智能门禁系统的设计制作毕业论文(编辑修改稿)

智能门禁系统的设计制作毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

时钟电路的外部产生方式电路如图 33(b)， RXD 与地相接， TXD 与外部振荡器相接。 对外部振荡信号，只需确保脉冲宽度，正常选用频率在 12MHz 以下的方波信号。 图 32 单片机总控制电路 （ a）内部方式时钟电路 （ b）外部方式时钟电路 图 33时钟电路 （ 1）复位操作 单片机的初始化设置即为复位。 最重要的一个作用是将 PC 初始化为 0000H，使单片机起首执行的单元为 0000H。 在操作不当或运行发生错误时系统会处于死锁状态，这时可利用复位键将系统重启。 复位功能可对 PC 和别的寄存器产生影响，对及存的影响复位状态如表 31 所示。 表 31 对复位状态的影响表 寄存器 复位状态 寄存器 复位状态 寄存器 复位状态 寄存器 复位状态 PC 0000H TCON 00H P0P3 FFH SCON 00H ACC 00H TL0 00H IP XX000000B SBUF 不定 PSW 00H TH0 00H IE 0X000000B PCON 0XXX0000B SP 07H TL1 00H TMOD 00H 天津职业技术师范大学 2020届本科生毕业设计 7 DPTR 0000H TH1 00H （ 2）复位信号及其产生 复位信号的输入端是 RST 端口。 复位信号的有效电平是高电平，有效时间可保持24 个振荡周期以上。 当使用的晶振颇率为 6MHz 时，复位操作应在复位信号保持时间应在 4us 以后实现。 出现复位信号的电路逻辑如图 34 所示。 图 34 复位信号的电路逻辑图 完整的复位电路有两部分即芯片内、外。 其中送至施密特触发器的复位信号 (RST)是由外部电路产生的，之后会对每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出采样，经过这一系列的反应才能得到内部复位操作所需要的信号。 复位操作分为手动复位和自动复位。 外部复位电路的电容充电，可以为复位电路提供电压，这样可以实现上电自动复位，其电路如图所示。 这种情况下，当电源的上升时间在 1ms 以内时，自动上 电复位便可完成。 按键手动复位有两种形式，即电平和脉冲。 电平复位必须使复位端经电阻与电源，其电路如图所示；按键脉冲复位则需产生正脉冲，正脉冲是 RC 微分电路产生的，其电路如图 35所示。 (a)上电复位 （ b）按键电平复位 （ c）按键脉冲复位 图 35 复位电路 为保证复位信号高电平持续时间大于 24 个振荡周期，电路图中的电阻、电容参数适用于 6MHz 晶振。 天津职业技术师范大学 2020届本科生毕业设计 8 图 35（ b）上电复位方式即为本系统中的复位电路。 3． ST89C52 引脚介绍 VCC 端： ST89C52 的电源引脚，正常电压值是 +5V，低电压是 +3V引脚 40 GND 端：单片机接地引脚。 引脚 20 XTAL1 端：单片机 ST89C52 的放大器的和时钟电路的输入端口。 引脚 19 XTAL2 端：单片机 ST89C52 的放大器的和时钟电路的输入端口。 引脚 18 I/O 端口引脚： 1） P0 端口： 8个漏极双向开放 I/O 口开放，每个端口可以独立控制。 引脚 39至 32 P0 端口是单片机 ST89C52 的地址总线和数据总线的端口。 P0 口也可以作为通用的 I/O 口使用，但是 51单片机 P0口内部没有上拉电阻，为高电阻状态，因此需加上拉大约为 10K 欧的电阻， P0端口才能够驱动负载电路部分。 这次设计中用 P0口作为数码管段码的发送端。 2） P1 端口是具有内部上拉电阻的 I/O 端口，每个端口都可以独立控制。 引脚1 至 8 3） P1 端口是也具有内部上拉电阻的 I/O 端口，每个端口都可以独立控制，与 P1端口相似。 引脚 21 至 28 4） P3 端口同样是具有内部上拉电阻的 I/O 端口，每个端口同样都可以独立控。 引脚 10 至 17 而且 P3 口也可作为 ST89C52 的一些特殊功能口。 管脚备选功能如下： RXD/：单片机的输入端口 引脚 10 TXD/ ：单片机输出端口 引脚 11 INT0/ ：单片机 0中断 引脚 12 INT1/ ：单片机 1中断 引脚 13 T0/：单片机计时器的 0输入端 引脚 14 T1/：单片机计时器的 1输入端 引脚 15 WR/：控制外部程序存储器写工作 引脚 16 RD/：控制外部程序存储器读曲工作 引脚 17 RST 端：单片机 ST89C52 的复位引脚，该引脚类似于计算机的开关元件。 当触发复位引脚时，单片机 ST89C52 中的程序无论运行到那一步，都会清 0，从头运行程序。 同时但单片机死机时，也可以用复位引脚使单片机恢复正常工作状态。 引脚 9 ALE/PROG 端：单片机 ST89C52 的锁存引脚，当单片机需要外加存储设备的时候，通过触发 ALE/PROG 引脚，会将程序的地址为与数据位相隔离。 有时也可用作一个频天津职业技术师范大学 2020届本科生毕业设计 9 率是晶振频率 1/6 的时钟发射端口。 引脚 30 PSEN 端：该端口是当单片机 ST89C52 需要读取外部程序时， PSEN 端口会产生一个跳变，变为低电平有效，以便单片机能够正常运行所需读取的外部程序。 引脚29 EA/VPP 端：当 EA/VPP 处于低电平时，该引脚会控制单片机 ST89C52 只读取外部的 RAM 内的程序，不会读取内部存储器的程序。 当它处于高电平的时候，回去控制单片机 ST89C52 先读取内部存储器的程序，在读取外部 ROM 内的程序。 射频卡与读写器 射频卡 卡的选用有很多种，例如：接触式 IC卡、非接触式 IC 卡、磁卡等，目前接触式IC 卡的应用较为广泛，但其容易在长时间的使用磨损中造成芯片外漏、折断等一定的缺点。 射频卡又被称作非接触式 IC 卡，射频与识别技术的整合，使无源和不接触这一问题得到解决，可以说是这一技术范围的一个飞跃。 非接触式 IC 卡的工作原理。 线圈即为卡片内部的天线，这很容易封状到卡片内。 ASIC 由 106KB 波特率的接口，一个控制单元和 EEPROM 组成。 由于卡内的串联谐振电路有与读写器相同的频率，因此向 IC 发一组固定频率的电磁波，产生电磁共振，电容器充电，在电容的另一端接有一个电子泵是单向通的，可将这一电容内的电荷转移大到另一个电容，当电荷的积累使之达到 2V 时，便成为新的电源，为其他电路提供电压，使其工作。 非接触式 IC 卡的特点 可靠性高 射频技术的产生避免了卡与读写器之间的相互接触，从而排除了由于卡与读写器的借出而产生的问题。 非接触式卡的芯片被封装在内部，这样芯片易脱落的静电击穿，折断等问题也得到了解。 卡片的印刷发放和可靠性得到了大大的提升。 使用方便、快捷 无线通信技术与识别技术的结合，使卡片与读写器只要在规定距离范围内便可以完成操作，在使用无需插拔和不必关心卡的方向性问题，使用起来非常方便快捷。 防冲突 非接触式卡中的快速防冲突措施，使得卡片之间的数据干扰问题不在发生， 这样，读写器可以同时接收多张卡的信 息。 这提高了应用的并行性以及系统工作速度。 适合于多种应用 非接触式卡的存储结构特点使得它在不同的系统中都可以使用。 使用者可依据不天津职业技术师范大学 2020届本科生毕业设计 10 同的应用系统来设置不同的密码和访问条件。 加密性能好 非接触式卡必须经过读写器多次反复读入，使用时读写器和 IC 之间必须相互验证。 卡中各个模块都有属于自己的使用密码和访问条件。 可以看出，非接触式 IC 卡相对来说是一款具有很多优点，性价比较高的选择，因此本系统采用非接触式 IC 卡无线传输模块。 表 32 是常用的非接触式产品相关参数。 表 32 非接触式产品相关参数 芯 片 Philips Mifare1 S50 擦写次数 ＞ 100000 次 存储容量 8Kbit,16 分区 ,每分区两组密码 数据保存 ＞ 10 年 工作频率 规 格 54 非标准卡 通讯速度 106Kboud 封装材料 PVC、 PET、 铜钱 读写距离 — 10CM 封装工艺 超声波自动植线 /自动碰焊 读写时间 12MS 制作标准 ISO 14443, ISO 10536 工作温度 20℃ 85℃ 读写器 无线射频识别即 RFID，可通过无线电信号对卡片数据进行读写，不需要与卡片之间进行接触。 RFID 分为低频（ 125k~）、高频（ ）、超高频三种频率范围。 RFID 读写器 的应用相当广泛，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。 不同频率范围的 RFID 其特点也各不相同。 该频段的工作模式为电感耦合，其在读写器线圈和 IC 卡线圈间存在着变压器耦合。 能够很好的界说磁场的分布，但其存在场强下降较快，价格高的缺点。 在该频率的感应器天线利用腐蚀印刷的方法即可完成，线圈绕制的方法被舍弃。 感应器的工作方式为负载调制，读写器天线上的电压变化是利用感应器上的负载电阻的接通和断开来完成的，从而实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。 负载电压的有无如果利用数据来控制，读写器便可识别卡的信息。 因为感应器是电子标签的格式，因此能够把某些数据信息写入其中。 具有传输速率高，价格合理的优势。 3. 超高频 超高频系统则是通过电场来传输能量。 电场的能量下降速率适中，但是读取的区域的定义不容易完成。 该频段读取距离比较远，可以承受十米范围内的无源。 这是利天津职业技术师范大学 2020届本科生毕业设计 11 用电容耦合的方式来实现的。 因为高频读取距离适中，且价格适中，因此本系统选用高频读写器，它可以完成数据读、写操作。 它的功能特点如下： ： ： 610cm IC 卡进行读、写、锁操作。 RS23 RS48 多种通讯接口 其串口通讯，默认波特率为 19200bps， 8 位数据位， 1 位初始位， 1 位截止位，无校验。 读卡模块引脚图见图 36。 图 36 读卡模块引脚图 电控锁 继电器 继电器有电磁、舌簧等多种。 本系统中采用电磁继电器，其工作原理和特性如下。 电磁式继电器由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构成。 根据电磁效应原理，在线圈两端加上适中的电压，线圈中就会有一定的电流流过，利用电磁力的吸引力来使衔铁克服弹簧返回的拉力西吸向铁芯，动触点与静触点吸合。 当断电时，线圈中的电流消失，电磁力也随即消失，在弹簧的作用下衔铁回到起初的的地点，使动触点与原来的静触点吸附。 在吸附与松开的循环中，从实现电路中的导通、切断的目的。 电控锁 分类 电控锁是 门控系统 中锁门的执行器件，是继电器来控制的机械装置。 主要有电插锁（阳极锁）、阴极锁（电锁口）、 磁力锁 、电控锁等。 阳极锁：阳极锁内装有门磁检测器，可时刻检查门的开关状态，在断电的状态下开门，还可以配备机械钥匙，常用于玻璃门、防火门。 阴极锁：阴极锁是在通电的状态下开门。 磁力锁：磁力锁是常开的，其断电打开。 符合消防的要求。 在居民小区中运用较多。 天津职业技术师范大学 2020届本科生毕业设计 12 本系统选用继电器磁力锁方案。 继电器的通电与否用单片机来控制继，在接收到磁卡或密码的开关命令时继电器电压发生变化，电磁铁动作。 控制部分由硬件和软件两部分共同来完成。 键盘设计 采用 4 4 矩阵键盘，其每个按键设置有他的功能行值和列值，将行值和列值组合编程的每个按键的编码，将键盘连接至 CPU 通。 当有按键按下时 CPU 内的程序判断对应按键和其功能。 系统中键盘的键值和对应功能如下： 1 2 3 A 4 5 6 B 7 8 9 C * 0 D 其中，【 0— 9】 用于输入数字密码 【 *】号键为取消功能 【 A】键为返回功能 【 B】键为授权 IC卡功能 【 C】键为注销 IC卡功能 【 D】键为确认功能 【 】号键为手动输入密码功能 LCD12864 液晶显示 LCD12864 是可以显示文字的一种显示装置。 其中含有文字库非常强大，在文字显示方面非常适用。 其显示分辨率为 128 64, 内置 8192 个 16*16 点。