基于at89s52单片机的宾馆套间门禁系统的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于at89s52单片机的宾馆套间门禁系统的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下所示。 在 flash 编程和校验时， P3口也接收一些控制信号。 端口引脚第二功能： RXD(串行输入口 )； TXD(串行输出口 )； INTO(外中断 0)； INT1(外中断 1) ； TO(定时 /计数器 0)； T1(定时 /计数器 1)； WR(外部数据存储器写选通 )； RD(外部数据存储器读选通 )。 此外， P3 口还接收一些用于 FLASH 闪存编程和程序校验的控制信号。 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是单片机复位。 ALE/PROG： 当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8位字节。 一般情况下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出 时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 对 FLASH 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。 此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。 PSEN： 程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP： 外部访问允许，欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000HFFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 VCC 端）， CPU 则执行内部程序存储器的指令。 FLASH存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 VPP，当然这必须是该器件是使用 12V福州大学 至诚 学院 本科生毕业设计 (论文 ) 6 编程电压 VPP。 XTAL1： 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2： 振荡器反相放大器的输出端。 系统总体设计方案简介 门禁系统主要组成框图如 22 所示： 显示 音响键盘门控门锁出门按钮 A/D转换 烟雾传感器AT89S52 图 22 门禁系统的主要组成 门禁系统主要组成 ： 由 CPU、复位电路、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮、 A/D 转换模块模块、感应模块、显示模块等组成。 门禁系统的工作原理： 由 输入模块输入密码 ，显示模块显示数位。 如果密码正确，则 门控锁电路的 继电器动作控制门锁打开，同时指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。 当按下出门按钮时亦如此；如果密码错误，则 蜂鸣器发出声响， 同时指示灯 点亮。 从而 实现门禁。 当烟雾传感器感应到灾情时， 蜂鸣器发出声响， 门控锁电路的 继电器动作控制门锁打开。 基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计 7 第 3 章 系统硬件电路 的设计 AT89S52 单片机最小系统的设计 AT89S52 单片机的简介 AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS 8位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 使用 ATMEL 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。 主要性能： 与 MCS51单片机产品兼容； 8K 字节在系统可编程 FLASH 存储器； 1000次擦写周期； 全静态操作： 0Hz33MHz； 三级加密程序存储器； 32个可编程 I/O 口线； 三个 16位定时器 /计数器； 六个中断源； 全双工 UART 串行通道； 低功耗空闲和掉电模式； 1掉电后中断可唤醒； 1看门狗定时器； 1双数据指针； 1掉电标识符。 时钟电路 时钟电路 用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。 单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。 在 AT89S52 单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过 XTAL1 和 XTAL2引脚接入定时控制元件（晶体振荡器和电容），即可构成一个稳定的自激振荡器。 在 AT89S52芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之间跨接晶体振福州大学 至诚 学院 本科生毕业设计 (论文 ) 8 荡器和微调电容。 AT89S52 的时钟电路如图 31 所示： 图 31 时钟电路 用晶振和电容构成谐振电路。 电容 C C2 容量在 15～ 40pf之间，大小与晶振频率和工作电压有关。 但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，为了提高精度，本实验板采用 30pf的电容作为微调电容。 在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使单片机从 0000H 单元开始执行程序。 除了进入系统的正常初始化以外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境也需按复位键以 重新启动。 AT89S52 芯片内部有复位电路， RST 引脚是复位信号的输入端高电平有效，复位方式有自动复位和手动复位两种。 本单片机系统 采用 手动 复位方式复位。 AT89S52 的复位电路如图 32 所示： 基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计 9 图 32 复位电路 各部分电路原理 工作指示灯电路 图 33 工作指示灯电路 电路组成如图 33： 工作原理： 当 口输出低电平时， D2 导通，绿色发光二极管点亮，指示密码正确门锁打开。 当 口输出低电平 时， D3 导通，红色发光二极管点亮，指示密码错误门锁不打开。 福州大学 至诚 学院 本科生毕业设计 (论文 ) 10 蜂鸣器报警电路 图 34 蜂鸣器电路 电路组成如图 34： 以 Q6的基级作为蜂鸣器控制信号的输入端与 口相连，主要由蜂鸣器、三极管 9012以及 10K 的偏置电阻组成。 工作原理： 当 输出高电平时， Q6 截止，蜂鸣器电路断开，蜂鸣器不发出声响。 当 输出低电平时， Q6 导通，蜂鸣器电路闭合，蜂鸣器发出声响。 若蜂鸣器发出声响表示密码输入错误或者烟雾传感器感应到灾情。 出门按钮 图 35 出门按钮电路 基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计 11 电路 组成如图 35 工作原理： 当按下出门按钮时，给 口输入低电平。 继而通过单片机控制门控锁电路打开门锁以及点亮开门指示灯。 门控锁电路 Y L 9 0 4 图 36 门控锁电路 电路组成如图 36： 以 Q5 的基极作为门控信号的输入端与 口相连。 此电路由 5V 继电器、交流电机、开关二极管、三极管 9013 以及 10K 的偏置电阻组成 【 2】。 工作原理： 如图 36 所示门锁接于继电器常闭端。 当 口输出高电平时 Q5 导通，此时继电器的控制线圈闭合，继电器动作，继电器常闭端断开，即电机断电，门处于锁死状态。 当 口输出低电平时 Q5 截止，此时继电器的控制线圈为开路，继电器不动作，门锁接于继电器常闭端，即电机通电，门处于打开状态。 显示模块 福州大学 至诚 学院 本科生毕业设计 (论文 ) 12 图 37 数码管显示电路 显示部分有二种方案可供选择；一种是采用 LCD 液晶显示，该方案具有低压微功耗、平板型结构、显示的信息量大、无电磁辐射、使用寿命长等优点，但本设计要求显示的数据量小，不能发挥其显示内容丰富的优点，同时占用 I/O 口线较多。 第二种方案采用 LED数码管显示，该方案具有实现容易、发光亮度大、驱动电路简单等优点，且其可靠性也优于 LCD 的显示，所以，我们通过比较，选用第二种方案数码管显示。 电路组成如图 37： 数码管的八段显示通过 200Ω的电阻外接单片机的 P0口，用四个 9015 的三极管的基极作为控制数码管位显的输入端与 到 相连。 主要由四位共阳数码管、四个 9015的三极管以及 200Ω的电阻组成。 工作原理： 由 P0 口控制数码管显示数。 由 P2 口的高低电平控制数码管位显，当 P2 口输出低电平时三极管导通，这时位为高电平即选中显示。 基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计 13 输入模块 图 38 44 矩阵键盘电路 为了减少按键与单片机接 口时所占用的 I/O 线的数目，本设计采用矩阵键盘。 在按键比较多的时候，通常采用这样方法。 其原理如图 38： 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，利用这种矩阵结构只需要 N 条行线和 N 条列线，即可组成具有 NN 个按键的键盘。 在这种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。 逐行扫描查询法工作原理： 判断键盘中有无键按下：将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。 只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与 4 根行线相交叉的 4 个按键之中。 若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。 判断闭合键所在的位置：在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。 福州大学 至诚 学院 本科生毕业设计 (论文 ) 14 其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。 在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。 若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。 感应模块 设计上我采用 MO2烟雾传感器感应模块。 因为 MQ2烟雾传感器适 用于室内外和工厂的烟雾监测装置，特别是对液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等混合气体的探测。 MO2烟雾传感器具有如下优点： 广泛的的探测范围； 灵敏度高； 使用寿命长； 优异的稳定性； 规格： 表 31 标准工作条件 符号 参数名称 技术条件 备注 VC 回路电压 小于 15V AC or DC VP 加热电压 AC or DC RL 负载电阻 可调 RH 加热电阻 30Ω 室温 PH 加热功耗 小于 900mW 表 32 环境条件 符号 参数名称 技术条件 备注 Tao 使用温度 10oC50oC Tas 存储温度 20oC70oC RH 相对湿度 小于 95%RH O2 氧气浓度 21%（标准条件） 最小值大于 2% 基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计 15 图 39 MQ2 烟雾传感器 电路组成如图 39： MQ2气敏元件的结构由微型 Al2O3陶瓷管、 SnO2敏感层以及由测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内组成，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。 封 装好的气敏元件有 6只针状管脚，其中 4个用于信号取出，如图 39中的 6，2个用于提供加热电流，如图 39中的 5【 4】。 A/D 转换模块 ADC0809简介 ： 1） 8 路 8 位 A/D 转换器，即分辨率 8 位； 2） 具有转换起停控制端； 3） 转换时间为 100μs； 4） 单个 ＋ 5V 电源供电； 5） 模拟输入电压范围 0～＋ 5V，不需零点和满刻度校准； 6） 工作温度范围为 40～＋ 85 摄氏度； 7） 低功耗，约 15mW。 2． ADC0809 的芯 片封装及 引脚功能简介 ： 福州大学 至诚 学院 本科生毕业。