【正文】 統(tǒng)的可靠性、管理和使用的方便性等方面也有很大的進(jìn)步。在異常情況下（非法侵入、門超時(shí)未關(guān)）實(shí)現(xiàn)報(bào)警； 本系統(tǒng)的核心器件是單片機(jī)， 通過(guò)對(duì)單片機(jī)已經(jīng)寫入得程序的實(shí)現(xiàn)上述功能 。 適用于 普通樓宇 單位 的進(jìn)入控制 ，可實(shí)現(xiàn)： 對(duì)通道進(jìn)出權(quán)限 的控制（密碼輸入進(jìn)門的控制） ；對(duì)講系統(tǒng)（可實(shí)現(xiàn)門外和住戶的對(duì)話及開(kāi)門控制）。 隨著自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，門 控（門 禁 ） 系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展，進(jìn)入了成熟期， 但是總體來(lái)說(shuō)門控（門禁）系統(tǒng)大體分為這 一下三類： 密碼門禁系統(tǒng) , 刷卡門禁系統(tǒng) ,生物識(shí)別門禁系統(tǒng) 。 隨著人們對(duì)門 控 系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，門 控 系統(tǒng)的發(fā)展主要呈現(xiàn)出兩種趨勢(shì)： 1） 門 控 系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛 門 控 系統(tǒng)的應(yīng)用已不局限在單一的出入口控制。隨著技術(shù)的日漸成熟，生物辨識(shí)門禁系統(tǒng)成本將逐步降低，實(shí)用性不斷提高，成為門禁系統(tǒng)發(fā)展的另一方向。 本課題的主要研究工作 課題內(nèi)容 設(shè)計(jì)出一種能有 密碼輸入 進(jìn) 入 、門號(hào)呼叫及對(duì)講、 異常報(bào)警 等功能 的 門控系統(tǒng)，本課題要求完成 門控系統(tǒng)的 的硬件和軟件設(shè)計(jì) 及其軟件仿真 。在出入較多的通道（辦公室，酒店客房等），鑰匙的管理也相當(dāng)麻煩，遇到鑰匙丟失或人員更換都要把鑰匙一起更換。 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)電路硬件設(shè)計(jì) 門控電路的硬件部分主要由主要供電電源電路、備用電源電路、單片機(jī)外圍電路、鍵盤電路、 1602液晶顯示電路、報(bào)警電路、門號(hào)選擇電路、對(duì)講電路等電路模塊組成。 圖 基于單片機(jī)門控系統(tǒng) 電路主框圖 如上圖所表示，電源由主要供電電源電路和備用電源電路組成，主要供電電路是由市電通過(guò)變壓濾波整流 穩(wěn)壓后直接向各部分電路供 12V和 5V電壓。其中電控鎖和門鈴對(duì)講電路要求提供的電壓是 12V，單片 機(jī)及其外主要供電電源電路 電源切換 備用 電源電路 驅(qū)動(dòng)電路 電 控 鎖 51 單 片 機(jī) 報(bào)警電路 16 路門 選擇電 路 CD406716 路模擬開(kāi)關(guān) 鍵盤電路 1602 液晶 門 磁 時(shí)鐘芯片 門 鈴 對(duì) 講 電 路 12V 5V 電池 12V 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 圍電路用的電源均為 5V。電路框圖如圖 ，硬件圖為 ，其中直 流繼電器用來(lái)實(shí)現(xiàn)市電供電電源和備用蓄電池電源的斷電自動(dòng)切換當(dāng)常用電源正常時(shí)用常用電源，即斷電后則用備用蓄電池電源， D1為市電通電指示燈， D2為工作指示燈。 圖 12v 蓄電池充電電路 門磁、蜂鳴報(bào)警電路、電控鎖及其驅(qū)動(dòng)電路 門磁 門磁是用來(lái)檢測(cè)門是否關(guān)閉的一個(gè)小型感應(yīng)器，在軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)，可以看到每個(gè)門現(xiàn)在的狀態(tài)是開(kāi)著的還是關(guān)著的。 兩條電線輸出閉合信號(hào)。 目前小區(qū)樓宇門控對(duì)講系統(tǒng)一般都是配備的電控鎖，這種鎖用戶可以用鑰匙自行打開(kāi)，即使是在忘記密碼的情況等特殊情況下也可以用鑰匙將門打開(kāi)。與電磁鎖不同的是陽(yáng)極鎖適用于雙向的木門、玻璃門、防火門，而且它本身 帶有門磁檢測(cè)器，可隨時(shí)檢測(cè)門的安 全狀態(tài)。因?yàn)橥ｋ姇r(shí)陰鎖是鎖門的。采用門磁 +陰極鎖的方案，為了符合消防要求，在單片機(jī) IO口可設(shè)置消防聯(lián)動(dòng)接口。 圖 電控鎖驅(qū)動(dòng)電路 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 BEEPQ2Z T X 7 0 4D1L E D G RE E NL S 1S P E A K E R 報(bào)警電路 此電路設(shè)計(jì)相當(dāng)簡(jiǎn)單可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的提示及報(bào)警功能，由單片輸出一開(kāi)關(guān)信號(hào)至三極管，觸發(fā)三極管以實(shí)現(xiàn)此功能。其中腳 1 14和 13 是地址碼 A、B、 C、 D的輸入端 ；腳 2～ 9和 16～ 23是開(kāi)關(guān)的輸入 /輸出端（開(kāi)關(guān)位）；腳 1是開(kāi)關(guān)的輸出 /輸入公共端（開(kāi)關(guān)刀）；腳 15為控制端片選信號(hào)只有當(dāng)其置低電平時(shí)有效（選通），高電平禁止（開(kāi)關(guān)開(kāi)路）。該圖中 0～ 15是開(kāi)關(guān)的位， X代表開(kāi)關(guān)的公共端刀，它等效一 個(gè)單刀多位開(kāi)關(guān)。 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7P I A N X U A NDCBAD 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 單片機(jī)電路 單片機(jī)是整個(gè)設(shè)計(jì)的控制器的核心，完成整個(gè)控制器的控制功能，包括鍵盤的輸入、液晶屏幕的顯示、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 和運(yùn)算、數(shù)字信號(hào)的輸出等功能。 單片機(jī)的 P0、 P P P3均為雙向輸出口，由于此設(shè)計(jì)使用的單片機(jī)的管腳較多，如上圖所示在設(shè)計(jì)中比較合理的分配了：其中 P1口為鍵盤與單片機(jī)的通訊接口； P0 和~ 1602液晶顯示器 D0~D7的數(shù)據(jù)通訊接口， 電路的接口， ~ DS1302的連接接口， CD4067的輸出接口，其中 CD4067輸出的片選信號(hào)， 。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接 地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號(hào)共同形成鍵編碼而識(shí)別按鍵，通過(guò)軟件查表，查出該鍵的功能及其鍵值。如表 1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等。 圖 4x4 矩陣鍵盤接線及其鍵值示意圖 P1.6 P1.5P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P1.7P 1 . 0P1.40123456789重復(fù)上次呼叫歡迎界面門號(hào)輸入密碼輸入1011基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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腳 ： VL（ VEE）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，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。 6腳 ： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 1 16腳圖中未畫出，背光燈可以 方便 夜間的使用。 51單片機(jī)作為主機(jī)通過(guò)控制 RST、 SCLK和 IO 信號(hào)實(shí)現(xiàn)兩芯片建的數(shù)據(jù)傳送。如按一下 S，則音樂(lè) IC的 3腳受觸發(fā)， 1腳有音樂(lè)信號(hào)輸出，經(jīng) Q15放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)經(jīng) R5推動(dòng) Y Y3。此對(duì)講門鈴電路中麥克風(fēng) MK揚(yáng)聲器 LS揚(yáng)聲器 LS1 置于相應(yīng)住戶室內(nèi)，麥克風(fēng) MK揚(yáng)聲器 LS3 置于門處來(lái)訪者可以使用到的位置。此系統(tǒng)還有消防聯(lián)動(dòng)接口，可以實(shí)現(xiàn)與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。可以保護(hù)蓄電池，使其壽命更久。經(jīng)由 KeilC編程后，生成的 hex文件在 protues下仿真都可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。 DS1302 的一次數(shù)據(jù)傳送是從發(fā)送控制字節(jié)開(kāi)始的。最低有效位 (位 0) 表示命令類型 ,為 0 表示要進(jìn)行寫操作 ,為 1 表示要進(jìn)行讀操作。當(dāng)為 RST 高電平時(shí) ,所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化 ,允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。DS1302 的數(shù)據(jù)輸入輸出向 DS1302 寫入數(shù)據(jù)時(shí) ,數(shù)據(jù)在控制字節(jié)輸入后的下一個(gè) SCLK周期的上升沿被寫入 ,多余的 SCLK將被忽略。突發(fā)模式下 ,可以一次性讀出所有日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)或 RAM。黨密碼輸入正確時(shí)，屏幕將顯示“ CODE IS RIGHT,WAIT...”輸出三聲提示聲，并且產(chǎn)生電鎖接通信號(hào) REL=0，再延時(shí)關(guān)斷。輸出也和上程序不同，此程序是輸出到模擬開(kāi)關(guān) CD4067 的編碼信號(hào)。 圖 門號(hào)輸入及其 判斷子程序流程圖 門號(hào)（ 16組）： (鍵盤輸入 ) 3 位 101 102 103 201 202 203 301 302 303 401 402 403 501 502 503 601 顯示 WELCOME! CALL OR INPUT CODE? 顯示 PLEASE INPUT THE DOOR NUMBER:_ 顯示 YOUR DOOR NUMBER IS RIGHT! WAIT... 在 IO 口輸出相應(yīng)編碼信號(hào)將 16路模擬開(kāi)關(guān) CD4067 接通相應(yīng)信號(hào)（延時(shí) 4 秒） 按呼叫鍵 從鍵盤輸入門號(hào)0~9 顯示 PLEASE WAIT... 顯示 SORRY !NUM ERROR. 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 1602 液晶模塊顯示子程序的設(shè)計(jì) 1602液晶模塊控制指令 1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM地址設(shè)置。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在，哪里顯示字符，圖 1602的內(nèi)部顯示地址。圖 （下頁(yè)） 為 CGROM和 CGRAM與字符的關(guān)系 對(duì)照表 。 編好的程序見(jiàn)附錄 1，此程序是在 KeilC51 軟件下編輯，將生成的 hex文件用 protues進(jìn)行仿真，完全可以實(shí)現(xiàn)上述功能。在鍵盤上按鍵（ 09的按鍵才可，不然不會(huì)顯示輸入進(jìn)度），每次輸入一位密碼 LCD 上都會(huì)有相應(yīng)的進(jìn)度顯示： 3．門號(hào)輸入完成界面及正誤結(jié)果輸出的仿真 ： 在輸入門號(hào)正確的顯示及仿真時(shí)，是以輸入 101門號(hào)為例 D0D7D1D2D3D4D5D6RS RW ED714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L門號(hào)正確顯示屏輸出顯示 門號(hào)輸入完成后顯示 10 1 D 10 11 0 1LE D G R E E N門號(hào)輸入錯(cuò)誤顯示界面 將 101 門號(hào)門號(hào)輸入時(shí)，接通指示燈亮。 非正常情況下報(bào)警的仿真 此仿真比較簡(jiǎn)單， 輸出類似 三次密碼輸入錯(cuò)誤報(bào)警程序。 門磁是用一按鈕代替進(jìn)行的仿真，當(dāng)按鈕按下時(shí)為模擬的非法入侵（門被強(qiáng)行打開(kāi)）。因此系統(tǒng)具有良好的安全