單片機(jī)；智能門(mén)鎖；IC卡；指紋識(shí)別

PAGEPAGEI哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I-摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的智能電子設(shè)備進(jìn)入到我們的生活中，改變著我們的生后方式。在我們生活中常常因?yàn)橥泿ц€匙而煩惱，同時(shí)傳統(tǒng)的門(mén)鎖在遭受到外力破壞后也很容易被打開(kāi)，這就給我們的生活帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)，因此，針對(duì)小區(qū)安全的安全防護(hù)，智能門(mén)鎖應(yīng)運(yùn)而生，智能門(mén)鎖可以針對(duì)性的識(shí)別用戶信息，并為指定的用戶開(kāi)鎖，同時(shí)門(mén)鎖沒(méi)有外漏的鎖芯等裝置，無(wú)法用暴力打開(kāi)，智能門(mén)鎖的開(kāi)鎖方式可以使用射頻卡等，極大的方便了用戶開(kāi)鎖。針對(duì)目前的門(mén)鎖問(wèn)題設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的智能門(mén)鎖系統(tǒng)，系統(tǒng)采用讀卡器對(duì)用戶的射頻卡進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)用戶攜帶射頻卡刷讀卡器時(shí)，射頻卡的信息會(huì)被讀取出來(lái)發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)在針對(duì)用戶的信息進(jìn)行識(shí)別，如果信息正確則打開(kāi)對(duì)應(yīng)的門(mén)鎖，否則門(mén)鎖發(fā)出警告，如果用戶忘記帶射頻卡，則可以通過(guò)指紋識(shí)別模塊來(lái)進(jìn)行指紋識(shí)別，如果指紋正確，門(mén)鎖打開(kāi)。同時(shí)系統(tǒng)還預(yù)留按鍵，可以通過(guò)輸入密碼來(lái)打開(kāi)門(mén)鎖，通過(guò)液晶模塊，用戶可以了解門(mén)鎖系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)軟硬件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)智能門(mén)鎖的功能。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能門(mén)鎖；IC卡；指紋識(shí)別AbstractWiththedevelopmentofnationaleconomyandtheaccelerationofeconomICglobalization,moreandmoreelectronICdevICescomeintoourlife.ThesedevICesbringconveniencetoourlife,helppeopleimprovethequalityoflife,andthecommunityweliveinisgraduallybecomingintelligent.ManydevICeshavereplacedthetraditionaldevICes,suchasintelligentaccesscontrol,anditsemergencehasreplacedthetransmissionTheunifiedkeyanddoorlockenablepeopletoopenthedoorwithoutthekey,anddon'tworryaboutthelossofmoneywhenthedoorlockispried.Intelligentaccesscontrolsystemisacomprehensivemulti-disciplinaryhigh-techtechnologycollection,whIChinvolvesmanynewtechnICalfieldssuchaselectronICs,machinery,optICs,computertechnology,communICationtechnology,BiostatistICs,etc.Intheintelligentcommunity,theintelligentaccesscontrolisthefirstgatewaytoprotectthesocialorderandpublICsecurityofthecommunity.Therefore,accordingtothecurrentsituationoftheaccesscontrolinfrontofthedoor,anintelligentaccesscontrolsystemisdesigned,whIChcombinesthedoorcontrolsystemandembeddedtechnologytorealizetheintelligentaccesscontrolsystemoftheintelligentcommunity.Thesystemisbasedonsingle-chipmICrocomputer,andusesthefront-endcardreaderandRFcardtoidentifythehouseholdinformation.Iftheinformationmeetstherequirements,theaccesscontrolwillbeopened.Otherwise,thealarmwillbeprompted.TheLCDpartwilldisplaythesysteminformation,includingkeyinformationandpromptinformation.IfyouforgettobringtheRFcard,youcanidentifyitbyfingerprint,determinetheuser'sinformationbyfingerprintcomparison,andcontrolthedoorbyrelayOpeningandclosing:whentheidentifiedinformationconformstothecommunityuserinformation,openthecelldoorofthecommunitythroughtherelay;otherwise,alarmthroughthealarm;ifitisavisitor,youcandialthecorrespondinguser'sphonebypressingthekey,orunlocktheaccessbyenteringthepassword.InstallingintelligentaccesscontrolforthesmallareacaneffectivelyprotectthepersonalandpropertysecurityofthecommunityresidentsandimprovethecommunitySafetyfactorof.Keywords：MCU;intelligentaccesscontrol;RFcard;fingerprintidentifICation目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1課題背景及意義 11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 21.3課題的設(shè)計(jì)目標(biāo) 21.4課題研究的主要內(nèi)容 3第2章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案論證 42.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 42.2主控芯片的選擇 52.3識(shí)別模塊的選擇 62.3.1讀卡器的選擇 62.3.2指紋模塊的選擇 62.4顯示模塊的選擇 72.5信息存儲(chǔ)模塊的選擇 82.6按鍵模塊的選擇 92.7系統(tǒng)電源模塊的選擇 10本章小結(jié) 10第3章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 123.1單片機(jī)電路設(shè)計(jì) 123.2讀卡器電路設(shè)計(jì) 133.3指紋檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 143.4顯示電路設(shè)計(jì) 143.5信息存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) 153.6控制電路設(shè)計(jì) 163.7報(bào)警電路設(shè)計(jì) 173.8按鍵電路設(shè)計(jì) 173.9電源電路設(shè)計(jì) 18本章小結(jié) 19第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 204.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 204.2信息識(shí)別子程序設(shè)計(jì) 214.3顯示子程序設(shè)計(jì) 224.4按鍵子程序設(shè)計(jì) 234.5驅(qū)動(dòng)子程序設(shè)計(jì) 24本章小結(jié) 25第5章系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試 265.1硬件調(diào)試 265.2軟件調(diào)試 27本章小結(jié) 28結(jié)論 29致謝 30參考文獻(xiàn) 31附錄一電路圖 32附錄二部分程序代碼 33第1章緒論1.1課題背景及意義隨著技術(shù)的發(fā)展，智能家居概念在我們的生活中屢見(jiàn)不鮮，同時(shí)智能家居技術(shù)也為我們的生活帶來(lái)了便利，同時(shí)也改變了我們的生活方式，越來(lái)越多的智慧社區(qū)出現(xiàn)在我們的生活中，也為我們帶來(lái)了更多的方便，可以感受到信息時(shí)代帶給我們的改變，隨著智能家居的發(fā)展，安防行業(yè)也與智能家居行業(yè)結(jié)合，讓我們的生活變得更安全，其中與我們生活息息相關(guān)的產(chǎn)品就包括智能門(mén)鎖，傳統(tǒng)的門(mén)鎖控制方式簡(jiǎn)單，破解難度低，依靠這種門(mén)鎖已經(jīng)不能夠得到足夠的安全性，因此，結(jié)合了嵌入式技術(shù)的智能門(mén)鎖系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生了。門(mén)鎖系統(tǒng)說(shuō)我們生活中不可或缺的裝置，將門(mén)鎖升級(jí)為智能門(mén)鎖可以提高我們財(cái)產(chǎn)和生活的安全性，傳統(tǒng)的門(mén)鎖系統(tǒng)知識(shí)單純的依靠機(jī)械裝置來(lái)，雖然一些機(jī)械鎖設(shè)計(jì)的很巧妙，材料也是使用的復(fù)合材料，但是人們總能夠通過(guò)各種暴力手段將門(mén)鎖打開(kāi)，同時(shí)，在一些人多的公共區(qū)域，需要沒(méi)人都配有鑰匙，這樣很不方便管理，如果鑰匙丟失更是存在安全隱患，因此，為了解決這些問(wèn)題，就出現(xiàn)了智能門(mén)鎖，這種門(mén)鎖在一定程度上提高了安全性和便利性，人們不用再使用鑰匙，省去了帶大量鑰匙的不便，同樣的，智能門(mén)鎖是我們生活中常見(jiàn)的安全防范手段，它能夠?qū)ψ≌戎匾獔?chǎng)所進(jìn)行管理，保障用戶的人身及財(cái)產(chǎn)的安全，減少或者防止一些違法活動(dòng)的發(fā)生，通過(guò)智能門(mén)鎖系統(tǒng)還可以對(duì)住戶的出入進(jìn)行記錄，方便對(duì)用戶的管理。智能門(mén)鎖是在傳統(tǒng)的機(jī)械鎖的基礎(chǔ)上演化而來(lái)的，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖只是單純的機(jī)械裝置，很容易發(fā)生故障，且容易被外力打開(kāi)，安全性較差，且無(wú)論多堅(jiān)固，一旦鑰匙丟失就會(huì)引起安全問(wèn)題，任何人都能夠打開(kāi)門(mén)鎖，隨著人們需求的提高，出現(xiàn)了電子門(mén)鎖，磁卡鎖等電子門(mén)鎖系統(tǒng)，抬高了對(duì)人員進(jìn)出的管理，并且，隨著電子器件的高集成度和生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了更先進(jìn)的智能門(mén)鎖，智能門(mén)鎖系統(tǒng)發(fā)展完善是現(xiàn)代科技與人類(lèi)文明相結(jié)合并逐步完善的過(guò)程。而門(mén)鎖系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能和方便、安全的操作為人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。同時(shí)與生物識(shí)別技術(shù)相結(jié)合的門(mén)鎖系統(tǒng)也是一種新興的門(mén)鎖系統(tǒng)，通過(guò)各種生物特征采集傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特征和行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份認(rèn)證技術(shù)，目前射頻門(mén)鎖系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外門(mén)鎖系統(tǒng)發(fā)展較早，并且門(mén)鎖系統(tǒng)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)同時(shí)發(fā)展并進(jìn)行結(jié)合，國(guó)外的門(mén)鎖廠家有休斯（HID）、西屋（WSE）、洛泰克（NTK），以色列的DDS、英國(guó)的集寶等品牌。這些門(mén)鎖都是結(jié)合了自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，門(mén)卡是內(nèi)置了集成芯片的識(shí)別卡，由集成電路組成，并封裝在卡片內(nèi)，而第一張門(mén)鎖卡是由法國(guó)的羅蘭·莫雷諾在1974年設(shè)計(jì)出來(lái)的。并隨著集成芯片技術(shù)的發(fā)展，芯片的集成度，容量，安全性都得到了很大的提高，同時(shí)隨著存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，使得門(mén)禁卡的設(shè)計(jì)和應(yīng)用逐漸的劍入道人們的視野，目前一些歐美廠家的門(mén)禁鎖技術(shù)正逐漸的進(jìn)入成熟階段，例如美國(guó)的HID公司、h1-dala公司、德國(guó)的Destele公司，還有一些生產(chǎn)讀卡器的廠家，如美國(guó)的NorthernComputer公司、CSI公司。隨著技術(shù)的成熟，越來(lái)越多的人們使用智能密碼鎖。我國(guó)的電子門(mén)鎖系統(tǒng)在90年代開(kāi)始使用，并且隨著非接觸式讀寫(xiě)技術(shù)、射頻卡技術(shù)及通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，將射頻識(shí)別技術(shù)和傳統(tǒng)門(mén)鎖結(jié)合起來(lái)，解決了無(wú)源和免接觸這一難題，是卡應(yīng)用領(lǐng)域的一大突破。隨著國(guó)內(nèi)‘金卡工程’各類(lèi)項(xiàng)目的深入開(kāi)展，射頻卡技術(shù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的大部分領(lǐng)域得到了應(yīng)用。國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)近幾年的市場(chǎng)準(zhǔn)備，以及系統(tǒng)集成技術(shù)的不斷完善，非接觸式射頻卡已經(jīng)得到了行業(yè)人士以及相當(dāng)-部分用戶的認(rèn)同。非接觸式射頻卡應(yīng)用快捷、靈活，易于保管，可靠性高的眾多方面贏得了國(guó)內(nèi)人士的信心，可以預(yù)測(cè)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，非接觸式射頻卡會(huì)在更大范圍的加以推廣應(yīng)用。1.3課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的安全意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，同時(shí)對(duì)一些設(shè)備的需求也越來(lái)越大，傳統(tǒng)的門(mén)鎖已經(jīng)不能滿足這個(gè)科技時(shí)代和人員管理的需求，特別是在一些住戶比較多的小區(qū)，一個(gè)單元樓內(nèi)可能住著大量人員，流動(dòng)性也比較大，同時(shí)還有一些外來(lái)快遞人員，廣告人員的進(jìn)入，導(dǎo)致小區(qū)的治安很不穩(wěn)定，如果要保證每個(gè)住戶的安全就需要使用智能門(mén)鎖系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以很大程度上的減少外來(lái)人員對(duì)其他用戶的打擾，同時(shí)也增強(qiáng)了用戶的安全性。目前市場(chǎng)上的很多門(mén)鎖使用的是單一的方式，按鍵解鎖等，這種方式靈活性差，安裝成本高，因此需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，提高系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性，如果將鑰匙或者密碼換成射頻卡的形式，可以提高便利性，防止了不法分子利用外力破壞門(mén)鎖等行為，通過(guò)特定的權(quán)限來(lái)打開(kāi)門(mén)鎖，通過(guò)射頻卡授權(quán)對(duì)應(yīng)的門(mén)鎖，且所有的解鎖記錄都會(huì)被錄入到電腦中，便于針對(duì)具體事情的發(fā)生時(shí)間進(jìn)行查詢，落實(shí)責(zé)任。同時(shí)智能門(mén)鎖還可以將未經(jīng)許可進(jìn)入到小區(qū)內(nèi)的人員拒之門(mén)外，保證小區(qū)的秩序。同時(shí)為了方便用戶，系統(tǒng)還保留了按鍵和指紋識(shí)別，即使在射頻卡丟失的情況下，也可以先將射頻卡掛失，然后通過(guò)密碼和指紋來(lái)打開(kāi)門(mén)鎖，提高了系統(tǒng)的靈活性，為住戶提供多種選擇，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了智能小區(qū)的智能門(mén)鎖系統(tǒng)，可以大大提高小區(qū)的安全性，為住戶提供便利，解決了傳統(tǒng)門(mén)鎖的低操作性，為廣大用戶帶來(lái)新的生活方式。1.4課題研究的主要內(nèi)容門(mén)鎖系統(tǒng)采用AT89C51微控制器作為系統(tǒng)的核心，在外圍增加按鍵電路、蜂鳴器電路、讀卡器電路、繼電器電路、指紋識(shí)別電路以及LCD1602顯示電路等。門(mén)鎖系統(tǒng)主要由CPU、電源指示、開(kāi)鎖指示電路、振蕩電路、蜂鳴器電路、設(shè)置按鍵電路、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、FM1208讀卡模塊、LCD顯示模塊等組成。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到射頻卡時(shí)，通過(guò)對(duì)射頻卡的序列號(hào)進(jìn)行識(shí)別，如果射頻卡符合要求，則進(jìn)行解鎖操作，否則發(fā)出報(bào)警提醒用戶射頻卡錯(cuò)誤。單片機(jī)控制繼電器和門(mén)鎖系統(tǒng)。指紋模塊可以對(duì)指紋進(jìn)行識(shí)別，按鍵電路可以輸入密碼或者撥號(hào)，同時(shí)顯示電路顯示系統(tǒng)的信息，包括按下鍵盤(pán)時(shí)所代表的數(shù)字符號(hào)，指紋或者射頻卡解鎖時(shí)，顯示正確，輸入錯(cuò)誤時(shí)顯示錯(cuò)誤等，本課題基本內(nèi)容概括為以下幾點(diǎn)：1.設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍電路的控制；2.采用射頻卡和讀卡器模塊、指紋識(shí)別模塊進(jìn)行身份識(shí)別；3.設(shè)計(jì)按鍵電路和報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)密碼解鎖和錯(cuò)誤報(bào)警；4.通過(guò)單片機(jī)控制繼電器，繼電器控制門(mén)鎖；5.液晶顯示系統(tǒng)信息和提示。第2章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與方案論證本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與論證主要針對(duì)基于單片機(jī)的智能門(mén)鎖系統(tǒng)所使用的器件和模塊進(jìn)行選型，通過(guò)方案論正的方式選出適合課題的器件和模塊，包括主控芯片的選擇，射頻模塊、指紋模塊的選擇，外圍的功能電路等幾個(gè)主要器件、模塊的方案論證。2.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)目前門(mén)鎖的研究現(xiàn)狀和存在的一些安全隱患問(wèn)題，進(jìn)行基于單片機(jī)的智能門(mén)鎖系統(tǒng)的總體方案研究。由系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖可知，框圖的左側(cè)為系統(tǒng)的信號(hào)輸入，整個(gè)輸入端的電路包括讀卡器、指紋電路以及按鍵電路。系統(tǒng)中，射頻卡的信號(hào)通過(guò)讀卡器進(jìn)行處理，讀卡器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的識(shí)別，指紋模塊同樣對(duì)指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)。這兩個(gè)模塊是系統(tǒng)的前端采集模塊，通過(guò)采集射頻的信息和指紋信息來(lái)識(shí)別用戶?？驁D的右側(cè)是系統(tǒng)信號(hào)的輸出端，包括報(bào)警電路、顯示電路、繼電器電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，報(bào)警電路執(zhí)行報(bào)警，當(dāng)用戶輸入錯(cuò)誤密碼時(shí)會(huì)發(fā)出提示報(bào)警音，顯示電路顯示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，繼電器控制門(mén)鎖，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路可以保存用戶的設(shè)置信息，通過(guò)系統(tǒng)的輸入輸出電路和單片機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)智能門(mén)鎖的全部功能，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。圖2-1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖通過(guò)各個(gè)模塊的組合和控制使系統(tǒng)完成對(duì)用戶信息的識(shí)別和數(shù)據(jù)的處理，達(dá)到自動(dòng)進(jìn)行信息篩選和控制門(mén)鎖的目的，保證小區(qū)內(nèi)住戶的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全，系統(tǒng)的控制部分是單片機(jī)的最小系統(tǒng)，它在系統(tǒng)中用來(lái)處理數(shù)據(jù)和發(fā)送控制指令，其次是數(shù)據(jù)采集模塊，讀卡器和指紋模塊，用戶如果選擇刷射頻卡，則需要將射頻卡靠近讀卡器，讀卡器根據(jù)射頻信號(hào)來(lái)進(jìn)行識(shí)別，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)將信息與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，如果能夠?qū)?yīng)上則開(kāi)鎖，否則發(fā)出報(bào)警，同樣的指紋模塊是對(duì)用戶的指紋進(jìn)行采集，并將指紋信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息，單片機(jī)對(duì)信息進(jìn)行比對(duì)，如果能夠?qū)?yīng)上，則解鎖，否則報(bào)警。按鍵電路可以進(jìn)行密碼的輸入或者進(jìn)行撥號(hào)，如果密碼正確則解鎖，否則報(bào)警，三種解鎖方式可以滿足用戶的日常需求，及時(shí)是在忘記帶射頻卡的情況下依然能夠通過(guò)個(gè)人的數(shù)據(jù)打開(kāi)門(mén)禁，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存用戶的信息，外來(lái)人員無(wú)法破解數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，保證了信息的安全性，用戶的信息都會(huì)存儲(chǔ)在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，永遠(yuǎn)不會(huì)丟失。通過(guò)各個(gè)模塊的組合，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)智能門(mén)鎖的功能。2.2主控芯片的選擇方案一：采用PCI單片機(jī)，它是8位單片機(jī)，處理能強(qiáng)，功耗低，通過(guò)匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程，可以通過(guò)內(nèi)部的寄存器控制外圍電路，然后在經(jīng)過(guò)程序的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和控制指令的輸出，有點(diǎn)是處理能力強(qiáng)，但是編程較麻煩。方案二：采用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片，它是常用的8位單片機(jī)，內(nèi)部有256K的存儲(chǔ)空間，可以滿足小系統(tǒng)的程序需求，同時(shí)它還有40個(gè)IO口可以使用，雖然沒(méi)有內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換，但可以通過(guò)外部的傳感器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換功能，而且它的數(shù)據(jù)IO口的能力也很強(qiáng)，可以滿足大部分中低端設(shè)備的要求。方案三：采用ATmega28單片機(jī)，它的內(nèi)部資源豐富，運(yùn)行速度快，可以選擇采用固件庫(kù)開(kāi)發(fā)，不必接觸底層寄存器，內(nèi)部有很多資源，可以使用外部的硬件資源，也可以使用內(nèi)部的資源，增加了選擇性，作為16位單片機(jī)，它的主頻也得到了很大的提高，運(yùn)行速度更快，價(jià)格也十分合適。通過(guò)方案論證和智能小區(qū)安防系統(tǒng)的需求，我們選擇AT89C51芯片做為系統(tǒng)的主控芯片。1.單片機(jī)特性：?jiǎn)纹瑱C(jī)的存儲(chǔ)空間有4K大小，通過(guò)PC機(jī)的上位機(jī)軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)內(nèi)的程序的下載，擦除等，且功耗低，采用5V供電，是比較常見(jiàn)，適用場(chǎng)所比較多的8為單片機(jī)。不同作用的功能電路被集成在8位的CPU內(nèi)部，而且內(nèi)部還帶有存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器被嵌入到芯片中。AT89C51是效率很高的8位的微型控制器。AT89C51的性價(jià)比較高，適合嵌入式系統(tǒng)，2.性能簡(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)部有通用的51內(nèi)核，4KB的FLASH存儲(chǔ)器，可以反復(fù)擦寫(xiě)程序次數(shù)達(dá)1000次，內(nèi)部數(shù)據(jù)可長(zhǎng)時(shí)間保留。標(biāo)準(zhǔn)的工作電壓：4.0-5.5V之間均可以。完全的靜態(tài)穩(wěn)定工作的頻率范圍：0HZ-33MHz。內(nèi)部有128×8B的RAM，4×8個(gè)I/O口，T0和T1兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，而且內(nèi)部還帶有5個(gè)中斷。單片機(jī)在不工作時(shí)處于低功耗的待機(jī)狀態(tài)，工作狀態(tài)后根據(jù)IO口的工作狀態(tài)來(lái)計(jì)算功耗。3.IO定義：VCC：系統(tǒng)電源；GND：工作地；I/O口：?jiǎn)纹瑱C(jī)一共有4組IO口包括P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，P2.0～P2.7，P3.0～P3.7；RST：復(fù)位引腳。ALE/PROG：鎖存端；PSEN：可與EEPROM芯片連接；EA/VDD：控制端；X1X2：外部晶振輸入輸出。2.3識(shí)別模塊的選擇2.3.1讀卡器的選擇方案一是使用接觸式IC卡，接觸式IC卡需要與卡槽等讀卡設(shè)備接觸才可讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，而且接觸式IC卡芯片封裝在PVC料卡片中，芯片外露，所以抗干擾能力差，容易損壞，且易被復(fù)制。方案二是使用非接觸式IC卡，而非接觸式IC卡芯片封裝在PVC料中，通過(guò)卡中芯片無(wú)線電波可遠(yuǎn)距離與讀卡設(shè)備進(jìn)行感應(yīng)即可讀取數(shù)據(jù)。IC卡只要距離讀卡器-定距離內(nèi)，讀卡器就可以讀取卡內(nèi)數(shù)據(jù)。雖然刷卡距離隨著補(bǔ)償電容的改變而改變，不過(guò)最大的刷卡距離有5至12CM。

相比來(lái)說(shuō)，非接觸式IC卡保密性好，安全性能高，儲(chǔ)存量大，傳遞速度快，同時(shí)便于攜帶并且抗干擾能力強(qiáng)。和接觸式IC卡相比，前者比較牢固不易被損壞、能適應(yīng)惡劣的環(huán)境，可靠性很高，所以市面上普遍使用這種卡。根據(jù)上面的分析，最終選擇目前被廣泛應(yīng)用的，而且成本不高可靠性好的IC卡，也就是市面上較多的MIFARES50卡，讀卡器采用FM1208。2.3.2指紋模塊的選擇方案一：采用超聲波指紋指紋模塊。以超聲波來(lái)測(cè)量的工具是目前市場(chǎng)上的前沿科技，超聲波指紋識(shí)別的模塊具有體積小，功耗低，集成快捷方便，外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。目前主流的手機(jī)指紋識(shí)別的市場(chǎng)都是采用超聲波的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但由于技術(shù)相對(duì)前沿，本身的生產(chǎn)的成本較高，生產(chǎn)的工藝較為復(fù)雜，而且跟嵌入式技術(shù)的結(jié)合需要大量的外圍器件，不利于方便快捷的應(yīng)用的不同的領(lǐng)域。方案二：光電式的指紋識(shí)別模塊技術(shù)成熟，應(yīng)用面積廣泛生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。光電式指紋識(shí)別模塊主要的原理是基于紅外光在人體指紋處的反射來(lái)實(shí)現(xiàn)的，目前應(yīng)用很廣，同時(shí)很容易與其他控制系統(tǒng)融合，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，這種指紋識(shí)別模塊相對(duì)穩(wěn)定，識(shí)別準(zhǔn)確度高，本設(shè)計(jì)使用的是FM180指紋識(shí)別模塊，這種模塊可以與單片機(jī)直接通過(guò)串口進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，速度快，更容易操作。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，方案一雖然雖然是目前比較流行的指紋識(shí)別模塊，但是根據(jù)本設(shè)計(jì)的目的，這種目模塊并不適合本次設(shè)計(jì)，它的成本太高，同時(shí)不利于維護(hù)，需要的環(huán)境要求較高，因此，不選用超聲波指紋識(shí)別模塊。相比而言，光電指紋識(shí)別模塊更被人們熟知，它的應(yīng)用范圍廣泛，識(shí)別精準(zhǔn)穩(wěn)定，適用于打卡、鎖定、存儲(chǔ)等系統(tǒng)中，同時(shí)可以通過(guò)多種單片機(jī)控制，使用靈活，性能穩(wěn)定，因此選用第二種方案，使用FM180指紋模塊。2.4顯示模塊的選擇方案一：采用LCD12864液晶顯示屏，它是一種大屏顯示模塊，可以顯示4行字符，可以顯示大量的圖形或者漢字，帶有背光功能，顯示清晰，與其他顯示模塊相比，LCD在直觀程度上和亮度清晰度上都存在和多優(yōu)勢(shì)，并且現(xiàn)在液晶顯示已成為主流，被人們普遍接受，符合大眾口味。方案二：采用8位數(shù)碼管顯示器，這種顯示模塊體積小，視角好，有多種組合方式，可以顯示單位和多位數(shù)字，從物理特性上分為共陰和共陽(yáng)兩種連接方式，單片機(jī)通過(guò)IO口控制每段二極管來(lái)顯示不同的數(shù)據(jù)，但是缺點(diǎn)是占用單片機(jī)的IO資源較多，不可以顯示漢字或者圖片等。方案三：采用LCD1602液晶模塊，它可以顯示兩行的字符串，通過(guò)單片機(jī)控制內(nèi)部的寄存來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示，集成電路中還帶有字庫(kù)芯片和驅(qū)動(dòng)芯片，不需要取模就可以直接顯示漢子圖形等，功耗低，體積小，適用于體積較小的產(chǎn)品中，為用戶提供重要數(shù)據(jù)，且這種液晶操作簡(jiǎn)單，十分方便。為了滿足智能小區(qū)安防系統(tǒng)的直觀性，比較三種方案最終選用的是LCD1602液晶，通過(guò)它可以在模塊上顯示數(shù)據(jù)信息，通過(guò)的單片機(jī)的并行口進(jìn)行控制和驅(qū)動(dòng)，LCD1602的字面意思是指顯示的內(nèi)容為16x2，也就是可以顯示兩行，1602液晶可也顯示上下兩行，每行可以顯示16個(gè)字符。1.模塊主要特性：（1）最多可顯示兩行字符，每行字符有16個(gè)字符；（2）通過(guò)5V的直流電壓進(jìn)行供電；（3）工作室的最大功耗為30mW；（4）4-5V之間供電均可，最佳工作電壓為5V；（5）模塊帶有背光功能，通過(guò)電位器調(diào)節(jié)對(duì)比度；（6）模塊尺寸3X4.3CM，體積小便于安裝。2.模塊引腳：（1）VSS：液晶的模擬地；（2）VDD：電源的正極；（3）VL：液晶的調(diào)光引腳；（4）RS：數(shù)據(jù)和命令的發(fā)送端；（5）R/W：用來(lái)控制數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)；（6）EN：液晶的使能信號(hào)；（7）D0~D7：數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；（8）BLA和BLK調(diào)節(jié)背光強(qiáng)度。2.5信息存儲(chǔ)模塊的選擇方案一：將數(shù)據(jù)通過(guò)RS232上傳至電腦進(jìn)行存儲(chǔ)。它的通信距離為幾十米到上百米時(shí)，在很多數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域廣泛采用RS-232串行總線，51單片機(jī)與PC機(jī)通過(guò)RS-232標(biāo)準(zhǔn)總線串行通信，進(jìn)行信號(hào)電平轉(zhuǎn)換，這種凡事可靠穩(wěn)定，但是由于是有線通訊，容易受到人為的破壞，同時(shí)通過(guò)電腦控制局限性太高，并不是很方便。方案二：采用AT24C02存儲(chǔ)芯片實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。AT24C02是低功耗CMOS型E2PROM，一共有256*8b的存儲(chǔ)空間，供電電壓可在2.5V至5.5V，寫(xiě)入速度快(小于10ms)，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)不易丟失，體積小等特點(diǎn)。它采用I2C總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的串行操作，只占用很少的資源和I/O線。根據(jù)智能小區(qū)安防系統(tǒng)的要求，本模塊是用于智能門(mén)鎖的用戶信息存儲(chǔ)，因此需要系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容量較高，單片機(jī)的內(nèi)部自帶存儲(chǔ)不能完全滿足需求，因此使用AT24C02，可以很好地防止突然掉電，保存數(shù)據(jù)，因此，選用AT24C02更為有利。1.主要特性：AT24C02是一個(gè)4K大小的E2PROM芯片，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)，內(nèi)部有一個(gè)8字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器，一個(gè)16字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器。該芯片通過(guò)I2C總線接口進(jìn)行操作有一個(gè)專門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。AT24C02是帶有I2C總線接口的E2PROM存儲(chǔ)器，具有掉電記憶的功能，并且可以象普通RAM一樣用程序改寫(xiě)。它的容量是256個(gè)字節(jié)（00h～0ffh），有A2、A1、A0三位地址，可見(jiàn)2IC總線上可以連接8片AT24C02，它的尋址字節(jié)是A2A1A0。2.引腳說(shuō)明：（1）SCL：串行時(shí)鐘輸入管腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘。（2）SDA：雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳，用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。（3）A0、A1、A2：器件地址輸入端。這些輸入腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0。使用AT24C02最大可級(jí)聯(lián)8個(gè)器件，如果只有一個(gè)24C02被總線尋址，這三個(gè)地址輸入腳A0、A1、A2可懸空或連接到VSS。（4）WP：寫(xiě)保護(hù)。如果WP管腳連接到Vcc，所有的內(nèi)容都被寫(xiě)保護(hù)，只能讀。當(dāng)WP管腳連接到Vss或懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作。（5）VSS：電源地，VCC：電源正5V。2.6按鍵模塊的選擇方案一：使用4行4列的矩陣，這種矩陣鍵盤(pán)可以產(chǎn)生很多的組合，適用于按鍵需求比較大的系統(tǒng)中，通過(guò)單片機(jī)的一組IO口來(lái)連接按鍵接口，可以實(shí)現(xiàn)多種功能，但是需要的I/O資源較多，通常在需要多個(gè)按鍵控制的系統(tǒng)中使用。方案二：使用單個(gè)的獨(dú)立按鍵，獨(dú)立按鍵與單片機(jī)的IO單獨(dú)相連，在按鍵需求較少的系統(tǒng)中使用，同時(shí)它還需要加上拉電阻來(lái)拉高電平，防止單片機(jī)的I/O因?yàn)槭艿礁蓴_而導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷。方案三：使用電容觸摸按鍵。這種按鍵使用起來(lái)更方便快捷，但是需要的環(huán)境要求比較高，相對(duì)來(lái)講，粗觸摸按鍵的可靠性更高，相比于彈性按鍵，它不存在抖動(dòng)的情況，可以完全的實(shí)現(xiàn)按鍵的檢測(cè)。通過(guò)對(duì)智能門(mén)鎖系統(tǒng)的需求分析，本設(shè)計(jì)需要多個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)不同的功能，因此，只需要設(shè)定獨(dú)立的按鍵即可達(dá)到設(shè)定等功能的要求，這種獨(dú)立按鍵電路簡(jiǎn)單，節(jié)省單片機(jī)的I/O資源，通過(guò)簡(jiǎn)單的電平控制就可以實(shí)現(xiàn)單間功能，單片機(jī)通過(guò)掃描按鍵來(lái)進(jìn)行操作，例如當(dāng)其中某個(gè)按鍵按下，則單片機(jī)檢測(cè)到按鍵按下后，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的程序。2.7系統(tǒng)電源模塊的選擇方案一：采用線性穩(wěn)壓芯片，這種電源電路是常見(jiàn)的供電電路，由其在嵌入式系統(tǒng)中，經(jīng)常為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓，它的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，而且有多種型號(hào)的芯片，可以使用AMS1117-3.3和外圍濾波器建進(jìn)行配合使用，為系統(tǒng)提供3.3V電壓。方案二：采用成品的電源DC-DC模塊，這種模塊很成熟，可以提供穩(wěn)定的電壓，模塊內(nèi)部還集成了保護(hù)電路，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)這種模塊的效率很高，可以提供很穩(wěn)定的電壓。方案三：采用LM78系列芯片來(lái)進(jìn)行電壓的轉(zhuǎn)換，LM78系列的輸入電壓寬，可以通過(guò)電阻來(lái)調(diào)節(jié)輸出的電壓，再通過(guò)電容來(lái)進(jìn)行濾波，輸出穩(wěn)定的電壓，相對(duì)于其他的穩(wěn)壓芯片，LM78系列更加靈活，輸入電壓和輸出電壓可調(diào)，但是需要的外圍器件比較多，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)來(lái)講，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，系統(tǒng)越穩(wěn)定。通過(guò)方案論證，單片機(jī)及門(mén)鎖控制系統(tǒng)使用5V的直流電壓進(jìn)行供電，因此使用LM78系列芯片穩(wěn)壓芯片為智能門(mén)鎖系統(tǒng)供電，因此通過(guò)穩(wěn)壓芯片為不同的部分進(jìn)行供電，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。1.芯片主要特性：（1）輸出電壓3.3V，精度可達(dá)到1%；（2）內(nèi)部有過(guò)熱保護(hù)和限流保護(hù)來(lái)保護(hù)芯片；（3）輸入電壓大于輸出電壓，不得超過(guò)5V；2.芯片引腳說(shuō)明：（1）輸出電壓3.3V，精度可達(dá)到1%；（2）內(nèi)部有過(guò)熱保護(hù)和限流保護(hù)來(lái)保護(hù)芯片；（3）輸入電壓大于輸出電壓，不得超過(guò)5V；本章小結(jié)本章討論了系統(tǒng)中各個(gè)部分的器件選型和系統(tǒng)的總體方案，確定了所使用的單片機(jī)的型號(hào)和內(nèi)核，然后對(duì)系統(tǒng)的外圍電路進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，通過(guò)方案的對(duì)比，選擇出最適合系統(tǒng)的外圍電路，然后在對(duì)芯片和模塊的特性進(jìn)行了解，方便在電路設(shè)計(jì)時(shí)可以有效的使用芯片和模塊，最后確定了系統(tǒng)的各個(gè)型號(hào)。第3章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖中的所有子電路，在模塊和器件選型完畢后，對(duì)芯片的外圍電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)和計(jì)算器件的參數(shù)，完成WSN組網(wǎng)，使電路達(dá)到預(yù)期的功能，完成預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo)。3.1單片機(jī)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路是智能門(mén)鎖系統(tǒng)的核心部分，是系統(tǒng)的運(yùn)算處理單元，它包括四個(gè)部分，單片機(jī)芯片，晶振信號(hào)電路，復(fù)位信號(hào)電路，還有系統(tǒng)的電源，晶振和起振電容為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖，復(fù)位電路提供復(fù)位信號(hào)，可以進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，電源為單片機(jī)提供電能，當(dāng)P0口連接液晶作為輸出時(shí)，需要加上拉電阻為單片機(jī)的P0口提供驅(qū)動(dòng)能力，在本次設(shè)計(jì)中，用到了單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器，IO口等資源，實(shí)現(xiàn)了濕度的檢測(cè)和數(shù)據(jù)的顯示，負(fù)載電路的控制，單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖3-1所示。圖3-1AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖單片機(jī)在系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)單片機(jī)最小系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍電路的控制，包括對(duì)讀卡器信號(hào)的采集和處理，指紋模塊的信息采集和處理，液晶模塊的數(shù)據(jù)傳輸，繼電器控制電路的控制等，單片機(jī)的最小系統(tǒng)離不開(kāi)時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)更離不開(kāi)電源，因此在系統(tǒng)中，復(fù)位的電路為單片機(jī)提供了時(shí)鐘，復(fù)位可以防止程序卡死，電源為單片機(jī)的工作提供能量，當(dāng)復(fù)位按鍵按下后，系統(tǒng)將重新執(zhí)行單片機(jī)內(nèi)部的程序，相應(yīng)的系統(tǒng)的硬件部分也會(huì)重新運(yùn)行，晶振電路是用來(lái)為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的電路，單片機(jī)通過(guò)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)來(lái)進(jìn)行定時(shí)，延時(shí)等功能，兩者缺一不可，復(fù)位按鍵通過(guò)阻容器件來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位，是單片機(jī)恢復(fù)到最初的狀態(tài)，通過(guò)9腳與外圍電路相連接，通過(guò)機(jī)械按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位信號(hào)的激活。晶振電路提供時(shí)鐘信號(hào)，晶振包括輸入端和輸出端，并配合外部的電容提供信號(hào)。3.2讀卡器電路設(shè)計(jì)此次課題設(shè)計(jì)上采用了市面上比較普遍的FM1208讀卡模組。FM1208感應(yīng)式讀卡器主要是非接觸式晶片的讀卡模組，市面上使用的125KHz非接觸式RFID晶片或者與其它規(guī)格較為類(lèi)似的產(chǎn)品，它都可以進(jìn)行信息的讀取與數(shù)據(jù)的判斷，開(kāi)發(fā)者可以一次性開(kāi)發(fā)感應(yīng)式讀卡以及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，F(xiàn)M1208模塊主要應(yīng)用在身份識(shí)別環(huán)境中，在本次課題中對(duì)戶主的信息的進(jìn)行識(shí)別，讀卡器電路如圖3-2所示。圖3-2讀卡器電路圖此讀卡模組主要具有較高的獨(dú)立性，二次開(kāi)發(fā)比較容易，安裝較為簡(jiǎn)單，對(duì)卡片的信息讀取穩(wěn)定性好，系統(tǒng)有較高的安全性，RFID信息不重復(fù)，而且難以被復(fù)制，可自主選擇數(shù)據(jù)輸出格式使用FM1208讀卡模塊，在5-7cm距離內(nèi)讀取時(shí)間不超過(guò)70ms。非接觸式讀卡系統(tǒng)電源為5V，系統(tǒng)中最重要的部分是感應(yīng)線圈，它既可以與系統(tǒng)分開(kāi)，也可以囊括在系統(tǒng)中，注意要將金屬板放在線圈前面，這是為了防止給電磁場(chǎng)造成干擾。3.3指紋檢測(cè)電路設(shè)計(jì)指紋傳感器主要是利用光的折攝和反射原理，光學(xué)掃描系統(tǒng)的核心部件是電荷耦合設(shè)備CCD，CCD是一組光敏二極管，這種器件在光子的作用下可以產(chǎn)生電信號(hào)。每個(gè)光敏器件記錄一個(gè)像素，即一個(gè)代表射中該點(diǎn)的光束的微小圓點(diǎn)。明暗像素共同構(gòu)成了掃描場(chǎng)景的圖像。在掃描儀系統(tǒng)中有一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用來(lái)處理模擬電子信號(hào)以產(chǎn)生該圖像的數(shù)字表現(xiàn)形式。光學(xué)傳感器模塊的電路圖如圖3-3所示。圖3-3指紋識(shí)別模塊指紋檢測(cè)模塊通過(guò)串口與單片機(jī)進(jìn)行通信，將單片機(jī)的P3.1和P3.2與指紋模塊的TXD和RXD連接，通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，當(dāng)用戶將指紋按到模塊后，模塊對(duì)指紋進(jìn)行定時(shí)掃描，并將指紋進(jìn)行解碼的過(guò)程，然后形成數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)。3.4顯示電路設(shè)計(jì)通過(guò)LCD1602顯示模塊對(duì)養(yǎng)老院安全監(jiān)控系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，直觀的了解當(dāng)前環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)，它可以顯示顯兩行字符和數(shù)字，通過(guò)單片機(jī)的并行口連接，外部可以通過(guò)一個(gè)電位器進(jìn)行對(duì)比度的調(diào)節(jié)，模塊包含一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC和一個(gè)控制IC，使用方便，數(shù)據(jù)表達(dá)直觀。CC2530單片機(jī)控制液晶的讀寫(xiě)等功能，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)通信和指令通信，如果數(shù)據(jù)模糊不清，可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)調(diào)整對(duì)比度，因?yàn)橐壕K時(shí)集成模塊，單片機(jī)不需要增加其他外圍電路就可以直接控制液晶進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，省去了復(fù)雜的電路，使系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)單，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)使用液晶進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，終端節(jié)點(diǎn)不使用液晶進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，LCD1602液晶顯示電路如圖3-4所示。圖3-4LCD1602液晶顯示電路圖基于單片機(jī)的智能門(mén)鎖系統(tǒng)采用LCD1602進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示，在本課題中將通過(guò)它來(lái)顯示各個(gè)數(shù)據(jù)，單片機(jī)通過(guò)控制液晶的讀寫(xiě)引腳和內(nèi)部的寄存器來(lái)控制液晶的數(shù)據(jù)顯示，液晶與單片機(jī)是通過(guò)并行口來(lái)連接的，液晶顯示模塊的DB0DB7分別與單片機(jī)的P1_0到P1_7相連接，通過(guò)這8個(gè)I/O口接收單片機(jī)的數(shù)據(jù)，RS、RW、R分別是液晶模塊的讀寫(xiě)控制引腳，單片機(jī)需要控制這3個(gè)引腳來(lái)選擇液晶的工作模式，VO為液晶的背光調(diào)節(jié)端口。3.5信息存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)智能門(mén)鎖系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量比較大，實(shí)時(shí)性比較強(qiáng)，因此需要將顯示的一些數(shù)據(jù)信息提前存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)芯片中，這樣在顯示不同內(nèi)容的時(shí)候，只需要調(diào)用就可以，它的作用是為了保存用戶設(shè)置的密碼，它的SCL、SDA端分別接單片機(jī)的T0、T1端,用于與單片機(jī)之間讀寫(xiě)操作的數(shù)據(jù)傳輸，WP接低電平表示單片機(jī)可以對(duì)器件進(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作，高電平表示芯片進(jìn)入到寫(xiě)保護(hù)狀態(tài)，只能通過(guò)單片機(jī)讀到數(shù)據(jù)，不能往里寫(xiě)數(shù)據(jù)，E0、E1、E2是器件地址輸入端，都接低電平所以增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路圖如圖3-5所示。圖3-5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路圖本系統(tǒng)使用的的存儲(chǔ)芯片是AT24C02芯片，單片機(jī)通過(guò)控制SCL和SDA來(lái)將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)和控制等功能的操作，通過(guò)這兩個(gè)引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，芯片的WP與單片機(jī)的P1.3相連接，單片機(jī)控制芯片的讀寫(xiě)保護(hù)操作，SCL和SDA分別和單片機(jī)的P1.4、P1.5連接，單片機(jī)通過(guò)這三個(gè)引腳來(lái)控制讀寫(xiě)芯片，地址線全部都接地，表明芯片的尋址從000開(kāi)始，SCL和SDA都需要加上拉電阻增強(qiáng)單片機(jī)對(duì)芯片的控制能力，電阻的阻值一般取4.7K，通過(guò)單片機(jī)的控制，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的寫(xiě)入和讀取。3.6控制電路設(shè)計(jì)繼電器電路是對(duì)門(mén)鎖進(jìn)行控制的電路，單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力有限，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)大負(fù)載電路，因此要繼電器電路來(lái)進(jìn)行間接的控制，達(dá)到弱電控制強(qiáng)電的目的。在智能門(mén)鎖系統(tǒng)中，通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出電路來(lái)控制門(mén)鎖，當(dāng)輸入的射頻信號(hào)或者指紋、密碼正確時(shí)，單片機(jī)通過(guò)輸出信號(hào)給晶閘管打開(kāi)門(mén)鎖，這些器件組成的電路就是門(mén)鎖的驅(qū)動(dòng)電路，繼電器電路如圖3-6所示。圖3-6繼電器控制電路門(mén)鎖驅(qū)動(dòng)電路由晶閘管，繼電器兩個(gè)主要部分組成，通過(guò)單片機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)鎖的間接控制，繼電器電路以及限流電阻等，圖中Q3為晶閘管放大電路，它是由晶閘管、電阻組成的共集電極放大電路，主要是對(duì)單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大，然后在通過(guò)放大后的信號(hào)控制繼電器，繼電器的D1是續(xù)流二極管，防止電路中存有電荷導(dǎo)致繼電器的觸電遭到損壞，繼電器的另一端連接門(mén)鎖，通過(guò)單片機(jī)的信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制。3.7報(bào)警電路設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到密碼錯(cuò)誤時(shí)，則系統(tǒng)通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，提醒小區(qū)用戶，但是對(duì)于單片機(jī)來(lái)講，它的輸出能力比較弱，與之連接的P0_0口的灌電流比較小，因此，僅靠51單片機(jī)的P0_0口電流來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出的聲音會(huì)很弱，因此，需要將單片機(jī)發(fā)出的信號(hào)放大后再發(fā)送給蜂鳴器，這是就需要三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)放大的作用，單片機(jī)與蜂鳴器的基極相連接，如果系統(tǒng)檢測(cè)到濃度異?；蛘呔嚯x過(guò)近，則單片機(jī)會(huì)控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警電路由兩部分組成，包括三極管電路，蜂鳴器，三極管電路將單片機(jī)輸出的電流放大，然后驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，報(bào)警電路如圖3-7所示。圖3-7報(bào)警電路圖3.8按鍵電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用的是矩陣鍵盤(pán)，KP3到KP14時(shí)3*3的矩陣鍵盤(pán)，每個(gè)按鍵代表從1到9的九個(gè)數(shù)字，對(duì)應(yīng)的是鍵盤(pán)功能，KP16代表*號(hào)鍵，KP17代表的是0號(hào)按鍵，KP14代表的是#號(hào)按鍵，KP5是設(shè)置按鍵，KP7是確定按鍵，KP13是退格按鍵，KP15是復(fù)位按鍵，每個(gè)按鍵代表不同的功能，同時(shí)它們必須要通過(guò)4.7K的上拉電阻與電源相連接，這樣能有效防止單片機(jī)I/O收到干擾，產(chǎn)生誤判斷。具體電路如圖3-8所示。圖3-8按鍵電路3.9電源電路設(shè)計(jì)穩(wěn)定的電源是系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提，在基于單片機(jī)的智能小區(qū)門(mén)鎖系統(tǒng)中，需要使用+5V電源，選擇合適的變壓器和轉(zhuǎn)換芯片來(lái)為系統(tǒng)供電，配合外部的濾波電容，實(shí)現(xiàn)對(duì)紋波的濾除，電源電路如圖3-9所示。圖3-9電源電路圖首先通過(guò)變壓器將市電轉(zhuǎn)變，220V交流轉(zhuǎn)換成+5V交流電，通過(guò)整流二極管將交流轉(zhuǎn)換成直流，二極管型號(hào)為1N4007，共使用4只，經(jīng)過(guò)二極管輸出后的電壓可以達(dá)到+5V，為外部模塊和傳感器供電，然后在經(jīng)過(guò)LM7805芯片將+5V電壓為單片機(jī)最小系統(tǒng)供電，電源電路的輸入和輸出都需要連接濾波電容，通過(guò)濾波電容可以將電源中的紋波和高頻干擾過(guò)濾掉，并在大電容兩側(cè)并聯(lián)小電容，降低大電容的內(nèi)阻，避免高頻電源對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。本章小結(jié)本章對(duì)硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)的最小系統(tǒng)，通過(guò)最小系統(tǒng)對(duì)指紋模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)還設(shè)置有矩陣鍵盤(pán)，通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)輸入密碼或者設(shè)置解鎖模式，液晶電路用來(lái)顯示數(shù)據(jù)，例如用戶的指紋信息，解鎖時(shí)的密碼等等，通過(guò)硬件電路的設(shè)計(jì)，完成了功能上的架構(gòu)。

第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件的編程，其中單片機(jī)的程序負(fù)責(zé)控制外圍電路實(shí)現(xiàn)不同的功能，其中包括主程序的設(shè)計(jì)和子程序的設(shè)計(jì)，主程序通過(guò)調(diào)用子函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、轉(zhuǎn)換、傳遞等。4.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)上電后首先進(jìn)行單片機(jī)初始化，對(duì)使用到的子程序和寄存器進(jìn)行初始化，初始化完畢后，通過(guò)控制液晶顯示相應(yīng)的信息，系統(tǒng)進(jìn)入到一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，這時(shí)，如果單片機(jī)檢測(cè)到讀卡器或者指紋模塊發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，則單片機(jī)將數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果與存儲(chǔ)芯片內(nèi)的某一組數(shù)據(jù)相同，則執(zhí)行對(duì)應(yīng)的密碼鎖，若沒(méi)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)，則液晶顯示器顯示指紋錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入，待用戶重新輸入在進(jìn)行檢測(cè)。如果系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，設(shè)置按鍵被按下，則進(jìn)入操作界面，通過(guò)界面上的指示，選取對(duì)應(yīng)的功能。功能一，錄入射頻卡和指紋信息，選取錄入功能后，程序控制單片機(jī)對(duì)模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，指紋模塊將對(duì)指紋進(jìn)行錄入，當(dāng)錄入成功后，系統(tǒng)會(huì)將指紋信息存出在AT24C02中，同時(shí)為每一個(gè)指紋和射頻卡寫(xiě)一個(gè)編號(hào)。功能二，進(jìn)行密碼設(shè)定，選擇密碼設(shè)定功能后，通過(guò)數(shù)字鍵盤(pán)設(shè)定新的密碼，設(shè)定后確認(rèn)，下次系統(tǒng)開(kāi)始后，將通過(guò)密碼來(lái)進(jìn)行解鎖。功能三，消除密碼/指紋，首先通過(guò)管理員密碼進(jìn)入到設(shè)定界面，選擇消除密碼/指紋，則系統(tǒng)再次開(kāi)啟后，將重新輸入密碼或者重新錄入指紋。當(dāng)無(wú)用戶使用時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)接收到射頻信息后，系統(tǒng)被喚醒，開(kāi)始執(zhí)行程序。主程序主要是對(duì)射頻信息、指紋信息進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)判斷是否信息正確，若有信息正確，則打開(kāi)門(mén)鎖，否則執(zhí)行報(bào)警程序，系統(tǒng)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在EEPROM中，液晶模塊顯示系統(tǒng)的信息，主程序框圖如圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)主程序流程圖4.2信息識(shí)別子程序設(shè)計(jì)射頻卡讀卡器和指紋模塊在單片機(jī)的命令下進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，當(dāng)有射頻卡進(jìn)入到射頻卡讀卡器線圈的工作范圍內(nèi)以后，門(mén)禁主機(jī)通過(guò)射頻卡讀卡器電路獲得改卡的卡號(hào)信息，并對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作，判斷該房間號(hào)是否正確。如果正確則語(yǔ)音提示“請(qǐng)輸入密碼”，密碼正確后打開(kāi)電子鎖，否則有相應(yīng)的錯(cuò)誤提示。信息識(shí)別子程序如圖4-2所示。圖4-2傳感器子程序流程圖當(dāng)單片機(jī)上電初始化后，讀卡器和指紋模塊開(kāi)始初始化，如果單片機(jī)向識(shí)別模塊發(fā)送指令，則讀卡器和指紋模塊將實(shí)時(shí)的發(fā)送數(shù)據(jù)給單片機(jī)。如果通過(guò)手動(dòng)控制按鍵發(fā)送數(shù)據(jù)，則單片機(jī)得到按鍵信息后進(jìn)行判斷。當(dāng)單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，通過(guò)程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比結(jié)果來(lái)執(zhí)行下一步的控制。4.3顯示子程序設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能門(mén)鎖系統(tǒng)的過(guò)液晶來(lái)顯示系統(tǒng)的傳感器信息，液晶顯示數(shù)據(jù)之前首先要設(shè)置好顯示的位置，就是設(shè)置光標(biāo)。然后需要設(shè)置清屏，將屏幕上之前的內(nèi)容清楚。清屏結(jié)束之后，需要對(duì)下一組數(shù)據(jù)顯示的位置進(jìn)行初始化，以確定顯示在哪一行那一列。設(shè)置好之后，如果有顯示的內(nèi)容則將顯示的內(nèi)容寫(xiě)入液晶，將顯示內(nèi)容寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的地址，最后液晶上就會(huì)顯示出對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，液晶顯示程序流程圖，如圖4-3所示。圖4-3顯示子程序流程圖4.4按鍵子程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)初始化完畢后，單片機(jī)首先對(duì)I/O口進(jìn)行掃描，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有某個(gè)按鍵被按下后，讀取相應(yīng)的鍵值，然后再根據(jù)相應(yīng)的鍵值執(zhí)行相應(yīng)的子函數(shù)，執(zhí)行完子函數(shù)后再回到初始狀態(tài)。按鍵分別與單片機(jī)的8個(gè)IO口連接，通過(guò)上拉電阻與5V直流電相連接，因此，在按下按鍵的瞬間，單片機(jī)會(huì)接收到不規(guī)則的電平，這種電平會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)的誤判，因此需要增加按鍵的延時(shí)去抖程序，保證單片機(jī)接收到正確的指令，程序框圖如圖4-4所示。圖4-4按鍵檢測(cè)子程序流程圖4.5驅(qū)動(dòng)子程序設(shè)計(jì)單片機(jī)、傳感器、晶體管初始化完畢后，系統(tǒng)進(jìn)入正常的運(yùn)行，通過(guò)前端的識(shí)別模塊對(duì)射頻信息或者指紋信息進(jìn)行采集，采集完畢后，如果單片機(jī)未做出反饋，則控制電路不工作，當(dāng)單片機(jī)判斷密碼正確后，則單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路打開(kāi)門(mén)鎖，則單片機(jī)根據(jù)不同的情況進(jìn)行不同的反饋，單片機(jī)通過(guò)控制晶閘管和繼電器來(lái)控制門(mén)鎖設(shè)備，具體流程圖如圖4-5所示。圖4-5繼電器控制程序流程圖本章小結(jié)本章首先介紹了對(duì)系統(tǒng)的主程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，單片機(jī)是硬件電路的核心部分，通過(guò)寫(xiě)入不同的子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能，其次分析了系統(tǒng)中使用的涉及到的子程序設(shè)計(jì)有顯示程序，最后通過(guò)這些子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。第5章系統(tǒng)實(shí)物調(diào)試首先在軟硬件功能都實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，對(duì)硬件電路進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試，完善電路的功能，并對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的下載，驗(yàn)證主程序的邏輯是否符合實(shí)際，并對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試。5.1硬件調(diào)試經(jīng)過(guò)第三章的電路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)具備了供電電路是否正常是系統(tǒng)能否正常工作的前提，因此首先對(duì)電源部分進(jìn)行調(diào)試。接上電源，用交流檔測(cè)量變壓器次級(jí)輸出電壓應(yīng)為9V，然后用直流檔測(cè)整流器流濾波后的直流電壓在18V左右；最后測(cè)經(jīng)7805穩(wěn)壓后的電源電壓5V。電源部分測(cè)量完畢后，對(duì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，上電后，單片機(jī)的各個(gè)I/O應(yīng)該呈現(xiàn)高電平狀態(tài)，通過(guò)萬(wàn)用表進(jìn)行電壓測(cè)量，電壓應(yīng)該在4.9-5.1V之間，然后測(cè)量復(fù)位電路是否發(fā)生電平變化，測(cè)量這些數(shù)據(jù)無(wú)誤后，則單片機(jī)最小系統(tǒng)有效。通過(guò)萬(wàn)用表檢查模塊是否供電，然后通過(guò)像單片機(jī)中寫(xiě)入一段測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試，如果單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)，則通過(guò)指示燈表示單片機(jī)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)，若指示燈沒(méi)有點(diǎn)亮，說(shuō)明硬件電路有問(wèn)題，還需要進(jìn)行調(diào)試。1.外接晶振調(diào)試通過(guò)示波器檢測(cè)晶振是否起振，振幅，起振時(shí)間等參數(shù)是否滿足要求，并進(jìn)行波形保存和參數(shù)數(shù)據(jù)記錄，如果晶振沒(méi)有起振，一般說(shuō)明主芯片沒(méi)有正常工作，但有些芯片上電缺省采用內(nèi)部晶振，需要軟件配置后，外部晶振才可以起振；有些主芯片有CLKO管腳，即缺省32.768KHz的時(shí)鐘輸出，可通過(guò)示波器檢查此管腳是否有時(shí)鐘輸出，開(kāi)確定主芯片是否上電正常工作。2.復(fù)位信號(hào)調(diào)試復(fù)位信號(hào)電壓是否滿足設(shè)計(jì)要求，上電復(fù)位時(shí)間是否滿足要求；如果外部有硬件看門(mén)狗，測(cè)試其是否按照設(shè)計(jì)要求復(fù)位。并進(jìn)行相關(guān)波形保存和參數(shù)數(shù)據(jù)記錄。3.液晶顯示調(diào)試通過(guò)單片機(jī)與液晶連接的P0組的I/O口寫(xiě)入一段顯示程序，如果液晶顯示器能正常顯示，說(shuō)明，電路正確，如果不能正常顯示，檢查與I/O口連接的數(shù)據(jù)線。4.讀卡器電路調(diào)試通過(guò)射頻卡接近讀卡器，如果讀卡器發(fā)出讀卡聲音，則說(shuō)明射頻卡已經(jīng)識(shí)別。5.指紋識(shí)別電路調(diào)試將指紋按在模塊上，能夠進(jìn)行是識(shí)別說(shuō)明系統(tǒng)電路無(wú)誤。測(cè)量完關(guān)鍵電路后，對(duì)電路的按鍵電路等進(jìn)行測(cè)量，同樣是通過(guò)萬(wàn)用表進(jìn)行點(diǎn)評(píng)的測(cè)量，待所有電路測(cè)量完畢后，系統(tǒng)的硬件電路就可以正常工作了。5.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試與系統(tǒng)試機(jī)。經(jīng)過(guò)以上幾步的測(cè)試，說(shuō)明外圍電路都已工作正常，接下來(lái)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。這部分的調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試的重點(diǎn)。調(diào)試中采用模塊程序逐一添加的方法進(jìn)行，先對(duì)系統(tǒng)的數(shù)碼管顯示部分進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，通過(guò)程序來(lái)控制數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)數(shù)碼管顯示電路的電阻值，再配合程序顯示出正常的字符，待液晶完畢后，在對(duì)本設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，同時(shí)再在程序中加入濾波函數(shù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，得出最接近實(shí)際的數(shù)據(jù)。然后在程序中加入按鍵判斷程序和通訊程序，通過(guò)現(xiàn)象驗(yàn)證程序的正確行，最終，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全部的功能，至此，整個(gè)系統(tǒng)制作完成。實(shí)物圖如圖5-1所示。圖5-1實(shí)物圖本章小結(jié)本章對(duì)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了調(diào)試，介紹了所需的調(diào)試工具，以及檢查方法，還重點(diǎn)講述了容易出現(xiàn)的問(wèn)題以及出現(xiàn)問(wèn)題的解決方法，并介紹了如何驗(yàn)證是否出現(xiàn)問(wèn)題，以及如何運(yùn)行可以確定為正常運(yùn)行，通過(guò)調(diào)試使系統(tǒng)完成預(yù)期的功能。結(jié)論本設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制系統(tǒng)的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的處理，用戶的信息識(shí)別采用讀卡器和指紋傳感器，還有按鍵，然后通過(guò)程序設(shè)計(jì)，接收傳感器發(fā)來(lái)的數(shù)字量，并將數(shù)字量進(jìn)行處理，得到實(shí)際的用戶信息，單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)后通過(guò)液晶示出來(lái)。同時(shí)系統(tǒng)可以通過(guò)外部的按鍵來(lái)設(shè)定密碼，系統(tǒng)一共有16個(gè)按鍵，如果系統(tǒng)運(yùn)行期間不進(jìn)行按鍵設(shè)置，則當(dāng)單片機(jī)默認(rèn)通過(guò)讀卡器和指紋來(lái)進(jìn)行識(shí)別，系統(tǒng)也設(shè)有報(bào)警電路，可以當(dāng)系統(tǒng)密碼錯(cuò)誤是發(fā)出報(bào)警。通過(guò)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)已經(jīng)具備了對(duì)門(mén)鎖的智能化控制。這種安防系統(tǒng)被應(yīng)用在很多領(lǐng)域中，尤其是一些辦公樓，公司，小區(qū)等。系統(tǒng)可以分為以下幾點(diǎn)功能：（1）使用射頻卡、指紋、按鍵進(jìn)行解鎖；（2）通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行狀態(tài)提醒；（3）液晶模塊顯示系統(tǒng)信息；（4）繼電器控制門(mén)鎖，密碼正確則打開(kāi)。本文通過(guò)前面四章內(nèi)容對(duì)該系統(tǒng)整體方案的提出，軟件以及硬件的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的論述概述了目前國(guó)內(nèi)外門(mén)鎖系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，提出智能門(mén)鎖系統(tǒng)的市場(chǎng)可行性。并機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案以及系統(tǒng)工作特點(diǎn)分析。完成硬件電路中各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括元器件的選型，所選器件的工作原理以及端口功能。最后對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)主要程序的編寫(xiě)，通過(guò)課題設(shè)計(jì)，系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能門(mén)鎖的預(yù)期功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)鎖的更新。通過(guò)軟硬件的調(diào)試，完成系統(tǒng)平臺(tái)功能設(shè)計(jì)，并進(jìn)行軟硬件的聯(lián)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)期功能。致謝首先要感謝論文指導(dǎo)老師和其他的各位老師們。指導(dǎo)老師對(duì)論文的研究方向做出了指導(dǎo)性的意見(jiàn)和推薦，在論文撰寫(xiě)過(guò)程中及時(shí)對(duì)遇到的困難和疑惑給予悉心指點(diǎn)，提出了許多有益的改善性意見(jiàn)，投入了超多的心血和精力。在此對(duì)周老師的幫忙和關(guān)懷表示誠(chéng)摯的謝意!同時(shí)，還要感謝老師們和所有同學(xué)們，在論文編寫(xiě)中帶給的大力支持和幫忙，帶來(lái)極大的啟發(fā)。度過(guò)了一段完美難忘的大學(xué)時(shí)光，也要感謝參考文獻(xiàn)中的作者們，透過(guò)研究文章，對(duì)研究課題有了很好的出發(fā)點(diǎn)。最后，謝謝論文評(píng)閱老師們的辛苦工作。衷心感謝、朋友，以及同學(xué)們的鼓勵(lì)和支持下才得以順利完成此論文。參考文獻(xiàn)[1]章曉智．應(yīng)用飛思卡爾單片機(jī)的小區(qū)智能巡邏車(chē)設(shè)計(jì)[J]．淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，19(05)：125-127[2]焦靈俠．基于單片機(jī)的小區(qū)安防系統(tǒng)的研究[J]．現(xiàn)代信息科技，2019，3(18)：25-27[3]吳瓊，王鵬，蘇紅，蘇鴻飛．智能安防系統(tǒng)助推小區(qū)向智慧管理邁進(jìn)[J]．電子測(cè)試，2019(18)：50-52[4]汪濤．基于物聯(lián)網(wǎng)的智能小區(qū)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．中阿科技論壇(中英阿文)，2019(03)：21-24+127-130[5]阮有兵，徐海黎，萬(wàn)旭，沈標(biāo)．基于人臉識(shí)別的智慧小區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)[J]．電視技術(shù)，2019，43(01)：90-93+120[6]王雪飛．基于智能手機(jī)的小區(qū)門(mén)禁管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．?dāng)?shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2017(11)：139+142[7]張坤．智慧小區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]．重慶郵電大學(xué)，2017[8]楊榮秀．基于指紋識(shí)別技術(shù)的智能小區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．科技與企業(yè)，2016(05)：88+90[9]姚海燕．基于MCS-51單片機(jī)的智能門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]．常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，15(01)：21-23[10]李玉麗．指紋識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)在智能小區(qū)的研究[J]．黑龍江科技信息，2015(34)：82-83[11]宋凡．智能小區(qū)裸眼3D門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]．南昌大學(xué)，2015附錄一電路圖附錄二部分程序代碼#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitcp=P1^0;sbitsck=P1^1;sbitso=P1^2; sbitbeep=P3^7; sbitled5=P0^5;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){unsignedchari;while(ms--){for(i=0;i<120;i++);}}//蜂鳴器unsignedcharfeib(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)&0x80)KEY_SDA=1;elseKEY_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)unsignedcharrx1byte(){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;)/