【文章內容簡介】 控制器及其外圍設備。它可以兩根連線實現全雙工同步數據傳輸，可以極為方便的構成外圍器件擴展系統(tǒng)。 IIC總線的特點IIC總線最主要的優(yōu)點是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此IIC總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數量，降低了互聯(lián)成本。IIC總線的長度可高達25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個組件。IIC總線的另一個優(yōu)點是，它支持多主控 (multimastering)，其中任何能夠進行發(fā)送和接收的設備都可以成為主控器。一個主控能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率。當然，在任何時間點上只能有一個主控。 IIC總線的構成及信號類型IIC總線是由數據線SDA和時鐘SCL構成的串行IIC總線，可發(fā)送和接收數據。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進行雙向傳送，最高傳送速率100kbps。各種帶有IIC總線接口的電路均并聯(lián)在這條總線上，這就像電話機一樣只有撥通各自的號碼才能工作，所以每個電路和模塊都有唯一的地址，在信息的傳輸過程中，IIC總線上并接的每一模塊電路既是主控器(或被控器)，又是發(fā)送器(或接收器)，這取決于它所要完成的功能。CPU發(fā)出的數據信號分為地址碼和有效數據兩部分，地址碼用來選址，即接通需要接收收據的器件。器件選通后，就可以向選通的器件發(fā)送有效數據。這樣，各器件雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨立，互不相關。IIC總線在傳送數據過程中共有三種類型信號，它們分別是：開始信號、結束信號和應答信號。l 開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。l 結束信號：SCL為低電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。l 應答信號：接收數據的IC在接收到數據后，向發(fā)送數據的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示己收到數據。主控器向接收單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應答信號，主控器接收到應答信號后，根據實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，由判斷為接收單元出現故障。 IIC總線基本操作IIC規(guī)程運用主/從雙向通訊。器件發(fā)送數據到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數據則定義為接收器。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)?？偩€必須由主器件(通常為微控制器)控制，主器件產生串行時鐘(SCL)控制總線的傳輸方向，并產生起始和停止條件。SDA線上的數據狀態(tài)僅在SCL為低電平的期間才能改變，SCL為高電平的期間，SDA狀態(tài)的改變被用來表示起始和停止條件。 看門狗電路看門狗電路的使用是為了防止單片機進入死機狀態(tài)或者程序跑飛，看門狗電路能在單片機發(fā)生故障進入死機狀態(tài)時，重新復位單片機。當前有多種看門狗的芯片，如MAXIM公司的MAX802，MAX813等。而且，有好多種單片機中本身就集成有看門狗。但是本系統(tǒng)選擇的單片機AT89C52沒有集成的看門狗電路，所以在系統(tǒng)電路設計時加了一個看門狗電路。不過一個外部的看門狗是比單片機自帶的看門狗系統(tǒng)要好，因為它不依賴于單片機。本系統(tǒng)采用看門狗電路MAX813作為程序運行監(jiān)控器。MAX813是具有電源監(jiān)控電路的微處理器芯片，它不僅內部有看門狗定時電路，而且能對電源電壓實現檢測。它具有四個功能：看門狗計時器功能，如果看門狗輸入在1。6s內沒變化，就會產生看門狗輸出；電壓檢測功能，掉電或電源檢測電壓低于1。25V時，產生掉電輸出；上電復位功能，系統(tǒng)上電時自動產生脈寬20Oms的復位脈沖；人工復位功能，當人工復位端輸入低電平時，產生復位信號輸出。其主要引腳定義為： MAX813引腳圖：手動復位端。當該端輸日低電平保持140ms以上，MAX813就能產生復位信號。該復位信號脈寬為2OOms。PFI：電源故障輸入端。當該端輸入電壓低于1。25V時，MAX813使電源輸出端產生的信號由高電平變?yōu)榈碗娖?。：電源故障輸出端。電源正常時，保持高電平。電源電壓變低或掉電時，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?。WDI：看門狗信號輸入端。程序正常運行時，必須間隔1。6s之內使該端輸入反向信號。若該端輸入信號超過1。6s未改變方向，則產生看門狗輸出。RST：復位信號輸出端。上電時，自動產生200ms的復位信號；手動復位端輸入低電平時，該端也產生復位信號。：看門狗信號輸出端。正常工作時輸出高電平，看門狗輸出時，該段輸出信號由高電平變?yōu)榈碗娖?。在程序設計時，設定執(zhí)行程序中全部任務的時間比看門狗延時周期短，并且對于每項任務設置一個標志，使看門狗對多項任務進行監(jiān)視，只有當全部標志置位，也就是在程序跑飛或進入死循環(huán)造成系統(tǒng)失效時，將由看門狗發(fā)出一個復位信號，使系統(tǒng)能盡快復位并恢復正常工作。： 看門狗器件MAX813的連接圖并且在程序設計時，在程序存儲區(qū)中每隔一段區(qū)域放置一個軟件陷阱，可以將跑飛的程序納入正確的系統(tǒng)運行軌道。由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的區(qū)域，如程序區(qū)、表格、未使用的ROM區(qū)、未使用的中斷向量區(qū)等，故不會影響程序的執(zhí)行效率。 RS485—RS232轉換電路由于本門禁系統(tǒng)考慮到控制器和管理上位機的距離有時很遠，所以在數據傳輸中采用了RS485格式，要想和上位機通信，必須把單片機傳送過來的信號進行轉換。此轉換器不僅可以用到本門禁系統(tǒng)中，還可以用到所有的需要RS232—RS422/485的場合，是一種通用的轉換器。： RS232/RS485轉換電路目前，大部分PC機的通信端口為9芯片D行插頭。在實際的串行通信時，通常只使用其中的RTS、RXD、TXD、GND四個口，就可以構成簡單的四線通信電路。笨熊利用RS232工作時RTS和TXD(RXD)之間的電平關系。其設計思想：當RS232的RTS端為邏輯電平1（—12V）時，光電耦合器的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導通，輸出端為TTL高電平（+5V），此時選中RS485驅動芯片的DE端，RS485驅動芯片作為發(fā)送器，允許RS485接收，這樣，RS232的TXD端就可以發(fā)送數據。當RS232的RTS端為邏輯低電平0（+12V）時，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導通，輸出端為TTL低電平（0V），此時選中RS485驅動芯片的RE端，RS485驅動芯片作為接收器，允許RS485發(fā)送數據。當驅動芯片的R端輸出為邏輯高電平時，光電耦合器發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導通，這樣，在RS232輸出停止時，其TXD電平為—12V，電容被充電到—12V；當R端的輸出為邏輯低電平時，光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導通，輸出為+5V，在RS232邏輯電平0的范圍內。考慮到有時轉換器工作的環(huán)境會十分復雜，存在著許多不可預測的干擾，因此，抗干擾問題是設計中所要解決的主要問題。在收集眾多資料的基礎上，決定采用“接受/驅動—隔離—接受/驅動”的工作方式最為可靠。同時，又考慮到有時數據傳輸中的上行干擾也比較大，所以用了電源隔離模塊，使用不同的電源給其中的模塊供電。： RS232—RS422/485原理框圖該電路首先通過MAX490芯片將單片機側遠距離傳輸的電流環(huán)信號轉換成TTL/CMOS標準的電平信號，然后通過光隔6N137進行光電隔離，得到同樣是和TTL/CMOS電平兼容的電平信號，最后經MAX232A芯片轉換成RS232電平。 門禁系統(tǒng)設備的選型及參數根據前面門禁要完成的功能的介紹，本設計選擇了北京吉高公司的AC2000門禁系統(tǒng)，它能完成本設計的要求。 AC2000門禁系統(tǒng)的介紹AC2000門禁系統(tǒng)的功能及特點：AC2000的主要功能有：出入口控制功能、考勤管理功能、巡更管理功能、消費管理功能、停車場管理功能等。AC2000系統(tǒng)的特點： 安全的分體結構設計 兼防盜監(jiān)控一體化 可靠性的結構設計 安全的電路設計 兼容性及擴展性強 具有考勤、監(jiān)控軟件功能 其他功能：發(fā)卡功能、讀卡功能、門鎖功能、查詢功能等。 AC2000的性能指標：用戶卡發(fā)行量45000張網絡通信速率10Mb/s主機存儲事件56800條網絡通信協(xié)議TCP/IP開門方式密碼開門、刷卡開門、卡加密碼感應距離大于100mm雙向刷卡支持可用卡片類型EM卡或與之兼容的感應卡/其他標準卡密碼長度6b延時報警0—255s輸入電源AC220V關門延時0—255s電鎖驅動輸出直流、12V、1A通電開/斷電開可選防反傳事時間0—255s門磁輸入接口有環(huán)境溫度5—55℃本地報警輸出有環(huán)境濕度10%—90%數據保持時間1年以上配套執(zhí)行器AC2000C通信端口標準RS485可選讀卡頭AC2000系列通信速率115 200b/s設置及監(jiān)控軟件有通信距離理論距離1200m考勤管理軟件有 AC2000門禁系統(tǒng)的性能指標表 目標建筑的選擇及設備的布置 目標建筑的介紹本設計的目標建筑是一個22層的商務寫字樓，它包括地上22層、地下兩層。其中，地下二層主要是停車庫（可容納63輛車）、設備用房、衛(wèi)生間、電梯間、配電間等。地下一層主要由地下停車庫（可容納50輛車）、設備用房、衛(wèi)生間、電梯間、配電間等。首層主要有商務辦公大堂、辦公室、商務中心、消防控制室、商業(yè)區(qū)、設備用房、衛(wèi)生間、電梯間、配電間等。二層、三層的布局基本一樣，主要有商務中心、商業(yè)區(qū)、配電間、電梯廳、設備室、衛(wèi)生間等。四——十七層主要有商務辦公區(qū)、電梯間、配電間、衛(wèi)生間、樓梯間等。十七層以上沒有設備間，屬于大型的辦公場所，本設計選擇的是有共性的四——十七層，以上不再考慮。