基于IC卡的樓宇門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作為輸出口用時(shí)，每位能夠以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。，P0口接收的指令為字節(jié)指令；但在程序校驗(yàn)過程中，輸出指令字節(jié)，需要外接上拉電阻。讀卡模塊具有接收和發(fā)射的功能。接收時(shí)，讀卡器模塊把從空間獲取的電磁波轉(zhuǎn)換成高頻電流送入接收機(jī)裝置；發(fā)射時(shí)，讀卡器模塊把發(fā)射機(jī)的高頻電流轉(zhuǎn)化為可在空間直接傳播的電磁波。對于設(shè)計(jì)應(yīng)用于射頻識別系統(tǒng)中的小功率、短距離無線收發(fā)設(shè)備，天線的設(shè)計(jì)無疑是其中的重要組成部分。良好的天線系統(tǒng)可以使通信距離達(dá)到最佳狀態(tài)。在低功率、短距離的RFID系統(tǒng)中，通信性能可靠、價(jià)格優(yōu)惠的天線系統(tǒng)無疑成為設(shè)計(jì)者的首選，PCB環(huán)型天線就是其中比較常用的一種．本次門禁系統(tǒng)主要用的是由NXP公司的RC500射頻芯片為讀卡器中使用的天線所設(shè)計(jì)。因?yàn)樵撔酒筇炀€的阻抗為70Q，工作頻率為l3．56MHz。讀卡模塊內(nèi)部的發(fā)射器不需要增加有源控制電路就能夠直接驅(qū)動(dòng)近距離的天線（探測距離可達(dá)100mm），方便的并行接口方式，可直接連接到任何8位微處理器芯片，這一特性無疑給讀卡器/終端的設(shè)計(jì)提供了極大的方便性與靈活性。電感藕合式射頻識別系統(tǒng)的讀卡器天線用于產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的磁通量，讀卡器天線產(chǎn)生的磁通量主要用于向非接觸式IC卡提供工作所需的電源并在讀卡器和非接觸式IC卡之間傳遞信息。因此，對讀卡器天線的結(jié)構(gòu)有三個(gè)最基本的要求：（1）天線線圈產(chǎn)生的電流要最大化，用于產(chǎn)生最大的磁通量；（2）功率要相互匹配，以最大程度地利用產(chǎn)生磁通量的可用能量；（3）要有足夠?qū)挼耐◣?，以無失真地的形式傳送及利用數(shù)據(jù)調(diào)制的載波信號。品質(zhì)因數(shù)Q和諧振頻率也是電感藕合式射頻識別系統(tǒng)讀卡器天線的主要特征值，由于品質(zhì)因數(shù)Q會影響天線讀寫距離，所以品質(zhì)因數(shù)Q也是天線設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它可以通過電感線圈的電抗與電阻的比值計(jì)算出來：QUOTE較高的品質(zhì)因數(shù)，會增加讀卡器的天線電壓，與此同時(shí)也會增加應(yīng)答器（IC卡）的能量傳輸。與之相反是，天線的傳輸帶寬與品質(zhì)因數(shù)Q值成反比關(guān)系。如果選擇的品質(zhì)因數(shù)Q過高，會導(dǎo)致頻帶寬度減小，因此會明顯地消弱非接觸式IC卡接收到的調(diào)制載波邊帶。由于飛利浦公司的Mifare卡屬于無源非接觸式IC卡，其工作所需的能量主要是通過讀卡器天線產(chǎn)生的磁通量感應(yīng)而來，并且由于受到IC卡形狀的限制與制約，IC卡中不可能封裝太大尺寸的天線，故使得IC卡接收的能量偏小，所以讀卡器天線的讀寫距離較短，一般感應(yīng)范圍在100mm以內(nèi)。工作指示燈電路如圖4-2-1所示，9013三極管的基極與P1.5口相連，工作指示電路的組成：三極管（9013型）、LED（發(fā)光二極管）、限流電阻。指示燈工作原理：（1）當(dāng)P1.5口輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，集電極為低電平，發(fā)光二極管發(fā)光。（2）當(dāng)P1.5口輸出低電平時(shí)，三極管截止，發(fā)光二極管不亮。門控電子鎖電路如圖4-3-1所示，以9014型三極管的基極作為門控電路信號的輸入端與P1.3端口相連，門控鎖電路由繼電器（12V電壓供電）、限流二極管、偏置電阻以及2個(gè)三級管復(fù)合成的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。門鎖電路的工作原理：（1）當(dāng)P1.3口輸出高電平時(shí)三極管（9014型）導(dǎo)通，8050型三極管截止，此時(shí)繼電器的控制線圈為開路狀態(tài)，繼電器將不動(dòng)作。門鎖接繼電器的常閉端，門鎖閉合時(shí)，門處于關(guān)閉的狀態(tài)。（2）當(dāng)P1.3口輸出為低電平時(shí)復(fù)合管中的9014型三極管截止，8050型三極管導(dǎo)通，繼電器的控制線圈將會及時(shí)閉合，繼電器會動(dòng)作。繼電器常閉端斷開后，門鎖打開，門處于打開狀態(tài)。電源穩(wěn)壓電路主要是為單片機(jī)系統(tǒng)、周圍輔助電路和電磁鎖的線圈提供穩(wěn)定的12V和5V電源，為了滿足消防安全的要求，防止斷電后電磁鎖不能開啟，該門禁系統(tǒng)電路中還增加了蓄電池?cái)嚯娮詣?dòng)投入設(shè)備。電源由220V市電經(jīng)過24V的變壓器、整流濾波電路和、MC78L12CG和MC78L05CG芯片可以產(chǎn)生供單片機(jī)電路的+5V和電磁鎖的+12V電源，斷電后將通過12V蓄電池BT向門禁系統(tǒng)供電。原理如圖4-3-1所示，圖中的直流繼電器是用來實(shí)現(xiàn)市電停電時(shí)和備用蓄電池自動(dòng)切換，系統(tǒng)正常工作時(shí)將使用市電電源供電，在市電電源異常時(shí)則會立即啟用備用蓄電池電源，其中發(fā)光二極管D1為市電通電正常指示燈，D2為正常工作指示燈。圖2.24-.1a供電電源電路原理框圖報(bào)警電路如圖4-4-1所示，以9013型三級管的基極作為蜂鳴器控制信號的輸入端與P1.2口相連，主要由蜂鳴器、9013與9014兩個(gè)三極管及R2偏置電阻組成。報(bào)警工作原理：（1）當(dāng)P1.2端口輸出高電平時(shí)，9013型三極管導(dǎo)通，9014型三極管截止，蜂鳴器報(bào)警回路開路，蜂鳴器不響。（2）當(dāng)P1.2端口輸出低電平時(shí)，9013型三極管截止，9014型三極管導(dǎo)通，蜂鳴器回路閉合，蜂鳴器發(fā)出響聲。 顯示模塊有兩種方式實(shí)現(xiàn)：一種是采用LCD液晶顯示，該方案具有低壓、低功耗、平板型的結(jié)構(gòu)、顯示信息量多、無輻射、經(jīng)久耐用等優(yōu)良特性；第二種是采用LED數(shù)碼管顯示，該方案具有操作實(shí)現(xiàn)容易、發(fā)光