基于单片机的门禁系统设计毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的门禁系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上 拉电阻。 在 F1ash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 P1 口： Pl 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I／ O 口， Pl 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口写 “ l” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。 作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（ IIL）， Flash 编程和程序校验期间，Pl 接收低 8 位地址。 P2 口： P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I／ O 口， P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口写 “ 1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（ IIL），在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如执行 MOVX@DPTR 指令）时， P2 口送出高 8 位地址数据。 在访问 8 位地址的外部数据存储器（如执行 MOVX@Ri 指令）时， P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（ SFR）区中 P2 寄存器的内容），在整个访问期间不改变。 Flash 编程或校验时， P2 亦接收高 位地址和其它控制信号。 P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I／ 0 口。 P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 P3 口除了作为一般的 I／ 0口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： P3 口还接收一些用于 Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号 [12]。 RST：复位输入。 当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 WDT 溢出将使该引脚输出高电平，设置 SFR AUXR 的 DISRT0 位（地址 8EH）可打开或关闭该功能。 DISRT0 位缺省为 RESET 输出高电平打开状王林：基于单片机的门禁系统设计 9 态。 XTAL 1：接外部晶体的微 调电 容的另一端。 在 片内 它是振 荡电 路反相放大器的 输 入端。 若需采用外部 时钟电 路 时 ， 该 引 脚输 入外部 时钟脉冲 如 图 22 所示。 图 22 外部时钟电路的引脚连接图 XTAL2：接外部晶体和微 调电 容的一端。 在 内 它是振 荡电 路反相放大器的 输出端，振 荡电 路的 频 率就是晶体的固有 频 率。 要 检 查 单 片机的振 荡电 路是否正确工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有 脉冲 信 号输 出 [13]。 单片机晶振电路 AT89S51 内部有一个用于构成振荡器 的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和XTAL2 分别是此放大器的输入端和输出端。 时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。 内部方式的时钟电路如图 23 所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。 定时元件常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。 晶体振荡频率可以在 ～ 12MHz 之间选择，电容值在 5～ 30pF 之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。 单片机复位电路 RST 引脚是复位信号的输入端。 复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24 个振荡周期 (即二个机器周期 )以上。 若使用颇率为 6MHz 的晶振，则复位信号四川理工学院本科毕业（设计）论文 10 持续时间应超过 4us 才能完成复位操作。 复位电路如图 24 所示。 图 23 晶振电路 图 24 复位电路 键盘电路 使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的 I/O 线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。 其原理如图 25 所示。 图 25 系统键盘电路 X 112 MHZXTAL 1XTAL 220 UF20 UFC 1C 2+ 5 VR 510 K10 UFC 337 6211密码输入84015910取消确定门号输入P1.7P1.6P1.5P1.4P 1 . 0P 1 . 2P 1 . 12345 1678911101213151416171819 39 38 37 36 403332303129282627252422212335 3420AT89S51P 1 . 3王林：基于单片机的门禁系统设计 11 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。 在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。 当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。 对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的线反转法。 对照图 25 所示的 4 4 键盘，说明线反转个工作原理 [14]。 首先辨别键盘中有无键按下，有单片机 I/O 口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。 方法是：向行线输出全扫描字 00H，把全部列线置为低电 平，然后将列线的电平状态读入累加器 A 中。 如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为 1。 判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。 方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为 1，则所按下的键不在此列；如果不全为 1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键 [15]。 显示电路 数码管简介 数码管显示也称为 LED 显示，是一种主动发光的信息显示方式，它的每一个字段由一个发光的二极管组成，其外形和引脚如 图 26 所示。 图 26 数码管外形及引脚 四川理工学院本科毕业（设计）论文 12 驱动芯片简介 门禁系统显示部门的驱动模块由 74LS247 和 74LS138 构成，其引脚如图 27所示。 图 27 74LS24 74LS138的引脚图 74LS247 和 74LS138 的真值表如表 21 和 22 所示。 表 21 74LS247 的真值表 表 22 74LS138的真值表 V C CFEDCBAG12876543A 1A 2G N DA 0A 3R B IBILT16159101112131474 LS 24774 LS 13812876543A 0A 1GN DY 7E 3E 2E 1A 2161591011121314VCCY 0Y 6Y 5Y 4Y 3Y 2Y 1( Y 0 )( Y 6 )( Y 5 )( Y 4 )( Y 3 )( Y 2 )( Y 1 )Y 7 )王林：基于单片机的门禁系统设计 13 显示电路设计 门禁 系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的， 门禁 系统的 显示采 用串行显示的方式，只使用单片机的一个串行口，利用 74LS247 驱动数码管发光显示数码和 74LS138 控制位选信号，就可以完成单片机的显示功能，用 — 接 74LS247 的 A， B， C， D 四端口， 74LS247 的输出口接 LED 的七段显示；而 — 接 74LS138 的 A， B， C 三个输入口， 74LS138 的输出口接 LED 的位显示。 通过软件实现数字和位控制 [16]。 用 74LS247 可以控制输出什么字型。 74LS247 的逻辑功能表如表 21， 用 74LS138 控制位循环显示，其逻辑功能表如表22， 显 示电路的电路原理图如图 28 所示。 四川理工学院本科毕业（设计）论文 14 图 28 系统显示电路 语音电路 MC34118 的简介 本系统的语音电路选取 MC34118， MC34118 是 MOTOROLA 免提式电话机专用集成 电路 ，工作在半 双工 状态的 转换芯片。 由放大器、电平检测器、衰减器、监听器、滤波器及控制单元组成。 用在普通模拟电话机内消除侧音的一块芯片，能够比较满意的禁止麦克风录到本机喇叭播放的声音。 它比较放音和录音的电平，谁小就禁止谁 ， 全双工通信变成了半双工 通讯 ， 不过通话时一般 感觉不到。 MC34118 的 内部 比较 复杂，有 4 个电平比较器，两个背景噪音监视器，一个 1287654316159101112131474 LS 24774 LS 13812876543161591011121314VCCP 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 0P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 623451678911101213151416171819 39 38 37 36 403332303129282627252422212335 3420王林：基于单片机的门禁系统设计 15 AGC，一个拨号音检测器，两个衰减器，一个控制衰减器的控制模块，还有 一些放大 电路 [18]。 MC34118 有如下优点： 衰减器增益范围较宽，发送和接收之间为 520dB； 采用电话线路供电时工作电压为 ～ ； 具有四点信号检测控制系统提高了控制灵敏度 ； 发送和接收通道设有背景噪声监测器 ； 采用外接电阻控制发送放大器的增益，并提供静音 功能； 芯片有工作 /等待两种操作方式； 根据用户的需要可外接滤波器 ； 芯片有拨号音输入时 ，拨号音检测器禁止接收放大器为空闲方式 ； 图 29 为 MC34118 的引脚图 图 29 MC34118 的引脚图 引脚的功能： （ 1）脚（ FO）是滤波器输出脚 ； （ 2）脚（ FI）是滤波器输入脚 ； GNDCPRRLI 1RLO 1TLO 1TLI 1RXORX 11234567891011121314RLI 2RLO 2TLO 2TLI 2CPTVB2827262524232221201918171615F 0F 1CDVCCHTO +HTO HTITXOTX 1MCOMCIMUTVLCCTMC 34118 四川理工学院本科毕业（设计）论文 16 （ 3）脚（ CD）是芯片关闭脚 ， 该脚为低电平（小于 ）时芯片才能正常工作 .该脚为高电平（大于 2V）时 .芯片关闭不工作 ； （ 4）脚（ VCC）是正电源输入脚 .工作电压范围为 ~（ 5mA 时） ； （ 5）脚（ HTO+）是第二级混合放大器的输出脚 ， 该放大器的增益为 0，这样在 HTO+和 HTO之间可以实现差动输出 ； （ 6）脚（ HTO）是第一级混合放大器的输出脚 ， 该放大器的增益由外接负反馈电阻的阻值决定 ； （ 7）脚（ HTI）是第一级混合放大器的输入脚 ； （ 8）脚（ TXO）是发送衰耗器的输出脚 ； （ 9）脚（ TXI）是发送衰耗器的输入脚 ； （ 10）脚（ MICO）是微高放大器的输出脚 .改变该脚与（ 11）脚之间的电阻阻值 .可以改变放大器的增益 ； （ 11）脚（ MIC。