。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)展了合理配置，并且這種配置是可以改變的，甚至在工程完成后，這種配置的改變也是可能的和方便的。系統(tǒng)軟件根據(jù)開(kāi)發(fā)商符合不同歷史時(shí)期市場(chǎng)的需求進(jìn)展相應(yīng)的升級(jí)和完善，并為相應(yīng)的應(yīng)用客戶(hù)進(jìn)展軟件升級(jí)。同時(shí)，可以擴(kuò)展為考勤系統(tǒng)、會(huì)議簽到系統(tǒng)、巡邏管理系統(tǒng)，就餐管理系統(tǒng)等一卡通工程。系統(tǒng)的易維護(hù)性；門(mén)禁系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)應(yīng)盡量做到簡(jiǎn)單易行。系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)真正做到開(kāi)電即可工作,插上就能運(yùn)行的程度。而且維護(hù)過(guò)程中無(wú)需使用過(guò)多專(zhuān)用的維護(hù)工具。從計(jì)算機(jī)的配置到系統(tǒng)的配置，前端設(shè)備的配置都充分仔細(xì)地考慮了系統(tǒng)可靠性。并實(shí)施了相應(yīng)的認(rèn)證。我們?cè)谧龅较到y(tǒng)故障率最低的同時(shí)，也考慮到即使因?yàn)橐庀氩坏降脑蚨l(fā)生問(wèn)題時(shí)，保證數(shù)據(jù)的方便保存和快速恢復(fù)，并且保證緊急時(shí)能迅速地翻開(kāi)通道。整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)是在線(xiàn)式的，不會(huì)因?yàn)榫植吭O(shè)備的維護(hù)，而停頓所有設(shè)備的正常運(yùn)作。系統(tǒng)的先進(jìn)性；在保證穩(wěn)定性實(shí)用性和便捷性的前提下，門(mén)禁產(chǎn)品應(yīng)該具備一定的先進(jìn)性，以保證在今后的數(shù)年內(nèi)不會(huì)被淘汰，并且可以滿(mǎn)足門(mén)禁使用中的要求和需求[2]。1.4門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求出入口門(mén)禁控制系統(tǒng)采取以感應(yīng)卡來(lái)取代鑰匙開(kāi)門(mén)的方式。使用者用一張卡可以翻開(kāi)多把門(mén)鎖，對(duì)門(mén)鎖的開(kāi)啟也可以有一定的時(shí)間限制。如果卡喪失了，不必更換門(mén)鎖，只需將其從控制主機(jī)中注銷(xiāo)。對(duì)何人何時(shí)何地驚醒詳細(xì)跟蹤，以實(shí)現(xiàn)中心對(duì)出入口德24小時(shí)控制、監(jiān)視、及管理。系統(tǒng)將ID卡技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與電子門(mén)鎖有機(jī)結(jié)合，用ID卡替代鑰匙，配合計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化門(mén)禁控制和管理，有效的解決了傳統(tǒng)門(mén)鎖的使用繁瑣和無(wú)法信息記錄等缺乏，利用數(shù)據(jù)控制區(qū)采集的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理科為內(nèi)部人力資源的有效管理等帶來(lái)意想不到的效果[3]。電子鑰匙：授權(quán)后的ID卡即可當(dāng)做電子鑰匙，將此電子鑰匙感應(yīng)前一晃，控制器對(duì)該卡進(jìn)展身份驗(yàn)證，驗(yàn)證合法后即控制電子門(mén)鎖自動(dòng)翻開(kāi)。開(kāi)門(mén)權(quán)限：按門(mén)設(shè)置：可以根據(jù)持卡人身份權(quán)限設(shè)定有效開(kāi)門(mén)區(qū)域〔控制器號(hào)碼〕。系統(tǒng)可沒(méi)有最高權(quán)限卡，該卡可以翻開(kāi)系統(tǒng)轄區(qū)內(nèi)所有電子門(mén)鎖。自動(dòng)報(bào)警：非法使用卡或強(qiáng)行翻開(kāi)門(mén)鎖等非正常情況下系統(tǒng)會(huì)將自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄非常狀況的時(shí)間，門(mén)號(hào)、狀態(tài)等詳細(xì)信息，確保門(mén)鎖安全和時(shí)候查證。1.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求〔1〕讀卡功能〔2〕添加管理卡功能〔3〕增加、刪除用戶(hù)卡功能〔4〕更改管理卡〔5〕去除所有用戶(hù)卡〔6〕鍵盤(pán)控制管理卡操作〔7〕蜂鳴器實(shí)現(xiàn)刷卡、按鍵提示2門(mén)禁系統(tǒng)的方案論證2.1門(mén)禁系統(tǒng)的總體方案本系統(tǒng)由51系列單片機(jī)AT89C51、按鍵、蜂鳴器、T7122M-I讀卡等模塊構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)一張管理卡和多張用戶(hù)卡的功能：同時(shí)管理人員還可以通過(guò)按鍵更改管理卡，增加用戶(hù)卡，刪除用戶(hù)卡，清空所有用戶(hù)卡等，因?yàn)殚T(mén)禁刷卡控制刷卡距離隨著補(bǔ)償電容的改變而改變〔補(bǔ)償電容大約300PF〕，所以最大的刷卡距離約為5-12CM：對(duì)于非管理卡或用戶(hù)卡，本門(mén)禁控制器不與響應(yīng)：每個(gè)按鍵控制器都有相應(yīng)的提示音進(jìn)展操作。正常使用時(shí)，用戶(hù)持卡靠近讀卡天線(xiàn)，門(mén)禁控制器讀入卡號(hào)，并與存儲(chǔ)在內(nèi)部的卡號(hào)比擬，如果有一樣的卡號(hào)，說(shuō)明此卡合法，門(mén)禁機(jī)響以長(zhǎng)音，提示成功，如果讀卡失敗，而不響應(yīng)[4]?？傮w系統(tǒng)構(gòu)造圖如圖1。讀卡模塊讀卡模塊門(mén)禁控制器蜂鳴器接口電路下位PC機(jī)圖1門(mén)禁系統(tǒng)總體構(gòu)造框圖2.2門(mén)禁系統(tǒng)的各個(gè)方案論證2.2.1單片機(jī)控制芯片模塊方案一：PIC16C84單片機(jī)芯片。它是8位CMOSEEPROM微控制器。它有高性能的類(lèi)似于RISC的指令，共有35條單字節(jié)的指令，所有的指令除程序分支指令需要兩個(gè)指令周期外，都只需要一個(gè)指令周期。程序指令的寬度為14位，在芯片內(nèi)有1K*14的EEPROM程序存儲(chǔ)器。方案二：AT89C51芯片。它是一種低功耗、高性能CMOS位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程FLASH存儲(chǔ)器。易失性存儲(chǔ)與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程FLASH，使得AT89C51為嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提高靈活、超有效的解決方案[5]?；谝陨纤?，根據(jù)系統(tǒng)需要及所學(xué)知識(shí)本論文選方案二。2.2.2鍵盤(pán)控制模塊方案一：獨(dú)立式鍵盤(pán)，如圖2。它是利用單片機(jī)I/O口讀取的點(diǎn)評(píng)上下來(lái)判斷是否有鍵按下，這種方式的缺點(diǎn)是占用的I/O口數(shù)較多。且對(duì)鍵盤(pán)處理的時(shí)候涉及到了一個(gè)重要的過(guò)程，那就是鍵盤(pán)的抖動(dòng)問(wèn)題。圖2獨(dú)立式鍵盤(pán)方案二：基于串并轉(zhuǎn)換電路的鍵盤(pán)形式，如圖3。7SLS164是串并轉(zhuǎn)化芯片，它把SDA(P27)上的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為8位的并行數(shù)據(jù)，S1/S2/S3/S4/S5/S6/S7/S8作為鍵盤(pán)掃描線(xiàn)，P26位鍵盤(pán)數(shù)據(jù)回送線(xiàn)。鍵盤(pán)掃面時(shí)，從S1~S8一次輸出低電平，然后檢測(cè)P11〔回送線(xiàn)〕，如果P11〔回送線(xiàn)〕為高電平則表示無(wú)鍵閉合，如果P26〔回送線(xiàn)〕等于0，將S1~S8上的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理得到對(duì)應(yīng)的鍵值[6]。P25端口給出時(shí)鐘信號(hào)，P26端口〔回送線(xiàn)〕檢測(cè)是否有低電平，如果有低電平，檢測(cè)是哪個(gè)按鍵按下，送給單片機(jī)進(jìn)展相應(yīng)處理，采用基于串并轉(zhuǎn)換電路的鍵盤(pán)形式，不僅節(jié)約單片機(jī)的I/O端口的使用，而且具有去抖動(dòng)的功能。圖3基于串并轉(zhuǎn)換電路的鍵盤(pán)形式方案三：行掃描的鍵盤(pán)形式，如圖4。列線(xiàn)通過(guò)電阻接正電源，并將行線(xiàn)所接的單片機(jī)I/O口作為輸出端，而列線(xiàn)所接的I/O口作為輸出。當(dāng)鍵盤(pán)沒(méi)有按下時(shí)，則輸入線(xiàn)就會(huì)被拉低，這樣通過(guò)讀入輸入線(xiàn)的狀態(tài)就可以得知是否有鍵按下了。圖4行掃描的鍵盤(pán)形式基于以上所述，根據(jù)系統(tǒng)需要本次設(shè)計(jì)選擇方案二。3門(mén)禁系統(tǒng)的硬件局部3.1主控芯片局部1、原理圖以AT89C51處理器為核心控制外圍設(shè)備，當(dāng)T7122M讀卡模塊有檢測(cè)到卡，判斷是否管理卡或者用戶(hù)卡，如果是管理卡，通過(guò)按鍵1，鍵2，鍵3，鍵4，蜂鳴器發(fā)出不同數(shù)量的響聲，做出相應(yīng)的處理，如果是用戶(hù)卡，蜂鳴器響一聲，門(mén)開(kāi)。如果不是系統(tǒng)所識(shí)別的卡，單片機(jī)不做任何的回應(yīng)[7]。圖5主控局部原理圖3.2鍵盤(pán)控制局部采取串并轉(zhuǎn)化電路的鍵盤(pán)形式〔1〕原理圖圖6串并轉(zhuǎn)換電路的鍵盤(pán)形式〔2〕工作原理7SLS164是串并轉(zhuǎn)化芯片，它把SDA〔P27〕上的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為8位的并行數(shù)據(jù)，S1/S2/S3/S4/S5/S6/S7/S8作為鍵盤(pán)掃描線(xiàn)，P26為鍵盤(pán)數(shù)據(jù)回送線(xiàn)。鍵盤(pán)掃描時(shí)，從S1~S8一次輸出低電平，然后檢測(cè)P26(回送線(xiàn))，如果P26(回送線(xiàn))為高電平則表示無(wú)鍵閉合，如果P26〔回送線(xiàn)〕等于0，將SI~S8上的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理得到對(duì)應(yīng)的鍵值[8]?！?〕功能說(shuō)明KEY1：增加用戶(hù)卡KEY2：刪除用戶(hù)卡KEY3：刪除管理卡KEY4：去除所有用戶(hù)卡3.3蜂鳴器控制局部3.3.1、蜂鳴器原理圖如下所示：圖7蜂鳴器原理圖3.3.2、工作原理和功能說(shuō)明工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)P37來(lái)控制蜂鳴器的工作與關(guān)閉。當(dāng)P3.7=1時(shí)，PNP三極管關(guān)閉，蜂鳴器停頓工作。當(dāng)P3.7=0時(shí)，PNP三極管導(dǎo)通，蜂鳴器開(kāi)場(chǎng)工作。從而單片機(jī)值需要P3.7輸出0或1來(lái)控制鑒別蜂鳴器即可。功能說(shuō)明：〔1〕刷卡時(shí)蜂鳴器響一聲，說(shuō)明讀到用戶(hù)卡?！?〕刷卡時(shí)蜂鳴器響兩聲，說(shuō)明讀到管理卡。〔3〕相應(yīng)的按鍵時(shí)給予相應(yīng)的提示音。3.4關(guān)于AT89C51AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器〔FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory〕的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案[9]。3.4.1、管腳說(shuō)明P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)展校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。

P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。

P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1〞時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)展存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1〞時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)展讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)[10]。

P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1〞后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流〔ILL〕這是由于上拉的緣故。

P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

P3口管腳備選功能

P3.0RXD〔串行輸入口〕

P3.1TXD〔串行輸出口〕

P3.2/INT0〔外部中斷0〕

P3.3/INT1〔外部中斷1〕

P3.4T0〔記時(shí)器0外部輸入〕

P3.5T1〔記時(shí)器1外部輸入〕

P3.6/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通〕

P3.7/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通〕

P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想制止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE制止，置位無(wú)效。

/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源〔VPP〕。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出[11]。3.5T7122M-I工業(yè)級(jí)讀卡模塊3.5.1、T7122M-I的概述T7122M是非接觸式射頻ID卡專(zhuān)用讀卡模塊，采用先進(jìn)的射頻接收線(xiàn)路，嵌入Microchip微控制器，結(jié)合優(yōu)秀的解碼算法，對(duì)EM4100兼容式ID碼接收、校驗(yàn)、輸出。具有接收靈敏度高、工作電流小、單直流電源供電、高性?xún)r(jià)比等特點(diǎn)，適用于門(mén)禁、考勤、收費(fèi)、防盜、巡更等各種射頻識(shí)別應(yīng)用領(lǐng)域。生產(chǎn)中對(duì)于關(guān)鍵元器件如射頻IC、振蕩回路的電容、天線(xiàn)線(xiàn)圈等100％經(jīng)過(guò)儀器測(cè)試，保證元器件的參數(shù)符合要求。天線(xiàn)線(xiàn)圈設(shè)計(jì)并非單一考慮讀卡距離，而是綜合考慮以下各種因素：當(dāng)振蕩回路諧振頻率變化時(shí)，讀卡距離受影響盡可能??；天線(xiàn)線(xiàn)圈中流過(guò)的電流不能太大，防止振蕩電流元件超負(fù)荷運(yùn)行；等待?？傊?，本讀卡模塊首先保證可靠性，再盡可能地增大讀卡距離。經(jīng)測(cè)試，本模塊讀同一張卡5萬(wàn)次不出錯(cuò)。實(shí)際應(yīng)用中，讀卡線(xiàn)圈幾乎無(wú)法防止外圍金屬的影響〔如金屬外殼、PCB板等影響〕，從而導(dǎo)致線(xiàn)圈電感量發(fā)生河大的變化，破壞電容和電感的諧振頻率。在T7122M采用自動(dòng)調(diào)整頻率的方法來(lái)盡量接近諧振的頻率，但是頻改變?nèi)钥蓪?dǎo)致讀卡距離變短。因此，在T7122M-I中不再采用自動(dòng)頻率調(diào)整電路，而采用外加補(bǔ)償電容來(lái)補(bǔ)償線(xiàn)圈電感量減小。在不同的機(jī)型中，因外殼、線(xiàn)圈窗口、周?chē)碾娐钒宓牟牧?、位置、形狀各不一樣，所以?duì)天線(xiàn)線(xiàn)圈的影響也不一樣[12]。3.5.2、應(yīng)用電路簡(jiǎn)圖圖8同步串行輸出應(yīng)用簡(jiǎn)圖3.5.3、數(shù)據(jù)輸出格式和輸出波形共輸出48bits，即6個(gè)字節(jié)。第一字節(jié)為ID卡識(shí)別碼，第二至第五字節(jié)為卡號(hào)，最后一個(gè)字節(jié)為前五個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)。校驗(yàn)和運(yùn)算變量類(lèi)型為BYTE類(lèi)型，運(yùn)算過(guò)程進(jìn)位被丟棄。低位先輸出。輸出波特率均為9600Bits/S。圖9同步串行輸出波形3.5.4、功能說(shuō)明〔1〕通過(guò)讀卡天線(xiàn)，刷卡時(shí)讀取ID卡卡號(hào)?！?〕通過(guò)SO腳把卡號(hào)傳到單片機(jī)芯片管教上?！?〕通過(guò)CP腳傳送低電平說(shuō)明有卡刷到。4門(mén)禁系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)流程圖程序循環(huán)中主要工作為判斷是否有卡刷，假設(shè)有刷卡則判斷是什么卡，然后進(jìn)展相應(yīng)的處理。單機(jī)門(mén)禁系統(tǒng)屬于智能弱電系統(tǒng)中的一種安防系統(tǒng)。它作為一種新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，通過(guò)在建筑物內(nèi)的主要出入口、電梯廳、設(shè)備控制中心機(jī)房、貴重物品的庫(kù)房等重要部門(mén)的通道口安裝檢測(cè)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由控制機(jī)構(gòu)在中央控制室中完成對(duì)各通道口的通行對(duì)象及通行時(shí)間等進(jìn)展實(shí)時(shí)控制或設(shè)定程序控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的控制[13]。門(mén)禁系統(tǒng)的總流程圖10：開(kāi)始開(kāi)始定義堆棧區(qū)AT89C51定時(shí)器0、中斷初始化是否刷卡是否有管理卡添加該卡為管理卡，蜂鳴器響兩聲蜂鳴器響三下管理卡功能子程序是否是用戶(hù)蜂鳴器響一聲圖10門(mén)禁系統(tǒng)的總流程圖管理卡功能子程序流程圖如圖11是否有卡刷是否有卡刷蜂鳴器響一聲，定時(shí)器T0啟動(dòng)是否有按鍵蜂鳴器響一聲，添加用戶(hù)卡蜂鳴器響二聲，刪除用戶(hù)卡蜂鳴器響三聲，刪除管理卡蜂鳴器響四聲，清楚所有用戶(hù)定時(shí)5秒是否到返回鍵1鍵2鍵3鍵4圖11管理卡功能子程序流程圖4.2系統(tǒng)的硬件調(diào)試完成了硬件的設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后，要是系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)正常運(yùn)行，必須進(jìn)展硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝性故障?！?〕脫機(jī)檢查。按照電路原理圖用萬(wàn)用表逐步檢測(cè)電路板中所有器件的各引腳，尤其是電源的鏈接是否正確；檢查各開(kāi)關(guān)按鍵是否能正常工作；為了保護(hù)芯片，應(yīng)先對(duì)各IC座〔尤其是電源端〕電位進(jìn)展檢查，確定其無(wú)誤后再插入芯片檢查。〔2〕聯(lián)機(jī)調(diào)試。暫時(shí)拔掉AT89C51芯片，將仿真器插頭插入AT89C51的芯片插座進(jìn)展調(diào)試，檢驗(yàn)鍵盤(pán)電路是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求?？梢酝ㄟ^(guò)一些簡(jiǎn)單的測(cè)試軟件來(lái)查看接口工作是否正常。例如，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)能用按鍵控制蜂鳴器聲響檢測(cè)鍵盤(pán)電路的好壞。如果運(yùn)行測(cè)試結(jié)果與預(yù)期不符，很容易根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障原因并采取針對(duì)性措施排除故障[14]。4.3軟件調(diào)試軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開(kāi)發(fā)工具進(jìn)展在線(xiàn)仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯(cuò)誤，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)硬件故障。程序的調(diào)試應(yīng)一個(gè)模塊一個(gè)模塊地進(jìn)展，首先單獨(dú)調(diào)試各功能子程序，檢驗(yàn)程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常等；最后初步將各子程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)與恢復(fù)。調(diào)試的根本步驟如下：〔1〕編寫(xiě)蜂鳴器程序，調(diào)試蜂鳴器是否會(huì)響?！?〕編寫(xiě)簡(jiǎn)單程序調(diào)試刷卡時(shí)是讀卡模塊是否有讀入?！?〕編寫(xiě)鍵盤(pán)控制程序，調(diào)試是否有鍵盤(pán)按下及其按鍵值?！?〕編寫(xiě)添加、刪除用戶(hù)卡程序，調(diào)試是否能實(shí)現(xiàn)?！?〕編寫(xiě)更改管理卡，去除所有用戶(hù)卡程序，調(diào)試是否能實(shí)現(xiàn)。〔6〕總體調(diào)試，看能否實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)一張管理卡，多張用戶(hù)卡。通過(guò)按鍵能否實(shí)現(xiàn)添加、刪除用戶(hù)卡，更改管理卡，去除所有用戶(hù)卡等設(shè)計(jì)要求。4.4軟、硬件設(shè)計(jì)本卷須知〔1〕讀卡模塊T7122M-I外部電源接觸不良或者嚴(yán)重的電磁干擾，則有可能偶然使讀卡模塊內(nèi)部軟件跑飛?！?〕天線(xiàn)周?chē)绻薪饘俅嬖?，則工作頻率將受影響，讀卡距離也受影響，嚴(yán)重時(shí)讀卡反響遲鈍，甚至不能讀卡。防止的方法是所有的金屬材料盡量離開(kāi)天線(xiàn)線(xiàn)圈，特別是天線(xiàn)前面不能有金屬封板。金屬封板會(huì)屏蔽電磁波，致使打卡完全失效。天線(xiàn)后面如果有金屬封板，則應(yīng)該離開(kāi)天線(xiàn)線(xiàn)圈至少3厘米以上。〔3〕讀卡模塊與模板注意是否有共到。〔4〕如果使用的電源性能不良，將引起電壓不穩(wěn)，紋波太大，對(duì)讀卡距離產(chǎn)生影響?！?〕外界的電磁雜波也會(huì)對(duì)讀卡產(chǎn)生干擾[15]。結(jié)論本論文關(guān)于門(mén)禁控制器用于鑒別刷卡人員，管理人員出入。功能可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)一張管理卡、多張用戶(hù)卡。AT89C51控制外圍設(shè)備，T7122M工業(yè)級(jí)讀卡模塊識(shí)別管理卡或者用戶(hù)卡，單片機(jī)給出信號(hào)，外圍設(shè)備做出響應(yīng)，通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)可以進(jìn)展各種卡管理操作，如更改管理卡、增加單個(gè)用戶(hù)卡、刪除單個(gè)用戶(hù)卡，清空所有用戶(hù)卡等。鍵盤(pán)控制局部，采用采取串并轉(zhuǎn)化電路的鍵盤(pán)形式，這樣的鍵盤(pán)形式具有去抖動(dòng)，節(jié)約I/O端口資源的優(yōu)勢(shì)。附錄系統(tǒng)程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitcp=p1^0;sbitsck=p1^1;sbitso=p1^2;sbitbeep=p3^7;sbitKD_KEY=p2^6;sbitKEY_SDA=p2^7;sbitKEY_CLK=p2^5;unsignedcharchcardno[10][5]={0};unsignedcharcardok;unsignedcharj=0;unsignedcharcount;unsignedchara;unsignedcharcardno[5]={0};unsignedcharkey_value;unsignedcharb=1;//--------------毫秒延時(shí)子程序--------------Voiddelay2(unsignedcharms){unsignedchariWhile(ms--){For(i=0;i＜120;i++);}}//--------------蜂鳴器--------------unsignedcharfeid(void){Beep=0;Led5=0;Delay2(250);Beep=1;Led5=1;Delay2(250);}Voidsend(unsignedchara)//判斷是不是有鍵按下{unsignedcharI;for(i=0;i<8;i++){If(_crol_(a,i)&8x80)KEY_SDA=0;KEY_CLK=0;KEY_CLK=1;}}unsignedcharkey(void)//判斷是第幾鍵按下{unsignedcharbuffer,display_bit,I;buffer=0xff;//賦初值為0xffdelay2(250);//延時(shí)去抖動(dòng)display_bit=0xfe;//掃描鍵盤(pán)for(i=0;i<8;i++){send〔display_bit);if(!KD_KEY)//是此鍵按下嗎{buffer=display_bit;//是，則保存其鍵值return(i);break;//退出}Display_bit=_crol_(display_bit,1);//檢測(cè)下一鍵}}//-----------同步串行口接收一字節(jié)--------Unsignedcharrxlbyte(){chari;charrxdata;for(i=9;--i;){Rxdata<<=1;While(sck==0)//等待始終上升沿Continue;If(so==1)//讀數(shù)據(jù)++rxdata;While(sck==1)Continue;}Returnrxdata;}//-----同步串行口接收---unsignedcharrx(void){chari;if〔cp==1〕//檢測(cè)cp腳是否出現(xiàn)低電平return;EA=0;//屏蔽中斷for(i=25;--i;)//保證cp的寬度大于時(shí)鐘寬度{if(sck==0){EA=1;Return;}}While(sck==1)//等待時(shí)鐘線(xiàn)出現(xiàn)低電平Continue;cardno[0]=rxlbyte();//讀第一個(gè)字節(jié)cardno[1]=rxlbyte();//讀第二個(gè)字節(jié)cardno[2]=rxlbyte();cardno[3]=rxlbyte();cardno[4]=rxlbyte();cardno[5]=rxlbyte();//讀第六個(gè)字節(jié)while(cp==0)continue;EA=1;//讀卡完畢，校驗(yàn)卡號(hào)i=cardno[0]+cardno[1]+cardno[2]+cardno[3]+cardno[4];if(i=cardno[5]){Cardok=1;}}//-------------管理卡程序-------------Unsignedcharzjz(void){chari=0;While(1){rx()PO=0XFF;if(cardok==1)//判斷是否有刷卡{cardok=0;if(chcardno[0][5];//設(shè)計(jì)為管理卡{feid();feid();chcardno[0][5]=cardno[5];//設(shè)計(jì)為管理卡}else{if(chardno[0][5]==cardno[5])//判斷是否是管理卡{feid();feid();feid();delay2(250);while(1){rx();if(card==1)//判斷是否有刷卡{feid();cardok=0;TR0=1；//起動(dòng)定時(shí)器0Count=0;Break;}}}else{for(a=1;a<=b;a++)(If(chcardno[a][5]==cardno[5])//判斷是否是用戶(hù){feid();break;}}}}}}}//----------------定時(shí)器子程序-------------Voidtimerl(void)interrupt3{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65526-50000)%256;Count++;key_vlue=key();switch(key_value){