【正文】 ............................................................................. 23 門號輸入及呼叫功能的仿真 .................................................................................. 24 重復(fù)上次呼叫功能的仿真 ...................................................................................... 26 非正常情況下報警的仿真 ...................................................................................... 26 本章小結(jié) .................................................................................................................. 26 第五章 設(shè)計總結(jié) ............................................................................................................ 27 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 29 附錄 1................................................................................................................................. 30 附錄 2................................................................................................................................. 53 電路設(shè)計總原理圖 ........................................................................................................ 53 仿真電路元件清單 ........................................................................................................ 55 單片機(jī)門禁系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文 I 基于單 片機(jī)的門控系統(tǒng) 設(shè)計 摘要 ： 在現(xiàn)代樓宇自動化的應(yīng)用中，門 控 系統(tǒng)應(yīng)用得十分廣泛，它提高了住宅質(zhì)量和人們的生活的安全性，本課題主要是設(shè)計出一種小型的門 控 系統(tǒng)，基于 51 單片機(jī)，以 鍵盤 密碼的輸入方式實現(xiàn)對門的出入控制， 或者通過鍵盤輸入門號的方式，進(jìn)行對講方式住戶實現(xiàn)開門。這種類型的門 控 系統(tǒng)中門控制器 與 管理中心是通過局域網(wǎng)傳遞數(shù)據(jù)的，通信方式采用的是網(wǎng)絡(luò)常用的 TCP/IP 協(xié)議，技術(shù)含量高，管理中心位置可以隨時 變更，不需重新布線，很容易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 控制或異地控制。 同時，好的門控系統(tǒng)集成消防系統(tǒng)，還具有消防聯(lián)動功能。 本設(shè)計主要的應(yīng)用場所 由于此設(shè)計綜合了 基本的門禁系統(tǒng)和樓宇對講系統(tǒng)的功能，因 此其主要的應(yīng)用場所為小區(qū)綜合樓，集體居住宿舍 ，寫字樓 等 的安全程度要求不是很高的場所 。 51單片機(jī)是整個電路的核心部分，其中單片機(jī) IO口的輸入有 4x4矩陣鍵盤、門磁、 DS1302時鐘電路等，輸出到十六路 CD06716 模擬開關(guān)門選擇電路、 1602 液晶、報警電路及電插鎖驅(qū)動電路等。隨著向電池的滿量充電，充電電流繼續(xù)減小，而輸出電壓則 從 降低到 作用，此時將終止充電，同時晶體管 V1導(dǎo)通，驅(qū)動發(fā)光二極管 D10 點亮，表示電池已經(jīng)充足電。 電控鎖的選擇及其驅(qū)動電路設(shè)計 電控鎖是 門 控 系統(tǒng) 中鎖門的 執(zhí)行部件。安裝陰極鎖一定要配備 UPS電源。電路基本原理見下圖 。從真值表上看出， CD4067的工作方式類似譯碼電路，可以將 16 種信號轉(zhuǎn)化為 16 開關(guān)的信號，這種模擬開關(guān)具有低的導(dǎo)通電阻和高的斷開電阻，被傳輸?shù)臄?shù)字信號幅度為 3V～ 15V。管腳圖如下圖 。另外還有字符生成 RAM（ CGRAM） 512 字節(jié)，供用戶自定義字符。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS為高電平 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。采用 3線穿行通信的方式對單片機(jī)的時間進(jìn)行實時傳輸， RST 為通信允許圖 DS1302 引腳圖 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計 12 信號， RST=1 允許通訊， RST=0 時禁止通信， IO為雙向串行數(shù)據(jù)傳送信號 ， SCLK 為串行數(shù)據(jù)的位同步脈沖信號。 COMMON 接的是模擬開關(guān)的公共端 X ，由于 CD4067 的接通內(nèi)阻很小，因此理論上完全可以實現(xiàn)呼叫的功能。在供電充電電路中，可以自動投入備用電源，其中采用了蓄電池防過充電路。控制字節(jié)如圖 所示。其次 ,用于終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送。數(shù)據(jù)讀寫時序如圖 。此程序是間接的存儲起來，然后再經(jīng)過乘法和加法運(yùn)算，將所得到的結(jié)果儲存，然后再進(jìn)行與已存的門號數(shù)組進(jìn)行比較，判斷結(jié)果。 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置 功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 （ CGRAM或 DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 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： 光標(biāo)和顯示位置設(shè)置 I/D，光標(biāo)移動方向，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。 ： 基本操作時序表 如下 操作時序如圖所示 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=L， 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 表 ：基本操作時序表 圖 讀操作時序 圖 讀操作時序 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計 21 1602LCD的 RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計 23 第四章 protues 仿真 軟件設(shè)計階段完成后，軟件 設(shè)計要求能夠?qū)崿F(xiàn) 密碼鎖、樓宇對講、和非正常狀態(tài)（即當(dāng)門電鎖未開時門磁信號變化）報警功能，在實現(xiàn)其上的功能以后還實現(xiàn)了在特定時間（即在晚上 0點 ~5點）不可以實現(xiàn)密碼開門及呼叫對講功能。當(dāng)上次無門號輸入，或者門號輸入錯誤時，按下此功能鍵，顯示的結(jié)果為 中的門號輸入錯誤顯示界面；當(dāng)上次門號輸入正確，在按下此功能鍵時，會持續(xù)的呼叫上次呼叫的門號。在密碼輸入多次錯誤，門非法入侵時，報警器將報警，同時報警器的信號也可以分接線到保衛(wèi)處。 本章小結(jié) 此章節(jié)講述了設(shè)計的仿真部分，著重說明了密碼輸入及門號輸入功能的仿真， 比較全面 地對此設(shè)計功能的說明。 D0 D7D1 D2 D3 D4 D5 D6RSRWED714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LD0D7D1D2D3D4D5D6RS RW ED714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LD0 D7D1 D2 D3 D4 D5 D6RSRWED714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LD0 D7D1 D2 D3 D4 D5 D6RSRWED714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 LD0 D7D1 D2 D3 D4 D5 D6RSRWED714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1M 0 1 6 L基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計 26 BEEPQ2Z T X 7 0 4D1L E D G RE E NL S 1S P E A K E R 重復(fù)上次呼叫功能的仿真 此仿真結(jié)果為 仿真結(jié)果。 圖 寫 操作時序 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計 22 本章小結(jié) 此章節(jié)對此課題的軟件設(shè)計部分進(jìn)行了詳細(xì)的說明。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。（說明 1為高電平， 0 為低電平） ， 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令。如下圖 為其大致流程圖。數(shù)據(jù)寫入時從低位 (位 0) 開始 ?？刂谱止?jié)總是從最低位開始輸出。 軟件整體框圖 軟件模塊結(jié)構(gòu)框圖 通信 DS1302 記錄 實時時間 時間判斷 鍵盤掃描 主程序 密碼判斷 鍵值輸入 門號判斷 門號編碼 門磁掃描 報警 1602 液晶顯示 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計 15 主程序流程圖 下圖圖為主程序流程圖，由上圖可知程序主要的流程，程序基本上是通過對鍵值及門磁的狀態(tài)進(jìn)行時刻掃描，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鍵值時或者門磁信號變化時，運(yùn)行相應(yīng)的子程序。設(shè)計了實時時鐘芯片 DS1302，在后邊用軟件 可以實現(xiàn)限時操作功能。摘機(jī)后，叉簧開關(guān) HS 的 3 接點接通，通話電路接通電源， 音頻放大器 IC2（ LM386） 工作， 這時可進(jìn)行對講。 實時時 鐘芯片 DS1302 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片 ,內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷和31 字節(jié)靜態(tài) RAM,通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實時時鐘 /日歷電路 .提供秒分時日日期 .月年的信息 ,每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整時鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時格式 .DS1302 與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信 ,僅需用到三個口線 :1 RES 復(fù)位 ,2 I/O 數(shù)據(jù)線 ,3 SCLK 串行時鐘 .時鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達(dá) 31 個字節(jié)的字符組方式通 信 .DS1302 工作時功耗很低 ,保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 VCC1 和 VCC2 用于主電源和備份電源