【正文】 現(xiàn)在即將 離開 學(xué)校、老師、同學(xué)，還有我四年的大學(xué)生活，雖然依依不舍，但是對未來的路，我充滿了信心。同時還要感謝各科的老師，你們的辛勤栽培使我獲得了今天的成績，謝謝老師們。 王林：基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)設(shè)計 33 致 謝 本文從開題到定稿，歷時 半個學(xué)期， 在本論文完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師 方寧老師致以誠摯的謝意。 （ 3） 密碼修改：當(dāng)密碼輸入正確后可修改密碼，對兩次輸入新密碼是否一致進(jìn)行確認(rèn)，若一致則修改成功。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重， 畢竟 平時練得不多 ，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對單片機(jī)匯編語言掌握得不好 ， 后來 通過網(wǎng)上和書本上的學(xué)習(xí)很成功的運(yùn)用這些軟件對設(shè)計的硬件電路和軟件程序測試成功實(shí)現(xiàn)。 開始初始化有數(shù)據(jù) ？接收數(shù)據(jù)驗證 ID摘機(jī) ？通話開鎖 ？報警 ？掛機(jī) ？30 s 到 ， 模擬掛機(jī)發(fā)送開鎖信號發(fā)送報警信號發(fā)送掛機(jī)信號YNNYNYYYYNNN無人值守 ？王林：基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)設(shè)計 31 圖 39 語音撥號室外機(jī)程序流程圖 首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，接著進(jìn)行按鍵掃描。 圖 37 系統(tǒng)通訊程序 首先發(fā)送通信同步信號到開定時中斷，判定是否開定時中斷，若否則返回繼續(xù)判斷，若是則發(fā)送 1 位數(shù)據(jù)，若還沒有發(fā)送完則繼續(xù)發(fā)送，發(fā)送完后，關(guān)掉定時中斷，通信線電平恢復(fù)，最后返回。 圖 35 系統(tǒng)密碼更改程序 流程圖 密碼輸入正確有按鍵按下 ？計算鍵值 ， 存儲新的 6 位密碼輸入完 ？兩次輸入并一致 ？存儲密碼否是否是是否四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 28 當(dāng)密碼輸入正確后，若還有按鍵按下，就計算其鍵值，存儲，新輸入的 6 位密碼輸入完后，需再次輸入確認(rèn)，若兩次相同，就將新的 6 位密碼存儲，密碼修改成功。 圖 34 系統(tǒng)密碼比較和報警流程圖 當(dāng)輸入 6 位密碼后，首先比較第一位密碼，若不正確，則清除顯示，若正確則繼續(xù)比較，若 6 位密碼全部正確，則開鎖，若密碼錯誤，則記錄錯誤輸入的次數(shù)，若超過 3 次，則鎖定鍵盤并報警。如 、 、 、 沒有低電平，再使 為低電平，其他口為高電平，依次掃描下去，找到按鍵所在的行，再判斷 P1 口的高四位哪一位為低，便可知道鍵在哪一列上。 鍵盤掃描子程序 本系統(tǒng)使用 4 4 矩陣鍵盤當(dāng)沒有鍵按下時，行線和列線之間是不相連的，若第 N 行與第 M 列的鍵被按下，那么第 N 行與第 M 列的線就被接通。系統(tǒng)的軟件流程圖如 圖 31 所示。 系統(tǒng)正確輸入密碼開鎖的狀態(tài)下，軟件將關(guān)注上鎖和修改密碼兩個按鍵的狀態(tài)。 當(dāng)實(shí)行密碼開門時， 程序等待鍵盤的開鎖密碼輸入，此時程序循環(huán)對鍵盤進(jìn)行掃描。在設(shè)計中采用了在掉電的情況下依然能夠保存數(shù)據(jù)的 EEPROM 存儲芯片 24C02 存儲密碼。本次設(shè)計中三個引腳全部接地。 圖 213 AT24C02 的引腳圖 23451678911101213151416171819 39 38 37 36 403332303129282627252422212335 3420AT 89 S 511 k1 kLEDVCCVCC1 k蜂鳴器657123A 0A 1A 2SCKSDAWP24 C 02王林：基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)設(shè)計 21 引腳的功能： 串行時鐘（ SCL）：用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。C 總線協(xié)議規(guī)定，任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。當(dāng) 口輸出高電平時，二極管點(diǎn)亮，發(fā)光，當(dāng) 口輸出低電平時，發(fā)光二極管熄滅， 同樣 口需要上拉電阻上拉。用 NPN 型三極管驅(qū)動蜂鳴器，三極管的基極接單片機(jī)的 口，當(dāng)其輸出高電平時蜂鳴器發(fā)聲。通過繼電器輸出接點(diǎn)的通斷狀態(tài)變化就可以控制密碼鎖的上鎖和開鎖 。 用在普通模擬電話機(jī)內(nèi)消除側(cè)音的一塊芯片，能夠比較滿意的禁止麥克風(fēng)錄到本機(jī)喇叭播放的聲音。它比較放音和錄音的電平，誰小就禁止誰 ， 全雙工通信變成了半雙工 通訊 ， 不過通話時一般 感覺不到 。74LS247 的邏輯功能表如表 21， 用 74LS138 控制位循環(huán)顯示，其邏輯功能表如表22， 顯 示電路的電路原理圖如圖 28 所示。 圖 27 74LS24 74LS138的引腳圖 74LS247 和 74LS138 的真值表如表 21 和 22 所示 。 判斷鍵盤中哪一個鍵被按下使通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。 對照圖 25 所示的 4 4 鍵盤，說明線反轉(zhuǎn)個工作原理 [14]。 圖 25 系統(tǒng)鍵盤電路 X 112 MHZXTAL 1XTAL 220 UF20 UFC 1C 2+ 5 VR 510 K10 UFC 337 6211密碼輸入84015910取消確定門號輸入P1.7P1.6P1.5P1.4P 1 . 0P 1 . 2P 1 . 12345 1678911101213151416171819 39 38 37 36 403332303129282627252422212335 3420AT89S51P 1 . 3王林：基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)設(shè)計 11 每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這 種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要 N 條行線和 M 條列線，即可組成具有 N M 個按鍵的鍵盤。若使用頗率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 10 持續(xù)時間應(yīng)超過 4us 才能完成復(fù)位操作。定時元件常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。要 檢 查 單 片機(jī)的振 蕩電 路是否正確工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有 脈沖 信 號輸 出 [13]。在 片內(nèi) 它是振 蕩電 路反相放大器的 輸 入端。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ 0 口。 P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。在 F1ash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。單片機(jī)AT89S51 引腳如圖 21 所示 。 王林：基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)設(shè)計 7 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 單片機(jī) 最小系統(tǒng)設(shè)計 本次設(shè)計中，選用 Ateml 公司的 51 系列單片機(jī) AT89S51 芯片作為門禁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及操作控制芯片。 ～ 用于鍵盤電路的控制。報警部分主要的功能就是在錯誤操作下實(shí)現(xiàn) 蜂鳴 器叫和發(fā)光二級管亮的報警信號 。電源部分主要的功能是為單片機(jī)提供適當(dāng)?shù)墓ぷ麟娫矗瑫r也為其它的部分提供電源。 語音對講部分：本部分通過與單片機(jī)的協(xié)作完成來訪者與房主的語音對講。 圖 13 單片機(jī)控制方案 單片機(jī)：本部分的功能包括寫入和讀取各種控制命令及數(shù)據(jù)處理，同時還要對各執(zhí)行單元進(jìn)行控制。其原理方框圖如圖 1－ 2 所示。它以單片機(jī) AT89S51 作為系統(tǒng)控制核心部件，配以語音呼叫開鎖 模塊、 密碼開鎖模塊 以及按鍵 和顯示器 等 組成。 對講門禁系統(tǒng)越來越受到用戶的歡迎和喜愛 ，同時 又大大促進(jìn)了樓宇 對講 門禁 系統(tǒng)的發(fā)展 。 門禁系統(tǒng) 研究的是 對講門禁系統(tǒng)， 對講系統(tǒng) 提供舒適、安全 、方便的家庭生活空間 。 門禁系統(tǒng) 的背景 以及研究目的和意義 近年來，在城區(qū)住宅小區(qū)普遍提出小區(qū)智能化，國家建設(shè)部對此也提出了具體的要求。 可視門禁 的功能趨向多樣化 和 綜合化 [5]。銷售量增加 ， 競價行業(yè)嚴(yán)重，利潤 率降低 ， 部分廠商意識到競價行業(yè)將帶來毫無生存空間的嚴(yán)重后果，故致力于提升產(chǎn)品品質(zhì)，增加對售后服務(wù)的投入，加快產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)度，樓宇對講市場區(qū)逐漸 成形 。彩色室內(nèi)分機(jī)的液晶屏目前還沒國產(chǎn)化，成本較高，這是制約彩色可視樓宇對講系統(tǒng)應(yīng)用的瓶頸。隨著產(chǎn)品的不斷豐富，許多產(chǎn)品還具備了監(jiān)控、安防報警 、戶戶通、信息接收、遠(yuǎn)程電話報警、留影留言提取、家電控制等功能 。 圖 11 現(xiàn)代化門禁系統(tǒng)示意圖 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 2 門禁系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 樓宇對講系統(tǒng)在歐美國家、香港、臺灣等地區(qū)已采用近 20 多 年，自 1992 年起，國外樓宇對講系統(tǒng)生產(chǎn)制造商陸續(xù)到中國開拓市場。 4 x 4 matrix keyboard 王林：基于單片機(jī)的門禁系統(tǒng)設(shè)計 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT .................................................................................................................... II 第 1 章 前 言 ...................................................................................................................1 門禁系統(tǒng)的定義 ................................................................................................1 門禁系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 ............................................................................2 門禁系統(tǒng)的背景以及研究目的和意義 ............................................................3 門禁系統(tǒng)研究的主要內(nèi)容 ................................................................................4 總體設(shè)計方案選定 ..................................................................................4 門禁系統(tǒng)單片機(jī)硬件資源的分配 ..........................................................6 第 2 章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .................................................................................................7 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................................................7 AT89S51 簡介 ...........................................................................................7 單片機(jī)晶振電路 ......................................................