【正文】 持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 VCC1 和 VCC2 用于主電源和備份電源供應(yīng) ,VCC1 為可編程涓流充電電源。 4腳 ： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇 數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。設(shè)計(jì)中方案中的鍵 值及其功能如圖中下標(biāo)所示，其中鍵值 15 為密碼輸入的功能、鍵值 14 為門號(hào)輸入呼叫的功能鍵值 13為歡迎界面顯示，鍵值 12 為重復(fù)上次的呼叫門號(hào)， 09為相應(yīng)數(shù)字。 圖 單片機(jī)管腳及其分配 圖 6 0 15 0 35 0 25 0 14 0 34 0 24 0 13 0 33 0 23 0 12 0 32 0 22 0 11 0 31 0 21 0 1P IA NX U A NADCBX09X18X27X36X45X54X63X72X823X922X 1 021X 1 120X 1 219X 1 318X 1 417X 1 516X1A10B11C14D13EN15U34 0 6 7圖 CD4067的引腳圖 圖 CD4067的真值表 圖 AT89C52 管腳圖 1514131211109876543200 00011 1111110000000000011111111 1111000 00 0000011 11111111000 000000001 00100001000000None1InhDCBA Chan nel基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)是 51系列單 片機(jī)中的 AT89C52，它是美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)包含 8Kbytes的課反復(fù)擦鞋的制度程序存儲(chǔ)器（ PEROM） 和 256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），期間采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)產(chǎn)生，易標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令系統(tǒng)及 8952產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，使用與許多較為復(fù)雜的控制應(yīng)用場(chǎng)合。 CD4067 的真值表如表 所示。 在驅(qū)動(dòng)電路中，用單片機(jī)三極管控制繼電器進(jìn)行電鎖的電源通斷，電路原理如圖。 陰極鎖：一般的陰極鎖為通電開門型。 圖 門磁工作示意圖 門磁可以實(shí)現(xiàn)對(duì)門的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控， 可以配合門控 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 門被非法闖入 ， 沒有 進(jìn)入權(quán)或者 按按鈕的合法操作，而門被 強(qiáng)行 打開 的 報(bào)警 功能 。 圖 市 電 輸 入 220v 變壓器 24v 整流濾波電路 12v 蓄電池 充電 電路 輸 入 電 源 選 擇 MC7805C 穩(wěn)壓 MC7812CG 穩(wěn)壓 12V穩(wěn) 壓電源 5V穩(wěn) 壓電源 圖 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 充電電路設(shè)計(jì)如下，本電路使用于給 12V 的鉛酸蓄電池充電，電路如圖圖 所示， LM305 是一個(gè)正輸出三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，他可以提供 ～ 33V、 3A 的直流輸出。備用電源是蓄電池組，通過穩(wěn)壓電路得到 12V 和 5V電壓。 為了解決這些問題，出現(xiàn)了電子密碼鎖，這種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對(duì)出入口通道的管理效率，使通道管理進(jìn)入了電子時(shí)代。隨著技術(shù)的日漸成熟，生物辨識(shí)門控 系統(tǒng)成本將逐步降低，使用性不斷提高，成為門 控 系統(tǒng)發(fā)展的另一方面。 隨著電子信息技術(shù)的高速發(fā)展 ，門 控 系統(tǒng)應(yīng)用的自識(shí)別技術(shù)更為先進(jìn)（感應(yīng)接 觸技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)等），設(shè)計(jì)也趨于更合理，控制器與識(shí)別儀分體設(shè)計(jì)，識(shí)別儀安裝在門外，控制器安裝在門內(nèi)，即只有識(shí)別儀對(duì)控制器的輸入線露在門外，其他所有控制線均在門內(nèi)，因此在安全性方面有很大的提高，系統(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。 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)話及開門控制）。 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。 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 。 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。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。 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)是開著的還是關(guān)著的。 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，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。因?yàn)橥ｋ姇r(shí)陰鎖是鎖門的。 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，由單片輸出一開關(guān)信號(hào)至三極管，觸發(fā)三極管以實(shí)現(xiàn)此功能。該圖中 0～ 15是開關(guān)的位， X代表開關(guān)的公共端刀，它等效一個(gè)單刀多位開關(guān)。 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)， 。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。 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。 51單片機(jī)作為主機(jī)通過控制 RST、 SCLK 和 IO 信號(hào)實(shí)現(xiàn)兩芯片建的數(shù)據(jù)傳送。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 置于門處來訪者可以使用到的位置?？梢员Ｗo(hù)蓄電池，使其壽命更久。 DS1302 的一次數(shù)據(jù)傳送是從發(fā)送控制字節(jié)開始的。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。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。輸出也和上程 序不同，此程序是輸出到模擬開關(guān) CD4067 的編碼信號(hào)。 指令 4：顯示開關(guān)控制。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 是 1602 的內(nèi)部顯示地址。 編好的程序見附錄 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。 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。因此系統(tǒng)具有良好的安全防范性。 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）。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。圖 （下頁） 為 CGROM 和 CGRAM 與字符的關(guān)系 對(duì)照表 。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 圖 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 是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。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。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。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。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。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)。如按一下 S，則音樂 IC 的 3 腳受觸發(fā)， 1腳有音樂信號(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。 1 16腳圖中未畫出，背光燈可以 方便 夜間的使用。 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)可以通過一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。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