【導(dǎo)讀】最近的20年,是信息技術(shù)飛速發(fā)展的年代。信息技術(shù)包括微電子,計(jì)算機(jī)和現(xiàn)。代通信技術(shù)、傳感器技術(shù)，光電子技術(shù)等。在信息技術(shù)的推動(dòng)下，特別是計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體。技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，智能大廈，智能小區(qū)等概念及技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。主提供高度經(jīng)濟(jì)回報(bào)的建筑物。智能大廈運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)，軟件數(shù)據(jù)庫技術(shù)，多媒體技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊和綜合布線技術(shù)，改變了傳統(tǒng)系統(tǒng)固定封閉的架構(gòu)。作效率，以較高的性能價(jià)格比保護(hù)用戶最初投資。智能大廈的集成化安全保護(hù)。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、停車庫管理系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)。重要組成部分，它是智能大廈內(nèi)工作，生活的人們創(chuàng)造安全空間的必要前提。即通行者為合法持卡。人進(jìn)入通行區(qū)域。則開放門鎖，同時(shí)將這一情況記錄并送入集成安全管理中心的。以備日后查詢時(shí)使用。目前的門禁產(chǎn)品市場(chǎng)可以說品牌眾多，競爭激烈。先進(jìn)的門禁系統(tǒng)涉及報(bào)案，保密、防盜及系統(tǒng)安全等重大問題。雙扇門每一扇門與控制器的最遠(yuǎn)距離小于1200米。

　　

【正文】 控制器同下級(jí)的四路讀卡器的通訊實(shí) 現(xiàn)是控制器的重要組成部分 。 也是控制器設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，但因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系及所學(xué)的知識(shí)的局限性，沒有對(duì)此進(jìn)行討論與研究。 實(shí)時(shí)時(shí)間的實(shí)現(xiàn) 本系統(tǒng)存儲(chǔ)的事件信息中不僅需要記錄卡號(hào)而且需要記錄事件發(fā)生的時(shí)間，在液晶顯示器上也需要顯示時(shí)間。因?yàn)樾枰紤]系統(tǒng)掉電情況下的時(shí)間顯示以及良好的微機(jī)接口，經(jīng)過選擇美國達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司的時(shí)鐘芯片 DS12887 可以滿足設(shè)計(jì)要求。 （ l）、功能特點(diǎn) DS12887 時(shí)間芯片采用 CMOS 技術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于一體，采用 DS12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路 不需要任何外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。同時(shí)具有微功耗、精度高、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) 。 （ 2）、工作原理 DS12887 芯片內(nèi)部原理如圖 311 所示。由振蕩器電路、分頻電路、周期中斷／方波選擇電路、 14 字節(jié)時(shí)鐘和控制單元、 114 字節(jié)用戶非易失 RAM、十進(jìn)制／二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、總線接口電路、電源開關(guān)寫保護(hù)單元和內(nèi)部鋰電池等部分組成。 （ 3）、內(nèi)部功能 在下面的我們將只對(duì)和本設(shè)計(jì)有關(guān)的部分加以論述 。 ①地址分配圖 DS12887 的地址分配如圖 3－ 12 所示 。 由 114 字節(jié)的用戶 RAM、 10 字節(jié)存放實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí) 間、日歷和鬧鐘 RAM 以及用于控制和狀態(tài)的 4 字節(jié)特殊寄存器組成，幾乎所有的 128 字節(jié)都可以直接進(jìn)行讀寫。 ②時(shí)間、日歷 時(shí)間和日歷信息通過讀相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)來獲取 。 時(shí)間、日歷通過寫相應(yīng)的內(nèi)在字節(jié)進(jìn)行設(shè)置或初始化，其字節(jié)內(nèi)容可以使用二進(jìn)制或 BCD 碼形式，時(shí)間可以選擇 12 小時(shí)制或 24 小時(shí)制。當(dāng)選擇 12 小時(shí)制時(shí)，小時(shí)字節(jié)的高位為邏輯“ 1”代表 PM。時(shí)間和日歷是雙緩沖的，時(shí)刻可以訪問。 ③非易失 RAM 在 DS12887 中， 114 字節(jié)通用非易失 RAM 不專門用于任何特殊功能，它們可被處理器用作非易失內(nèi)存，在更新周期 也可以訪問。 ④晶振控制位 DS12887 出廠時(shí)，其內(nèi)部晶振被關(guān)掉，以防止鋰電池在芯片裝入系統(tǒng)前被消耗。寄存器 A 的 BIT4－ BIT6 為 010 時(shí)打開晶振 。 分頻鏈復(fù)位。 BIT4－ BIT6 的其它組合都是使晶振關(guān)閉。 （ 4）、狀態(tài)控制寄存器 DS12887 有 4 個(gè)控制寄存器 。 它們?cè)谌魏螘r(shí)間都可以訪問， 即使在更新周期也不例外。 華北電力大學(xué)（北京）畢業(yè)論文 第 26 頁 共 44 頁 ① 寄存器 A UIP：更新周期正在進(jìn)行位。當(dāng) UIP 為 1， 更新轉(zhuǎn)換將很快發(fā)生 。 當(dāng) UIP為 0，更新轉(zhuǎn)換至少在 24us 內(nèi)不會(huì)發(fā)生。 DV0， DV1。 DV2 ：用于開關(guān)晶振和復(fù)位分頻鏈。這些位的 唯一組合 010 將打開晶振并允許 RTC 計(jì)時(shí)。 ②寄存器 B SET： SET 為“ 0”，時(shí)間更新正常進(jìn)行，每秒計(jì)數(shù)走時(shí)一次 。 當(dāng) SET 位寫入“ 1”， 時(shí)間更新被禁止，程序可以進(jìn)行初始化時(shí)間和日歷字節(jié)。 DM：數(shù)據(jù)模式位， DM 為 1，表明是二進(jìn)制數(shù)據(jù) 。 而“ 0”表明是 BCD 碼數(shù)據(jù)。 24／ 12：小時(shí)格式位。 1 表明 24 小時(shí)模式 。 0 表明 12 小時(shí)模式。 DSE：夏令時(shí)允沖位。當(dāng) DSE 置 1 時(shí)允許兩個(gè)特殊的更新，在四月份的第一個(gè)星期日，時(shí)間從 1： 59： 59AM 時(shí)改變位 1： 00： 00AM。 當(dāng) DSE 位為 0 時(shí)，這種特殊的修正不發(fā)生。 ③寄存 器 D 圖 311 DS12887 芯片內(nèi)部原理圖 VRT：內(nèi)部鋰電池狀態(tài)位，平時(shí)應(yīng)該總讀出 l ，如果出現(xiàn) 0 ，表明鋰電池用盡。 BIT6BIT0：未用狀態(tài)位 讀出總為 0 ，不能寫入 。 （ 5）、硬件接口電路 DS12887 時(shí)鐘芯片和 CPU 89C52 的接口如圖 313 所示。模式選擇腳 MOT 接地，選擇 INTEL 時(shí)序 ,將 DS12887 時(shí)鐘芯片的地址總線及 AS 端口和 89C52 的P0 口及 ALE 端直接相連， 而 DS、 R/W 讀寫控制線與 CPU 的 RD、 WR 控制線相連 。 DS12887 的片選 /CS 由 89C52 的 端口來選中。低 8 位地址由芯片內(nèi)部單元的地址來決定。 華北電力大學(xué)（北京）畢業(yè)論文 第 27 頁 共 44 頁 圖 312 DS12887 的地址分配圖 （ 6）、接口軟件 下面為 DS12887 時(shí)鐘芯片和 89C52 的軟件接口，假定采用每天 24 小時(shí)制的非夏令時(shí)，時(shí)間數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼。初始化時(shí)間為： 2021 年 10 月 19 日 9 的 00分 00 秒。 圖 313 DS12887 時(shí)鐘芯片和 CPU 89C52 的接口圖 ① DS12887 時(shí)鐘芯片的初始化 CLR CPU 選中時(shí)鐘芯片 MOV R0， 0AH ： A寄存器的內(nèi)存單元地址為 0AH MOV A ， $010$$$$B MOV @RO, A ：打開晶振 ， $的取值可以任意 MOV R0， 0BH ：寄存器 B 的內(nèi)存地址為 0BH MOV A， 10000010B MOV @R0, A ：設(shè)置相關(guān)位 :BCD 碼 ,24 小時(shí)格式 不帶夏令時(shí) 華北電力大學(xué)（北京）畢業(yè)論文 第 28 頁 共 44 頁 MOV R0， 00H ： 秒單元地址 MOV A， 00H MOVX @R0, A ：秒值為 00 秒 MOV R0， 02H ：分單元為 02H MOV A， 00H ：分值為 00 分 MOVX @R0， A MOV R0， 04H ：時(shí)單元地址 MOV A， 09H MOVX @R0， A ：時(shí)值為 9 時(shí) MOV R0， 06H ：星期單元地址 MOV A， 04H MOVX @R0， A ：星期值為周四 MOV R0， 07H ：日單元地址 MOV A， 19H MOVX @R0， A ：日期值為 19 號(hào) MOV R0， 08H ：月單元地址 MOV A， 10H MOVX @R0， A ：月值為 10 月 MOV R0， 09H ：年單元地址 MOV A， 00H MOVX @R0， A ：年值為 2021 年 ②讀取 DS12887 時(shí)鐘日歷 DS12887 的日歷時(shí)鐘查詢通常有查詢和中斷兩種方法。但是在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，首先要判斷數(shù)據(jù)是否更新結(jié)束，只有在數(shù)據(jù)更新結(jié)束時(shí)讀出的數(shù)據(jù)才有效。 由于使用中斷方式的查詢方法，在硬件上需要使 DS12887 的中斷請(qǐng)求信號(hào)線 /IRQ 同 89C52 的中斷信號(hào)線相連 。 而單 CPU 方式由于 INT0 和 INTI 均被占用，所以不宜 使用中斷方式 而應(yīng)采用查詢方式， 中斷方式就不再討論，曾先查詢寄存器 A的 UIP 位 。 當(dāng) UIP=0 時(shí) 。 數(shù)據(jù)更新結(jié)束， 可以讀 出。 液晶顯示模塊 在控制器模塊中，需要顯示實(shí)時(shí)時(shí)間、下級(jí)的四個(gè)門的開關(guān)狀態(tài)以及用戶在使用鍵盤方式進(jìn)人時(shí)所需要的文字提示 。 這些功能都需要由液晶顯示模塊來完成。經(jīng)過檢索 。 選用內(nèi)藏 T6963C 控制器點(diǎn)陣圖形式液晶顯示模塊來完成該功能。 （ l） T6963C 的特點(diǎn) T6963C 是點(diǎn)陣式液晶圖形控制器 。 它能與 80 系列的 8 位微處理器直接接口。 T6963C 的字符字體由硬件設(shè)置，其字體有四種： 5*8， 6*8， 7*8， 8*8。 T6963C 可以以圖形方式、字符方式、 以及圖形和字符結(jié)合方式進(jìn)行顯示 。還可以實(shí)現(xiàn)字 符方式下的特征顯示和頻拷貝操作等等。 （ 2）、內(nèi)藏 T6963C 的液晶顯示模塊的外特性 內(nèi)藏 T6963C 的液晶顯示模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 T6963C 與行、列驅(qū)動(dòng)器及顯示緩沖區(qū) RAM 的接口，同時(shí)也已用硬件設(shè)置了液晶屏的結(jié)構(gòu)（單／雙屏）， 數(shù)據(jù)傳華北電力大學(xué)（北京）畢業(yè)論文 第 29 頁 共 44 頁 送方式、顯示窗口長度、寬度等等。圖 314 是內(nèi)藏 T6963C 原理框圖。 （ 3）、內(nèi)藏 T6963C 液晶顯示模塊與 CPU 的硬件接口方式 CPU同內(nèi)藏 T6963C液晶靈示模塊的接口方式有兩種，一種是直接訪問方式：CPU 利用數(shù)據(jù)總線與控制信號(hào)直接采用 I/O 設(shè)備訪問形式控制 T6963C 模塊：第二種方式是：間接控制方式。 CPU 通過并行接口間接實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示模塊的控制。根據(jù)液晶顯示模塊的需要，并行接口需要一個(gè) 8 位的并行接口和一個(gè) 3 位的并行口，從設(shè)計(jì)的角度考慮 ，采用直接訪問方式比較合適。設(shè)計(jì)時(shí)只要 CPU 的PI 口提供一般控制信號(hào)來選中液晶顯示模塊 圖 315 為直接訪問方式下的T6963C 的液晶顯示模塊同 89C52 的接口框圖。 CPU 的數(shù)據(jù)口 PO 直接與液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)口相連，由于 T6963C 接口適合于 8080 系列的 CPU，所以可以直接用 89C52 的 /RD、 /WR 作為液晶模塊的讀、寫信號(hào)，液 晶模塊的 /RESET、 /HALT 掛在 +5V 上。 /CE 信號(hào)可由 CPU 的 Pl。 2提供。 C/D 信號(hào)由 89C52 地址線 A0 提供，當(dāng) AO=1 時(shí)為指令口地址 。當(dāng) AO=0時(shí)為數(shù)據(jù)口地址。 圖 314 內(nèi)藏 T6963C 原理框圖 圖 315 T6963C 的液晶顯示模塊同 89C52 的接口框圖 （ 4）、內(nèi)藏 T6963C 液晶顯示模塊的指令格式 T6963C 的初始化設(shè)置一般都由硬件完成，因此指令系統(tǒng)集中于顯示功能的設(shè)置。 T6963C 的指令可以帶 一個(gè)或兩個(gè)參數(shù) 。 或無參數(shù)。 每條指令的執(zhí)行都是先送參數(shù) 。 再進(jìn)入指令。每次操作之前最好先進(jìn)行狀態(tài)字檢測(cè)。 T6963C 的狀態(tài)華北電力大學(xué)（北京）畢業(yè)論文 第 30 頁 共 44 頁 字如下： STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 STA0： 。 指令讀寫狀態(tài) 1：準(zhǔn)備好 0：忙 STAI： 數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài) l：準(zhǔn)備好 0：忙 STA2：數(shù)據(jù)自動(dòng)讀狀態(tài) l ：準(zhǔn)備好 0：忙 STA3：數(shù)據(jù)自動(dòng)寫狀態(tài) 1：準(zhǔn)備好 0：忙 STA4：未用 STA5：控制器運(yùn)行檢測(cè)可能性 1 ：能 0：不能 STA6：頻讀／拷貝出錯(cuò)狀態(tài) l：出錯(cuò) 0：正確 STA7：閃爍狀態(tài)檢測(cè) 1：正常顯示 0：關(guān)顯示 單 CPU 方式的工作原理 單 CPU 方式門禁控制器的組成框圖如圖 316 所示、其基本工作過程如下所述： （ 1）、刷卡過程 用戶進(jìn)行刷卡操作后，讀卡器將卡號(hào)讀入 。 通過 89C52 的串行通訊口將卡號(hào)送入 RS485 總線，控制器通過 RS485 接收卡號(hào)，然后送入四通路異步通訊模塊的相應(yīng)單元的接收數(shù)據(jù)緩沖器 。 這時(shí)相應(yīng)單元的 INTx 變高 ，向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求。 CPU 通過查詢， 從發(fā)出請(qǐng)求的接收數(shù)據(jù)緩沖器中讀取數(shù)據(jù)。 待接收到一個(gè)完整的卡號(hào)信息后，經(jīng)過查詢檔案信息進(jìn)行合法性判別、如果該卡為合法卡，則通過異步通訊模塊和 RS485 總線，向相應(yīng)的讀卡器發(fā)送開門命令，讀卡器控制電磁鎖開門 。 同時(shí)控制器將開門的卡號(hào)及時(shí)間，開門方式（刷卡）記錄在事件存儲(chǔ)區(qū) 。 如果為非法卡，則拒絕開門，并的該事件進(jìn)行記錄，三次后報(bào)警。 圖 316 單 CPU 方式門禁控制器的組成框圖 （ 2）、鍵盤方式； 該方式同刷卡方式基本相同，只是開門使用控制器的鍵盤而不是通過讀卡器刷卡 。 （ 3）、通訊過程 控制器與上位機(jī)的通訊可以分成兩個(gè)過程，都是通過 CPU 的串行通訊口實(shí)現(xiàn)的，通訊中上位機(jī)為主叫方，控制器為被叫方。 一種是：上位機(jī)通知控制器，華北電力大學(xué)（北京）畢業(yè)論文 第 31 頁 共 44 頁 將事件信息上傳。 另一種是：上位機(jī)將一些命令字下載給控制器 。 單 CPU 方式下的命令字約定