基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)

1、武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目： 姓 名： 所在院系： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院二一三年十二月二十六日基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要門禁系統(tǒng)采用89C52 單片機(jī)作為控制核心，外圍加蜂鳴器控制電路、開門指示燈電路、電控鎖控制電路以及LCD液晶顯示電路等。門禁系統(tǒng)主要由CPU、工作指示電路、振蕩電路、蜂鳴器電路、門控鎖電路、矩陣鍵盤、讀卡模塊、顯示模塊等組成。該門禁系統(tǒng)采用射頻卡完成刷卡進(jìn)門，按刷卡出門等功能。其工作原理為：當(dāng)刷卡時(shí)，蜂鳴器響一下，如卡權(quán)限獲得允許，顯示模塊顯示卡號(hào)，同時(shí)繼電器動(dòng)作將門鎖打開，指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后繼電器再次動(dòng)作將門鎖鎖閉，指示

2、燈熄滅。當(dāng)按下出門按鈕時(shí)，繼電器動(dòng)作將門鎖打開，指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后繼電器再次動(dòng)作將門鎖鎖閉，指示燈熄滅。當(dāng)輸入初始密碼時(shí)，若輸入正確，繼電器動(dòng)作將門鎖打開，指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后繼電器再次動(dòng)作將門鎖鎖閉。此外，程序中還增加了射頻卡權(quán)限判斷的功能，當(dāng)遇到合法卡時(shí)顯示卡號(hào)，門鎖打開，延時(shí)10s自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)遇到非法卡時(shí)不顯示卡號(hào)門鎖不開。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良，具有一定的實(shí)用性。關(guān)鍵詞：門禁，射頻卡，電控鎖，液晶顯示，單片機(jī)控制第1章 概述1.1 系統(tǒng)方案的比較1.1.1 選題論證在現(xiàn)今社會(huì)，隨著人們對(duì)門禁系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，因此門禁系統(tǒng)的研發(fā)已成為

3、現(xiàn)代科技領(lǐng)域的一個(gè)熱門課題。目前，門禁系統(tǒng)已成為安全防范系統(tǒng)中極其重要的一部分，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，門禁系統(tǒng)正以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它類安防產(chǎn)品的進(jìn)度迅猛發(fā)展；門禁系統(tǒng)之所以能在眾多安防產(chǎn)品中脫穎而出，根本原因是因?yàn)槠涓淖兞艘酝卜喇a(chǎn)品，如：閉路監(jiān)控，防盜報(bào)警等被動(dòng)的安防方式，以主動(dòng)的控制替代了被動(dòng)監(jiān)視的方式，通過對(duì)主要通道的控制，大大的防止了罪犯從正常通道的侵入，并且可以在罪案發(fā)生時(shí)通過對(duì)通道門的控制限制罪犯的活動(dòng)范圍，制止犯罪或減少損失。此外，人們對(duì)門禁系統(tǒng)的應(yīng)用已不局限在單一的出入口控制，而且還要求它不僅可應(yīng)用于智能大廈或智能社區(qū)的門禁控制、考勤管理、安防報(bào)警、停車場(chǎng)控制、電梯控制、樓宇自控等，還可與

4、其它系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制等多種控制功能。安裝有門禁系統(tǒng)的建筑具有以下優(yōu)點(diǎn):（1）具有對(duì)門戶出入控制，保安防盜，報(bào)警等多種功能。（2）方便內(nèi)部員工或住戶出入，同時(shí)杜絕外來人員隨意進(jìn)出，既方便了內(nèi)部管理，又增強(qiáng)了內(nèi)部的保安。（3）門禁管理系統(tǒng)作為智能建筑中不可缺少的安保自動(dòng)化的一部分，為用戶提供一個(gè)高效的工作環(huán)境，從而提高管理的層次。也正是由于門禁系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，市場(chǎng)需求大，應(yīng)用廣泛，我們便選此作為研究設(shè)計(jì)的課題。1.1.2 方案選擇 門禁系統(tǒng)有許多種方案：主要有聯(lián)網(wǎng)和不聯(lián)網(wǎng)型。 聯(lián)網(wǎng)型：結(jié)構(gòu)圖如圖1-1示:圖1-1 聯(lián)網(wǎng)型結(jié)構(gòu)圖聯(lián)網(wǎng)型門禁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)；（2）刷卡后立即把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)上；（3

5、）便于查詢并能生成報(bào)表；缺點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)要求24小時(shí)開機(jī)；（2）計(jì)算機(jī)或管理機(jī)萬一有故障系統(tǒng)癱瘓；（3）有問題影響面大。不聯(lián)網(wǎng)型門禁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：（1）單臺(tái)刷卡機(jī)就能工作；（2）不用布線；（3）操作簡(jiǎn)單方便。缺點(diǎn)：不便于查詢。根據(jù)以上分析，我們的課題選擇了不聯(lián)網(wǎng)型。因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，提交作品方便，易操作。1.1.3 CPU的選擇我們?cè)谶@個(gè)課題的設(shè)計(jì)上采用了51單片機(jī)系統(tǒng)，之所以采用單片機(jī)系統(tǒng)是由于成本較低，功能完全可以滿足，發(fā)展也比較成熟且完善。而DSP、ARM系統(tǒng)雖然科技含量高于51單片機(jī)系統(tǒng)，但是其價(jià)格昂貴并且發(fā)展尚未成熟。因此，根據(jù)我們學(xué)的知識(shí)和市面上的應(yīng)用，經(jīng)過比較我們選擇了技術(shù)成熟、價(jià)

6、格便宜、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便的單片機(jī)平臺(tái)。1.1.4 射頻卡的選擇目前市面上的卡有很多種類：條碼、磁卡、接觸式IC卡，非接觸式IC卡等，條碼和磁卡，在超市和銀行方面應(yīng)用的比較多，接觸式IC卡，以前在公共電話中用的比較多，但接觸式IC卡，芯片外露易壞、易折，而非接觸式IC卡既射頻卡，它把芯片和線圈封裝卡片內(nèi)，不容易損壞、不怕惡劣的環(huán)境，現(xiàn)在社會(huì)上很流行，可靠性也高。根據(jù)卡的分析，我們選擇目前流行最廣，可靠性高，成本低的只讀卡，即采用EM4000型的ID卡。1.1.5 液晶顯示的選擇1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5×7或者

7、5×11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。因此，選擇LCD1602能夠滿足門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要。第2章 硬件電路的設(shè)計(jì)2.1 電路原理2.1.1 門禁系統(tǒng)主要組成由單片機(jī)、電源指示、工作指示、振蕩電路、蜂鳴器電路、門控鎖電路、4×4矩陣鍵盤、讀卡模塊、顯示模塊組成。如圖2-1示：圖2-1 電路原理圖2.1.2

8、 門禁系統(tǒng)工作原理1、當(dāng)刷卡時(shí)，蜂鳴器響一下，如卡權(quán)限獲得允許，顯示模塊顯示卡號(hào)，同時(shí)繼電器動(dòng)作將門鎖打開指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后繼電器再次動(dòng)作將門鎖鎖閉指示燈熄滅；當(dāng)非法卡刷卡時(shí)，沒有任何動(dòng)作。2、當(dāng)按下出門按鈕時(shí)，繼電器動(dòng)作將門鎖打開指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后繼電器再次動(dòng)作將門鎖鎖閉指示燈熄滅。3、當(dāng)進(jìn)門輸入密碼時(shí)，密碼正確則繼電器動(dòng)作將門鎖打開指示燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后繼電器再次動(dòng)作將門鎖鎖閉指示燈熄滅；密碼錯(cuò)誤則蜂鳴器報(bào)警，延時(shí)一段時(shí)間后蜂鳴器停止報(bào)警。2.2 資源分配軟、硬件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)中不可缺少的，為了滿足功能和指標(biāo)的要求，資源分配如下：1晶振采用11.0592MHZ；2單片機(jī)資源

9、分配如表2-1、2-1示：表2-1單片機(jī)資源分配表（1）P0.0-P0.7P1.0-P1.7P2.0P2.1P2.2LCD顯示矩陣鍵盤RSRWE表2-2單片機(jī)資源分配表（2）P2.3P2.4P2.5P3.0P3.2鎖蜂鳴器LED讀卡按鍵中斷0開0響0亮1不開1不響1不亮3、計(jì)算：因?yàn)樯漕l卡的讀卡頭選用EM4000型，讀卡頻率是11.0592MHZ，所以最小系統(tǒng)晶振，必須用11.0592MHZ才能讀卡。（1）定時(shí)控制字確定：選用定時(shí)器T1，方式2，所以 TMOD是20H。（2）計(jì)算初值 X = 256 -（foxc*（SMOD+1）/384*波特率 = 256 -（11.0592 *106 *（

10、0+1）/384*9600 = 253TH1= 0FDH TL1= 0FDH2.3 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.3.1 89C52的簡(jiǎn)述1.89C52的簡(jiǎn)介89C52是INTEL公司MCS-51系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它采用ATMEL公司可靠的CMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了CMOS的高速和高密度技術(shù)及CMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場(chǎng)合。89C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、8k片

11、內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）32個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。89C52引腳圖如圖2-2示：圖2-2 89C52的引腳圖89C52 單片機(jī)外部有32個(gè)端口可供用戶使用，其功能如表2-3示：表2-3 89C52外部端口功能表端口引腳位置第一功能區(qū)第二

12、功能區(qū)符號(hào)功能符號(hào)功能P03932P0.0P0.7通用I/O口AD0AD7地址/數(shù)據(jù)總線(低位)P118P1.0P1.7通用I/O口P22128P2.0P2.7通用I/O口A8A15地址總線(高位)P310P3.0通用I/O口RXD串行通信發(fā)送口11P3.1TX0串行通信接收口12P3.2INT0外部中斷013P3.3INT1外部中斷114P3.4T0計(jì)數(shù)器0輸入端口15P3.5T1計(jì)數(shù)器1輸入端口16P3.6WR外部?jī)?chǔ)存器寫使能17P3.7RD外部?jī)?chǔ)存器讀使能門禁系統(tǒng)數(shù)控部分采用89C52 單片機(jī)作為控制核心，其內(nèi)部組成包括：一個(gè)8位的微處理器CPU及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微

13、調(diào)電容需要外接；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8KB RAM低128字節(jié)，存放讀/寫數(shù)據(jù)；高128字節(jié)被特殊功能寄存器占用；片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM；四個(gè)8位并行I/O（輸入/輸出）接口P3 -P0，每個(gè)口可以用作輸入，也可以用作輸出；兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口。在89C52 單片機(jī)的基礎(chǔ)上，外圍增加蜂鳴器控制電路、開門指示燈電路、電控鎖控制電路以及1602顯示電路等，構(gòu)成了門禁系統(tǒng)的控制電路。2.4 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

14、門禁系統(tǒng)數(shù)控部分采用89C52 單片機(jī)作為控制核心，其內(nèi)部組成包括：一個(gè)8位的微處理器CPU及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8KB RAM低128字節(jié)，存放讀/寫數(shù)據(jù)；高128字節(jié)被特殊功能寄存器占用；片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM；四個(gè)8位并行I/O（輸入/輸出）接口P3P0，每個(gè)口可以用作輸入，也可以用作輸出；兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口。在89C52 單片機(jī)的基礎(chǔ)

15、上，外圍增加蜂鳴器控制電路、開門指示燈電路、電控鎖控制電路以及1602顯示電路等，構(gòu)成了門禁系統(tǒng)的控制電路。其原理圖如圖2-3示：圖2-3 門禁系統(tǒng)控制原理圖第3章 硬件電路原理3.1 門控鎖電路工作原理：當(dāng)P2.3口輸出高電平時(shí)Q2導(dǎo)通，Q3截止，此時(shí)繼電器的控制線圈為開路，繼電器不動(dòng)作。門鎖接于繼電器常閉端，門鎖閉合，門處于鎖死狀態(tài)。當(dāng)P2.3口輸出低電平時(shí)Q2截止，Q3導(dǎo)通，此時(shí)繼電器的控制線圈閉合，繼電器動(dòng)作。繼電器常閉端斷開，門鎖打開，門處于打開狀態(tài)。門控鎖電路如圖3-1示：圖3-1 控制鎖電路圖3.2 蜂鳴器電路工作原理：當(dāng) P2.4輸出高電平時(shí)，Q4導(dǎo)通，Q5截止，蜂鳴器回路開路

16、，蜂鳴器不響。當(dāng) P2.4輸出高電平時(shí)，Q4截止，Q5導(dǎo)通，蜂鳴器回路閉合，蜂鳴器發(fā)出響聲。電路組成如圖3-2示：圖3-2 蜂鳴器電路圖3.3 控制指示燈工作原理：當(dāng)P2.5口輸出高電平時(shí)，Q1截止，發(fā)光二極管熄滅。當(dāng)P2.5口輸出低電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。電路組成如圖3-3示：圖3-3 工作指示燈電路圖3.4 4×4矩陣鍵盤工作原理： P1口高四位為低電平，低四位為高電平。當(dāng)有鍵按下時(shí)，P1.0-P1.3給P3.2口輸入低電平，觸發(fā)INT0中斷，程序作出相應(yīng)處理，如3-4示：圖3-4 4×4矩陣鍵盤電路圖3.5 讀卡模塊設(shè)計(jì)上我們采用ID射頻卡讀卡器。EM991

17、3BF 125KHz感應(yīng)式讀卡模組是針對(duì)125KHz非接觸式RFID晶片而設(shè)計(jì)的讀卡模組，它能針對(duì)目前市面上125KHz非接觸式RFID晶片如凌航科技GK4001晶片或其它規(guī)格現(xiàn)相近產(chǎn)品進(jìn)行資料讀取與資料判斷，使用者可以一次開發(fā)感應(yīng)式讀卡及相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，該模塊主要范圍為互動(dòng)式玩具、門禁管制系統(tǒng)、人員考勤管理、動(dòng)物或物品辨識(shí)及產(chǎn)品管理，此讀卡模組主要優(yōu)缺點(diǎn)敘述如下：優(yōu)點(diǎn)：（1）獨(dú)立性高，（2）二次開發(fā)容易，安裝簡(jiǎn)單資料讀取穩(wěn)定性高（3）統(tǒng)安全性高，RFID資料不重復(fù)且難以復(fù)制（4）可選擇數(shù)據(jù)輸出格式缺點(diǎn)：電腦必須24小時(shí)開機(jī)，便于數(shù)據(jù)傳送。硬件/軟件功能：125KHz感應(yīng)式讀卡機(jī)系統(tǒng)如圖3-5示

18、：感應(yīng)線圈讀卡器模組RS232outpu接CPU3.0圖3-5 讀卡器示意圖讀卡器引腳連接圖如3-6示:圖3-6 讀卡器引腳連接示意圖使用EM9913BF模塊，在5-15cm距離內(nèi)讀取GK4001的時(shí)間不超過70ms。感應(yīng)式讀卡系統(tǒng)電源DC 5V，感應(yīng)線圈（Antenna）為系統(tǒng)必需，感應(yīng)線圈可以與系統(tǒng)分開放置，亦可設(shè)計(jì)與系統(tǒng)中，為防止感應(yīng)電磁場(chǎng)干擾，請(qǐng)勿將金屬板置于感應(yīng)線圈前后。每個(gè)卡片內(nèi)部有一個(gè)小芯片和感應(yīng)線圈，價(jià)格低廉，國(guó)內(nèi)最普及的EM ID卡，大多為瑞士nEM或臺(tái)灣GK公司的4100、4102系列芯片+線圈+卡基封裝而成。每張卡有且只有一個(gè)唯一的，不可更改和復(fù)制的ID內(nèi)碼（64位2進(jìn)制

19、機(jī)密的永不重復(fù)的卡號(hào)），因其安全可靠，價(jià)格低廉而大量應(yīng)用于身份識(shí)別、產(chǎn)品防偽等領(lǐng)域。讀卡器卡號(hào)輸出格式的說明：由于歷史的原因，或者不同領(lǐng)域習(xí)慣的原因，最常見到的有五種讀卡方式，我們采用的讀卡格式為：將10位十六進(jìn)制的ASC字符串，即10Hex格式的倒數(shù)第5、第6位，轉(zhuǎn)換為3位十進(jìn)制卡號(hào)，在將后4位，轉(zhuǎn)換為5位十進(jìn)制卡號(hào)，中間用“，”分開，即“2H+4H”，即將2H“6F”轉(zhuǎn)換為“111”，4H“6c3a”轉(zhuǎn)換為“27706”，最終將2段連在一起輸出為“111，27706”。3.6 顯示模塊LCD1602是指顯示的內(nèi)容為16×2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊。它是一種專門用來

20、顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5×7或者5×11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。3.6.1 LCD1602 主要技術(shù)參數(shù)顯示容量:16×2 個(gè)字符 芯片工作電壓:4.55.5V 工作電流:2.0mA(5.0V) 模塊最佳工作電壓:5.0V 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 3.6.2引腳功能說明1602引腳如圖3-8示：圖3-7 1602引腳

21、示意圖1602引腳功能如表3-2示：表3-2 1602引腳功能表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/M讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D9數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 第1腳：VSS為電源地 第2腳：VDD接5V電源正極 第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 第4腳：RS為寄存器選擇

22、，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。 第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極3.6.3 1602指令集1602 液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的（說明1為高電平，0為低電平）。如表3-3示：表3-3 1602指令集指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光3標(biāo)和顯示位置設(shè)置I/D，光標(biāo)移動(dòng)方向

23、，高電平右移，低電平左移，S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無效。指令 4：顯示開關(guān)控制。D：控制整體的顯示開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示。C:控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C ：高電平時(shí)顯示移動(dòng)的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)為雙行顯示，F(xiàn)：低電平時(shí)顯示 5X7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5X10 的顯示字符。指令 7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。 指令

24、 8：DDRAM 地址設(shè)置。指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。3.6.4 與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表基本操作時(shí)序表如表3-5示：表3-5 基本操作時(shí)序表讀狀態(tài)輸入RS=L,R/W=H,E=H輸出D0-D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L,R/W=H,D0-D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=H,E=H輸出D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=L,D0-D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖輸出無讀操作時(shí)序如圖3-8示：圖3-8 讀操作時(shí)序圖寫操作時(shí)序如圖3-9示：圖3-9 寫操作時(shí)序圖第4章 軟件設(shè)計(jì)4

25、.1 系統(tǒng)主程序分析4.1.1主程序流程圖 主程序流程圖如圖4-10示：圖4-10 主程序流程圖4.1.2主程序清單#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<define.h>#include<delay.h>#include<enter_out.h>#include<lcd.h>#include<keyboard.h>#include<display.h>#include<T1.h>/*主程序*/void main()LED = 0;/L

26、ED 亮BUZZER = 0;/蜂鳴器 響 EA = 1;/開所有中斷INT0_init();T1_init();lcd_init();P1 = 0x0f;/鍵盤初始化delay(100);LED = 1;/熄滅LEDBUZZER=1; /關(guān) 蜂鳴器while(1)display();delay(50);4.2 子程序分析4.2.1 顯示程序1. 顯示程序流程圖如圖4-11示：圖4-11 顯示程序流程圖2.顯示程序清單：/*函數(shù)功能:與最近一次lcd顯示界面比較，以此作是否清屏處理入口參數(shù):出口參數(shù):*/void judge_clear_lcd()if( N_DISPLAY != N_DISP

27、LAY_HISTORY )lcd_wcmd(0x01);/清屏/*函數(shù)功能:lcd顯示第0幕入口參數(shù):出口參數(shù):*/void display0()uchar i;judge_clear_lcd(); /是否清屏處理lcd_pos(0x00);/設(shè)置顯示位置delay1(1);for(i=0; weli!='0' i+)lcd_wdat(weli);N_DISPLAY_HISTORY=0; /記錄 歷史顯示界面編號(hào)/*函數(shù)功能:lcd顯示第1幕入口參數(shù):出口參數(shù):*/void display1()uchar i;judge_clear_lcd();/是否清屏處理lcd_pos(0

28、x00);/設(shè)置顯示位置delay1(1);for(i=0; com_ini !='0' i+)/顯示"Come in please !"lcd_wdat(com_ini); lcd_pos(0x40);/設(shè)置顯示位置delay1(1);for(i=0; pushi !='0' i+) /顯示"Push the door !"lcd_wdat(pushi);N_DISPLAY_HISTORY=1; /記錄 歷史顯示界面編號(hào)/*函數(shù)功能:lcd顯示第2幕入口參數(shù):出口參數(shù):*/void display2()uchar i;j

29、udge_clear_lcd();/是否清屏處理lcd_pos(0x00);/設(shè)置顯示位置delay1(1);for(i=0; pulli!='0' i+)/顯示"Pull the door !"lcd_wdat(pulli);N_DISPLAY_HISTORY=2; /記錄 歷史顯示界面編號(hào)/*函數(shù)功能:lcd顯示第3幕入口參數(shù):出口參數(shù):*/void display3()uchar i;bit j = 0;/ 已顯示* 標(biāo)志judge_clear_lcd();/是否清屏處理lcd_pos(0x00);/設(shè)置顯示位置delay1(1);for(i=0; i

30、nputi!='0' i+)/顯示"Intput password"lcd_wdat(inputi);lcd_wcmd(0x0d);/顯示閃爍光標(biāo)delay1(1);lcd_pos(0x43);/設(shè)置顯示位置delay1(1);doif( (V_KEY>=13) && (V_KEY<=15) )lcd_wcmd(0x0c);/不顯示閃爍光標(biāo)delay1(1);return;/跳出本界面if( F_PASSW = 1 )/是否有密碼輸入lcd_wdat('*');F_PASSW = 0;j = 1;/置位 已顯示*

31、標(biāo)志if( (V_KEY = 12) && (j = 1) ) /是否在 已顯示*下情況下按“輸入密碼”鍵/清除之前顯示的字符'*'j = 0;/清除 已顯示*標(biāo)志lcd_pos(0x43);/設(shè)置顯示位置for(i=0; i<6; i+)lcd_wdat(0x0a);/顯示空格lcd_pos(0x43);/設(shè)置顯示位置while( F_PASSW_O != 1 );lcd_wcmd(0x0c);/不顯示閃爍光標(biāo)delay1(2);N_DISPLAY_HISTORY = 3; /記錄 歷史顯示界面編號(hào)/*函數(shù)功能:lcd顯示第4幕入口參數(shù):出口參數(shù):*/v

32、oid display4()uchar i;judge_clear_lcd();/是否清屏處理lcd_pos(0x00);/設(shè)置顯示位置delay1(1);for(i=0; passw_erri!='0' i+)/顯示"Error !"lcd_wdat(passw_erri);N_DISPLAY_HISTORY=4; /記錄 歷史顯示界面編號(hào)/*函數(shù)功能:lcd顯示第5幕入口參數(shù):出口參數(shù):*/void display5()uchar i;judge_clear_lcd(); /是否清屏處理lcd_pos(0x42);/設(shè)置顯示位置delay1(1);for

33、(i=0; passw_erri!='0' i+)/顯示"Test ."lcd_wdat(testi);N_DISPLAY_HISTORY=5;/記錄 歷史顯示界面編號(hào)/*函數(shù)功能:lcd顯示幕判別入口參數(shù):出口參數(shù):*/void display()switch( N_DISPLAY ) /根據(jù)當(dāng)前界面編號(hào)N_DISPLAY進(jìn)行顯示case 0 : display0();break;case 1 : display1();break;case 2 : display2();break;case 3 : display3();break;case 4 : di

34、splay4();break;case 5 : display5();break;4.2.2 鍵盤程序1. 鍵盤程序流程圖如圖4-12示：圖4-12 鍵盤程序流程圖2.鍵盤程序清單：/*函數(shù)功能:鍵值計(jì)算程序，返回鍵值015入口參數(shù):i出口參數(shù):v*/uchar key_calcu(uchar i, uchar m)uchar v;switch(m)case 0x0e: v=(i*4)+0;break; /第i行第1列case 0x0d: v=(i*4)+1;break; /第i行第2列case 0x0b: v=(i*4)+2;break; /第i行第3列case 0x07: v=(i*4)+

35、3;break; /第i行第4列default : v=0xff;return v;/*函數(shù)功能：鍵盤掃描程序，返回鍵值015入口參數(shù):出口參數(shù):（鍵值）*/uchar key_scan(void) /使用行列逐級(jí)掃描法 uchar i, temp=0, m, v_key;P1 = 0x0f;/高四位低電平，低四位高電平if(P1 != 0x0f)/確認(rèn)是否有鍵按下 delay(5);/去抖動(dòng)，延時(shí)0.01sif(P1 != 0x0f) /有鍵按下for(i=0; i<4; i+)/逐行掃描temp = ( 1<<(4+i) );/P1.4P1.7逐次給低電平，P1口其他引腳

36、為高P1 = temp;if(P1 != temp)/確認(rèn)第i行是否有鍵按下m = P1 & 0x0f;/取P1.0P1.3的狀態(tài)，用于計(jì)算鍵值while( P1 != temp ) ;/等待按鍵松開delay(5);/去抖動(dòng)，延時(shí)0.01swhile( P1 != temp ) ;/等待按鍵松開v_key = key_calcu( i, m );/計(jì)算鍵值if(v_key != 0xff) return v_key; /返回有效鍵值return 0xff;/無鍵按下或掃描異常時(shí)，返回0xff作為鍵值 /*函數(shù)功能:密碼驗(yàn)證程序入口參數(shù):出口參數(shù):*/void passw_check(

37、)uchar i, j = 0;rec_passwN_PASSW = V_KEY;/暫存輸入密碼F_PASSW = 1;/置位新密碼輸入標(biāo)志N_PASSW+;/密碼存放位加1if(N_PASSW = 6)/6位密碼是否輸入完畢F_INPUT = 0; /清零 進(jìn)入輸入密碼程序標(biāo)志F_PASSW_O = 1;/置位 密碼輸入完畢標(biāo)志 for(i=0; i<6; i+)if( rec_passwi = pass_wordi )j+;/記錄正確密碼個(gè)數(shù)elsebreak;/若有一位密碼錯(cuò)誤，則跳出、不再比較if(j = 6)/密碼正確 N_DISPLAY = 1;/顯示請(qǐng)進(jìn)提示界面go_out

38、_OR_enter(); /開鎖等處理else/密碼錯(cuò)誤BUZZER = 0;/蜂鳴器響 N_DISPLAY = 4;/顯示密碼錯(cuò)誤提示界面set_origscr();/置位返回初始界面標(biāo)志/*函數(shù)功能:鍵值處理程序入口參數(shù):出口參數(shù):*/void key_dispose()if( (F_INPUT = 1) && (V_KEY >= 0) && (V_KEY <= 9) )/是否輸入密碼為09有效且進(jìn)入輸入密碼程序標(biāo)志為1passw_check();/密碼驗(yàn)證處理else switch(V_KEY)case 12 : /輸入密碼 鍵N_DISPLA

39、Y=3;/改變顯示界面F_INPUT = 1; /置位進(jìn)入輸入密碼程序標(biāo)志F_PASSW_O = 0;/清零密碼輸入完畢標(biāo)志N_PASSW = 0;/密碼比較位置零 break;case 13 : /出門按鈕 鍵N_DISPLAY=2;/改變顯示界面go_out_OR_enter();/開鎖等處理F_INPUT = 0;/清除 進(jìn)入輸入密碼程序標(biāo)志break;case 14 :/模擬刷卡 鍵N_DISPLAY=1; /改變顯示界面go_out_OR_enter();/開鎖等處理F_INPUT = 0;/清除 進(jìn)入輸入密碼程序標(biāo)志break;case 15 :/確認(rèn)/返回 鍵N_DISPLAY=

40、0;/改變顯示界面if(F_INPUT = 1)BUZZER = 0;/蜂鳴器 響 N_DISPLAY = 4; /改變顯示界面set_origscr(); /置位返回初始界面標(biāo)志elseBUZZER = 1;/在密碼錯(cuò)誤使蜂鳴器響的情況下，按“確認(rèn)/返回”鍵可關(guān)蜂鳴器F_INPUT= 0;/清除 進(jìn)入輸入密碼程序標(biāo)志break; /*函數(shù)功能:INTO初始化入口參數(shù):出口參數(shù):*/void INT0_init(void)IT0 = 0;/低電平觸發(fā)IT0=1;/邊沿觸發(fā)方式EX0 = 1;/允許外部中斷0中斷/*函數(shù)功能:INT0中斷服務(wù)程序入口參數(shù):出口參數(shù):*/void INT0_irq

41、(void) interrupt 0V_KEY = key_scan();/取鍵值if(V_KEY != 0xff)key_dispose();/鍵值處理 P1 = 0x0f;結(jié) 論經(jīng)過全組人員的多次探討研究，翻閱大量文獻(xiàn)資料，最終確定各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方案，使得系統(tǒng)初步具備一定的穩(wěn)定性與創(chuàng)新性。系統(tǒng)的可靠性體現(xiàn)在控制開鎖設(shè)計(jì)上:當(dāng)讀卡器檢索到合法IC卡時(shí)，由CPU的P2.3引腳提供一個(gè)低電平信號(hào)，因?yàn)椋?9C52 單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)是高電平，而一般實(shí)用電路必須有看門狗電路，一旦出現(xiàn)故障，也需要復(fù)位，也是高電平。在設(shè)計(jì)上如果采用高電平開門，是不可以的。所以，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)，通過論證，選用低電平作為信

42、號(hào)，控制門的開啟，此時(shí)門鎖自動(dòng)打開。從消防安全考慮，如果發(fā)生意外或危險(xiǎn)，只要斷開電源，門鎖同樣可以被打開。系統(tǒng)的創(chuàng)新性體現(xiàn)在采用非接觸的IC卡。采用了更為先進(jìn)的非接觸式IC卡。我們之所以使用非接觸式IC卡，是由于非接觸式IC卡相對(duì)于以往傳統(tǒng)的接觸式系統(tǒng)，具有更多的優(yōu)點(diǎn)。非接觸式IC卡，是感應(yīng)卡家族中的一員，除具有接觸式IC卡的優(yōu)點(diǎn)，更有存儲(chǔ)容量大，安全性強(qiáng)，無機(jī)械磨損等優(yōu)點(diǎn)。而且它還克服了接觸式IC卡所無法避免的缺點(diǎn)，如讀寫故障率高，由于觸點(diǎn)外露而導(dǎo)致的污染、損傷、磨損、靜電以及插卡不便、易受惡意攻擊等。致謝時(shí)光飛逝，來不及感嘆，三年的大學(xué)生活已近尾聲，期間我不斷得到各位老師、同學(xué)的關(guān)心與幫助

43、，感受到了友誼的溫暖與純真，最重要的是一種精神上的激勵(lì)，讓我非常感動(dòng)。經(jīng)過不懈的努力，我的畢業(yè)論文基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在張娟梅老師的悉心指導(dǎo)下已經(jīng)完成初稿。論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策及家長(zhǎng)的支持鼓勵(lì)，是我堅(jiān)持完成論文的動(dòng)力源泉。在此，我特別要感謝我的導(dǎo)師張娟梅老師。從論文的選題、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點(diǎn)，他都費(fèi)盡心血。老師溫和的性格，樸素的作風(fēng)，深深地感動(dòng)著我。同時(shí)，我還要感謝幫助我的各位同學(xué)，在論文的寫作的這段時(shí)間里，給我提出了很多寶貴的意見和建議，與他們的交流使我受益頗多。感謝大學(xué)里的每一位

44、老師的支持和幫助，真誠(chéng)地感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。最后要感謝我的家人以及我的朋友們對(duì)我的理解、支持、鼓勵(lì)和幫助，正是因?yàn)橛辛怂麄?，我所做的一切才更有意義；也正是因?yàn)橛辛怂麄?，我才有了追求進(jìn)步的勇氣和信心。最后感謝答辯組老師們的評(píng)閱，辛苦了，謝謝！參考文獻(xiàn)1 李忠國(guó).單片機(jī)應(yīng)用技能訓(xùn)練.北京:人民郵電出版社,20062 李朝青.單片微機(jī)原理及接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社，19983 劉守義.智能卡技術(shù).西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.（220222）4 林全新.單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京:人民郵電出版社,2002（184186）5 王汝琳.智能門禁控制系統(tǒng).北京:電子工業(yè)出版社,20046 潘新民,王燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京:電子工業(yè)出版社,20117 楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.北京:高等教育出版社,20068 何立民.嵌入式系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)得探討.浙江:浙江大學(xué)學(xué)報(bào),1998（增刊）9 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,200510 王開滿,江平,李潔.門禁系統(tǒng)在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用.都市快軌交通,200711 沈紅衛(wèi).單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析.北京航空航天大學(xué)