【文章內(nèi)容簡介】 時鐘電路的外部產(chǎn)生方式電路如圖 33(b)， RXD 與地相接， TXD 與外部振蕩器相接。對外部振蕩信號，只需確保脈沖寬度，正常選用頻率在 12MHz 以下的方波信號。 圖 32 單片機總控制電路 （ a）內(nèi)部方式時鐘電路 （ b）外部方式時鐘電路 圖 33時鐘電路 （ 1）復(fù)位操作 單片機的初始化設(shè)置即為復(fù)位。最重要的一個作用是將 PC 初始化為 0000H，使單片機起首執(zhí)行的單元為 0000H。在操作不當(dāng)或運行發(fā)生錯誤時系統(tǒng)會處于死鎖狀態(tài)，這時可利用復(fù)位鍵將系統(tǒng)重啟。 復(fù)位功能可對 PC 和別的寄存器產(chǎn)生影響，對及存的影響復(fù)位狀態(tài)如表 31 所示。 表 31 對復(fù)位狀態(tài)的影響表 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H P0P3 FFH SCON 00H ACC 00H TL0 00H IP XX000000B SBUF 不定 PSW 00H TH0 00H IE 0X000000B PCON 0XXX0000B SP 07H TL1 00H TMOD 00H 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 7 DPTR 0000H TH1 00H （ 2）復(fù)位信號及其產(chǎn)生 復(fù)位信號的輸入端是 RST 端口。復(fù)位信號的有效電平是高電平，有效時間可保持24 個振蕩周期以上。當(dāng)使用的晶振頗率為 6MHz 時，復(fù)位操作應(yīng)在復(fù)位信號保持時間應(yīng)在 4us 以后實現(xiàn)。出現(xiàn)復(fù)位信號的電路邏輯如圖 34 所示。 圖 34 復(fù)位信號的電路邏輯圖 完整的復(fù)位電路有兩部分即芯片內(nèi)、外。其中送至施密特觸發(fā)器的復(fù)位信號 (RST)是由外部電路產(chǎn)生的，之后會對每個機器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出采樣，經(jīng)過這一系列的反應(yīng)才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。 復(fù)位操作分為手動復(fù)位和自動復(fù)位。 外部復(fù)位電路的電容充電，可以為復(fù)位電路提供電壓，這樣可以實現(xiàn)上電自動復(fù)位，其電路如圖所示。這種情況下，當(dāng)電源的上升時間在 1ms 以內(nèi)時，自動上 電復(fù)位便可完成。 按鍵手動復(fù)位有兩種形式，即電平和脈沖。電平復(fù)位必須使復(fù)位端經(jīng)電阻與電源，其電路如圖所示；按鍵脈沖復(fù)位則需產(chǎn)生正脈沖，正脈沖是 RC 微分電路產(chǎn)生的，其電路如圖 35所示。 (a)上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 35 復(fù)位電路 為保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時間大于 24 個振蕩周期，電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 8 圖 35（ b）上電復(fù)位方式即為本系統(tǒng)中的復(fù)位電路。 3． ST89C52 引腳介紹 VCC 端： ST89C52 的電源引腳，正常電壓值是 +5V，低電壓是 +3V引腳 40 GND 端：單片機接地引腳。 引腳 20 XTAL1 端：單片機 ST89C52 的放大器的和時鐘電路的輸入端口。 引腳 19 XTAL2 端：單片機 ST89C52 的放大器的和時鐘電路的輸入端口。 引腳 18 I/O 端口引腳： 1） P0 端口： 8個漏極雙向開放 I/O 口開放，每個端口可以獨立控制。 引腳 39至 32 P0 端口是單片機 ST89C52 的地址總線和數(shù)據(jù)總線的端口。 P0 口也可以作為通用的 I/O 口使用，但是 51單片機 P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，為高電阻狀態(tài)，因此需加上拉大約為 10K 歐的電阻， P0端口才能夠驅(qū)動負(fù)載電路部分。這次設(shè)計中用 P0口作為數(shù)碼管段碼的發(fā)送端。 2） P1 端口是具有內(nèi)部上拉電阻的 I/O 端口，每個端口都可以獨立控制。 引腳1 至 8 3） P1 端口是也具有內(nèi)部上拉電阻的 I/O 端口，每個端口都可以獨立控制，與 P1端口相似。 引腳 21 至 28 4） P3 端口同樣是具有內(nèi)部上拉電阻的 I/O 端口，每個端口同樣都可以獨立控。引腳 10 至 17 而且 P3 口也可作為 ST89C52 的一些特殊功能口。 管腳備選功能如下： RXD/：單片機的輸入端口 引腳 10 TXD/ ：單片機輸出端口 引腳 11 INT0/ ：單片機 0中斷 引腳 12 INT1/ ：單片機 1中斷 引腳 13 T0/：單片機計時器的 0輸入端 引腳 14 T1/：單片機計時器的 1輸入端 引腳 15 WR/：控制外部程序存儲器寫工作 引腳 16 RD/：控制外部程序存儲器讀曲工作 引腳 17 RST 端：單片機 ST89C52 的復(fù)位引腳，該引腳類似于計算機的開關(guān)元件。當(dāng)觸發(fā)復(fù)位引腳時，單片機 ST89C52 中的程序無論運行到那一步，都會清 0，從頭運行程序。同時但單片機死機時，也可以用復(fù)位引腳使單片機恢復(fù)正常工作狀態(tài)。 引腳 9 ALE/PROG 端：單片機 ST89C52 的鎖存引腳，當(dāng)單片機需要外加存儲設(shè)備的時候，通過觸發(fā) ALE/PROG 引腳，會將程序的地址為與數(shù)據(jù)位相隔離。有時也可用作一個頻天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 9 率是晶振頻率 1/6 的時鐘發(fā)射端口。 引腳 30 PSEN 端：該端口是當(dāng)單片機 ST89C52 需要讀取外部程序時， PSEN 端口會產(chǎn)生一個跳變，變?yōu)榈碗娖接行В员銌纹瑱C能夠正常運行所需讀取的外部程序。 引腳29 EA/VPP 端：當(dāng) EA/VPP 處于低電平時，該引腳會控制單片機 ST89C52 只讀取外部的 RAM 內(nèi)的程序，不會讀取內(nèi)部存儲器的程序。當(dāng)它處于高電平的時候，回去控制單片機 ST89C52 先讀取內(nèi)部存儲器的程序，在讀取外部 ROM 內(nèi)的程序。 射頻卡與讀寫器 射頻卡 卡的選用有很多種，例如：接觸式 IC卡、非接觸式 IC 卡、磁卡等，目前接觸式IC 卡的應(yīng)用較為廣泛，但其容易在長時間的使用磨損中造成芯片外漏、折斷等一定的缺點。射頻卡又被稱作非接觸式 IC 卡，射頻與識別技術(shù)的整合，使無源和不接觸這一問題得到解決，可以說是這一技術(shù)范圍的一個飛躍。 非接觸式 IC 卡的工作原理。線圈即為卡片內(nèi)部的天線，這很容易封狀到卡片內(nèi)。ASIC 由 106KB 波特率的接口，一個控制單元和 EEPROM 組成。 由于卡內(nèi)的串聯(lián)諧振電路有與讀寫器相同的頻率，因此向 IC 發(fā)一組固定頻率的電磁波，產(chǎn)生電磁共振，電容器充電，在電容的另一端接有一個電子泵是單向通的，可將這一電容內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移大到另一個電容，當(dāng)電荷的積累使之達(dá)到 2V 時，便成為新的電源，為其他電路提供電壓，使其工作。 非接觸式 IC 卡的特點 可靠性高 射頻技術(shù)的產(chǎn)生避免了卡與讀寫器之間的相互接觸，從而排除了由于卡與讀寫器的借出而產(chǎn)生的問題。非接觸式卡的芯片被封裝在內(nèi)部，這樣芯片易脫落的靜電擊穿，折斷等問題也得到了解?？ㄆ挠∷l(fā)放和可靠性得到了大大的提升。 使用方便、快捷 無線通信技術(shù)與識別技術(shù)的結(jié)合，使卡片與讀寫器只要在規(guī)定距離范圍內(nèi)便可以完成操作，在使用無需插拔和不必關(guān)心卡的方向性問題，使用起來非常方便快捷。 防沖突 非接觸式卡中的快速防沖突措施，使得卡片之間的數(shù)據(jù)干擾問題不在發(fā)生， 這樣，讀寫器可以同時接收多張卡的信 息。這提高了應(yīng)用的并行性以及系統(tǒng)工作速度。 適合于多種應(yīng)用 非接觸式卡的存儲結(jié)構(gòu)特點使得它在不同的系統(tǒng)中都可以使用。使用者可依據(jù)不天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 10 同的應(yīng)用系統(tǒng)來設(shè)置不同的密碼和訪問條件。 加密性能好 非接觸式卡必須經(jīng)過讀寫器多次反復(fù)讀入，使用時讀寫器和 IC 之間必須相互驗證。卡中各個模塊都有屬于自己的使用密碼和訪問條件?？梢钥闯?，非接觸式 IC 卡相對來說是一款具有很多優(yōu)點，性價比較高的選擇，因此本系統(tǒng)采用非接觸式 IC 卡無線傳輸模塊。 表 32 是常用的非接觸式產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)。 表 32 非接觸式產(chǎn)品相關(guān)參數(shù) 芯 片 Philips Mifare1 S50 擦寫次數(shù) ＞ 100000 次 存儲容量 8Kbit,16 分區(qū) ,每分區(qū)兩組密碼 數(shù)據(jù)保存 ＞ 10 年 工作頻率 規(guī) 格 54 非標(biāo)準(zhǔn)卡 通訊速度 106Kboud 封裝材料 PVC、 PET、 銅錢 讀寫距離 — 10CM 封裝工藝 超聲波自動植線 /自動碰焊 讀寫時間 12MS 制作標(biāo)準(zhǔn) ISO 14443, ISO 10536 工作溫度 20℃ 85℃ 讀寫器 無線射頻識別即 RFID，可通過無線電信號對卡片數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，不需要與卡片之間進(jìn)行接觸。 RFID 分為低頻（ 125k~）、高頻（ ）、超高頻三種頻率范圍。 RFID 讀寫器 的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。 不同頻率范圍的 RFID 其特點也各不相同。 該頻段的工作模式為電感耦合，其在讀寫器線圈和 IC 卡線圈間存在著變壓器耦合。能夠很好的界說磁場的分布，但其存在場強下降較快，價格高的缺點。 在該頻率的感應(yīng)器天線利用腐蝕印刷的方法即可完成，線圈繞制的方法被舍棄。感應(yīng)器的工作方式為負(fù)載調(diào)制，讀寫器天線上的電壓變化是利用感應(yīng)器上的負(fù)載電阻的接通和斷開來完成的，從而實現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。負(fù)載電壓的有無如果利用數(shù)據(jù)來控制，讀寫器便可識別卡的信息。因為感應(yīng)器是電子標(biāo)簽的格式，因此能夠把某些數(shù)據(jù)信息寫入其中。具有傳輸速率高，價格合理的優(yōu)勢。 3. 超高頻 超高頻系統(tǒng)則是通過電場來傳輸能量。 電場的能量下降速率適中，但是讀取的區(qū)域的定義不容易完成。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，可以承受十米范圍內(nèi)的無源。這是利天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 用電容耦合的方式來實現(xiàn)的。 因為高頻讀取距離適中，且價格適中，因此本系統(tǒng)選用高頻讀寫器，它可以完成數(shù)據(jù)讀、寫操作。它的功能特點如下： ： ： 610cm IC 卡進(jìn)行讀、寫、鎖操作 。 RS23 RS48 多種通訊接口 其串口通訊，默認(rèn)波特率為 19200bps， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位初始位， 1 位截止位，無校驗。讀卡模塊引腳圖見圖 36。 圖 36 讀卡模塊引腳圖 電控鎖 繼電器 繼電器有電磁、舌簧等多種。本系統(tǒng)中采用電磁繼電器，其工作原理和特性如下。 電磁式繼電器由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等構(gòu)成。根據(jù)電磁效應(yīng)原理，在線圈兩端加上適中的電壓，線圈中就會有一定的電流流過，利用電磁力的吸引力來使銜鐵克服彈簧返回的拉力西吸向鐵芯，動觸點與靜觸點吸合。當(dāng)斷電時，線圈中的電流消失，電磁力也隨即消失，在彈簧的作用下銜鐵回到起初的的地點，使動觸點與原來的靜觸點吸附。在吸附與松開的循環(huán)中，從實現(xiàn)電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。 電控鎖 分類 電控鎖是 門控系統(tǒng) 中鎖門的執(zhí)行器件，是繼電器來控制的機械裝置。主要有電插鎖（陽極鎖）、陰極鎖（電鎖口）、 磁力鎖 、電控鎖等。 陽極鎖：陽極鎖內(nèi)裝有門磁檢測器，可時刻檢查門的開關(guān)狀態(tài)，在斷電的狀態(tài)下開門，還可以配備機械鑰匙，常用于玻璃門、防火門。 陰極鎖：陰極鎖是在通電的狀態(tài)下開門。 磁力鎖：磁力鎖是常開的，其斷電打開。符合消防的要求。在居民小區(qū)中運用較多。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 本系統(tǒng)選用繼電器磁力鎖方案。繼電器的通電與否用單片機來控制繼，在接收到磁卡或密碼的開關(guān)命令時繼電器電壓發(fā)生變化，電磁鐵動作?？刂撇糠钟捎布蛙浖刹糠止餐瑏硗瓿?。 鍵盤設(shè)計 采用 4 4 矩陣鍵盤，其每個按鍵設(shè)置有他的功能行值和列值，將行值和列值組合編程的每個按鍵的編碼，將鍵盤連接至 CPU 通。當(dāng)有按鍵按下時 CPU 內(nèi)的程序判斷對應(yīng)按鍵和其功能。系統(tǒng)中鍵盤的鍵值和對應(yīng)功能如下： 1 2 3 A 4 5 6 B 7 8 9 C * 0 D 其中，【 0— 9】 用于輸入數(shù)字密碼 【 *】號鍵為取消功能 【 A】鍵為返回功能 【 B】鍵為授權(quán) IC卡功能 【 C】鍵為注銷 IC卡功能 【 D】鍵為確認(rèn)功能 【 】號鍵為手動輸入密碼功能 LCD12864 液晶顯示 LCD12864 是可以顯示文字的一種顯示裝置。其中含有文字庫非常強大，在文字顯示方面非常適用。其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點