基于单片机的门控系统设计

基于单片机的门控系统设计内容摘要：

BAD O O RR S TS C L KI OD O O R C O N T A C TR WR SEP 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7 B E E PF I R E A L A R MRSTR S TX T A L 21 8X T A L 11 9A L E3 0E A3 1P S E N2 9R S T9P 0 . 0 / A D 03 9P 0 . 1 / A D 13 8P 0 . 2 / A D 23 7P 0 . 3 / A D 33 6P 0 . 4 / A D 43 5P 0 . 5 / A D 53 4P 0 . 6 / A D 63 3P 0 . 7 / A D 73 2P 1 . 0 / T 21P 1 . 1 / T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 . 0 / R X D1 0P 3 . 1 / T X D1 1P 3 . 2 / I N T 01 2P 3 . 3 / I N T 11 3P 3 . 4 / T 01 4P 3 . 7 / R D1 7P 3 . 6 / W R1 6P 3 . 5 / T 11 5P 2 . 7 / A 1 52 8P 2 . 0 / A 82 1P 2 . 1 / A 92 2P 2 . 2 / A 1 02 3P 2 . 3 / A 1 12 4P 2 . 4 / A 1 22 5P 2 . 5 / A 1 32 6P 2 . 6 / A 1 42 7U1AT89C52234567891RP1RESPACK8X2CRYSTALC322pC422pC122uR9100R101kD1LEDRED 单片机电路 单片机是整个设计的控制器的核心，完成整个控制器的控制功能，包括键盘的输入、液晶屏幕的显示、数据的存储和运 算、数字信号的输出等功能。 图 单片机管脚及其分配 图 6 0 15 0 35 0 25 0 14 0 34 0 24 0 13 0 33 0 23 0 12 0 32 0 22 0 11 0 31 0 21 0 1P IA NX U A NADCBX09X18X27X36X45X54X63X72X823X922X 1 021X 1 120X 1 219X 1 318X 1 417X 1 516X1A10B11C14D13EN15U34 0 6 7图 CD4067的引脚图 图 CD4067的真值表 图 AT89C52 管脚图 1514131211109876543200 00011 1111110000000000011111111 1111000 00 0000011 11111111000 000000001 00100001000000None1InhDCBA Cha nnel基于单片机的门控系统设计 9 本设计采用的单片机是 51系列单片机中的 AT89C52，它是美国 ATMEL公司生产的低电压，高性能 CMOS8位单片机，片内包含 8Kbytes的课反复擦鞋的制度程序存储器（ PEROM） 和 256bytes的随机存取数据存储器（ RAM），期间采用高密度、非易失性存储技术产生，易标准的 MCS51指令系统及 8952产品引脚兼容，片内置通用 8位中央处理器（ CPU）和Flash存储单元，使用与许多较为复杂的控制应用场合。 它有 32个 I/O口线， 3个 16位定时 /计数器，基本上都能够满足本设计的要求。 管脚图如下图。 单片机的 P0、 P P P3均为双向输出口，由于此设计使用的单片机的管脚较多，如上图所示在设计中比较合理的分配了：其中 P1口为键盘与单片机的通讯接口； P0 和~ 1602液晶显示器 D0~D7的数据通讯接口， 电路的接口， ~ DS1302的连接接口， CD4067的输出接口，其中 CD4067输 出的片选信号，。 4x4 矩阵键盘电路 本设计是用 AT89S52 的并行口 P1 接 4 4 矩阵键盘，如图 所示，矩阵键盘的每个按键有它的行值和列值 ，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。 矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和 CPU 通信。 对键盘的处理程序功能：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。 两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地， 另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能及其键值。 设计中方案中的键值及其功能如图中下标所示，其中键值 15为密码输入的功能、键值 14 为门号输入呼叫的功能键值 13 为欢迎界面显示，键值 12为重复上次的呼叫门号， 09为相应数字。 基于单片机的门控系统设计 10 D0D7D1D2D3D4D5D6RSRWED714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L 1602 液晶及其电路 本设计中使用的 1602 液晶模块，如图 所示，它是一种字符型型液晶是一种用 5 7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为 1 行 16 个字、2行 16 个字、 2行 20 个字等，最常用的为 2 行 16 个字，液晶模块内带标准字库，内部的字符发生存储器（ CGROM）已经存储了 192 个 5 7 点阵字符， 32 个 5 10 点阵字符。 另外还有字符生成 RAM（ CGRAM） 512 字节，供用户自定义字符。 如表 1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等。 采用此液晶足以实现对此设计的显示功能。 1602液晶模块 1脚 ： VSS 为电源地，接 GND。 2脚 ： VDD 接 5V正电源。 图 4x4矩阵键盘接线及其键值示意图 P1.6 P1.5P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P1.7P 1 . 0P1.40123456789重复上次呼叫欢迎界面门号输入密码输入1011基于单片机的门控系统设计 11 RS TIOS CL KRS T5S CL K7I /O6X12X23V CC 18V CC 21U2DS 1 3 0 2X13 2 .7 6 8 K H zC22 2 pC12 2 p3脚 ： VL（ VEE）为液晶显示器对比度调整端， 接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。 4脚 ： RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 5脚 ： RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。 当 RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 RW为高电平时可以读忙信号，当 RS为高电平 RW 为低电平时可以写入数据。 6脚 ： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 7～ 14脚 ： D0～ D7 为 8位双向数据线。 15 脚： BLA背光电源正极 (+5V)输入引脚。 16 脚： BLK背光电源负极，接 GND。 1 16 脚图中未画出，背光灯可以方便夜间的使用。 实时时钟芯片 DS1302 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片 ,内含有一个实时时钟 /日历和31 字节静态 RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟 /日历电路 .提供秒分时日日期 .月年的信息 ,每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过 AM/PM 指示决定采用 24 或 12 小时格式 .DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信 ,仅需用到三个口线 :1 RES 复位 ,2 I/O 数据线 ,3 SCLK 串行时钟 .时钟 /RAM 的读 /写数据以一个字节或多达 31 个字节的字符组方式通信 .DS1302 工作时功耗很低 ,保持数据和时钟信息时功率小于 VCC1 和 VCC2 用于主电源和备份电源供应 ,VCC1 为可编程涓流充电电源。 DS1302 的引脚图及外围的电路如上图 所示， X1 X2 接 晶振管脚，复位脚 RST，数据输入 /输出引脚 I/O ，串行时钟引脚 SCLK， VCC1,VCC2 为电源供电管脚。 采用 3线穿行通 信的方式对单片机的时间进行实时传输， RST 为通信允许图 DS1302 引脚图 基于单片机的门控系统设计 12 信号， RST=1 允许通讯， RST=0 时禁止通信， IO为双向串行数据传送信号， SCLK 为串行数据的位同步脉冲信号。 51单片机作为主机通过控制 RST、 SCLK 和 IO 信号实现两芯片建的数据传送。 由于此芯片功率仅为 1mW 用电量很小， VCC1 可加备用电源，能在很久的时间段提供精准的时间。 因此设计中 DS1302 是最好选择。 对讲电路是此门控系统设计中的重要一个模块，设计的 对讲门铃的电路如图，其工作原理如下：平时挂机时叉簧开关 S55 的 2 触点接通，也加到音乐 集成块 IC1的 2脚。 如按一下 S，则音乐 IC 的 3脚受触发， 1 脚有音乐信号输出，经 Q15 放大后推动扬声器发声，同时经 R5推动 Y Y3。 摘机后，叉簧开关 HS 的 3 接点接通，通话电路接通电源， 音频放大器 IC2（ LM386） 工作， 这时可进行对讲。 由图可知标号DOORNUM 的是接的是模拟开关 CD4067 的 0~15 号中相应的一引脚，每个引脚接一个用户分机，此设计方案只设计了 16 户，利用 CD4067 的片选端，单片机只需多用一支引脚可以实现多 16 户的用户。 COMMON 接的是模拟开关的公共端 X ，由于 CD4067 的接通内阻很小，因此理论上完全可以实现呼叫的功能。 此对讲门铃电路中麦克风 MK扬声器 LS扬声器 LS1 置于相应住户室内，麦克风 MK扬声器 LS3 置于门处来访者可以使用到的位置。 CESHI 按钮为设计的测试按键。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 8 M a y 2 0 1 0 S h e e t o f F i l e : H : \ di pl om a p r o j e c t 设计 \ 毕业设计 . d db D r a w n B y :R31kR44 . 7 kR522D6L E DC11 0 0 uI C 2O P A M PL S 1S P E A K E RL S 2S P E A K E R 门处L S 3S P E A K E R 室内SC E S H IS 5 5S W S P D TM K 1室内M K 2门处C41 0 0 u1234I C 1响铃集成块Q 1 5C 1 7 4 0C22 2 2 pV c cD O O R N U MC O M M O N213C51 0 0 uC D 4 0 6 7。