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基于msp430單片機的智能門鎖控制系統(tǒng)設(shè)計終稿-文庫吧資料

2024-11-18 15:56本頁面
  

【正文】 新型信息工具。由系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU和個功能所需的時鐘。在 MSP430系列中有 2個不同的系 統(tǒng)時鐘結(jié)構(gòu):基本時鐘系統(tǒng)和鎖頻環(huán)( FLL和 FLL+)時鐘系統(tǒng)或 DCO數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)。A左右,時鐘關(guān)斷模式最低功耗只有 2 采用不同點工作模式,芯片的功耗也會有顯著的不同。在通常情況下,根據(jù)需要使用軟件將 CPU設(shè)定到某一種低功耗工作模式下,在需要時 使用中斷將 CPU從休眠狀態(tài)中喚醒,完成工作之后又可以進入相應(yīng)的休眠狀態(tài)。 4 16 位數(shù)據(jù)寬度,數(shù)據(jù)處理更為有效。 2 直接嵌入仿真處理,具有 JTAG 接口。它們分別是以下一些外圍模塊的組合:時鐘模塊、看門狗、定時器 A、定時器 B、比較器 A、串口 0、 硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、端口、基本定時器、 DMA 控制器等。 3 外圍模塊 : 經(jīng)過 MAB、 MDB、中斷服務(wù)及請求線與 CPU相連。對程序存儲器訪問總是以字形式取得代碼,而對數(shù)據(jù)可以用字或字節(jié)方式訪問。 2 存儲器 : 存儲程序、數(shù)據(jù)以及外圍模塊的運行控制信息。 MSP430的內(nèi)核 CPU結(jié)構(gòu)是按照精簡指令集和高透明的宗旨而設(shè)計的,使用的指令有硬件執(zhí)行的內(nèi)核指令和基于現(xiàn)有硬件結(jié)構(gòu)的仿真指令。開發(fā)語言有匯編語言和 C語言。對于 OTP和 ROM型器件是用相對應(yīng)的 EPROM型器件作為開發(fā)片,或使用仿真器開發(fā)成功之后 再燒寫或掩膜芯片;我而對于 FLASH型則有十分方便的開發(fā)測試環(huán)境,因為器件片內(nèi)有 JTAG調(diào)試接口,還有可以電擦寫的 FLASH存儲器,因此采用先下載程序到 FLASH內(nèi),再在器件內(nèi)通過軟件控制程序運行,由 JTAG接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計者調(diào)試使用的方法進行開發(fā)。 5 方便高效的開發(fā)環(huán)境 目前 MSP430系列有四種類型器件: OTP,FLASH,EPROM,ROM。然后軟件可設(shè)置適當(dāng)?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊泶_定最后的系統(tǒng)時鐘頻率。這些特點保證可以編制出高效率的程序。 2 強大的處理能力 MSP430系列單片機為 16位 RISC結(jié)構(gòu),具有豐富的尋址方式( 7種源操作數(shù)尋址, 4種目的操作數(shù)尋址),簡潔的 27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可以參加多種運算;還可以高校的查表處理方法;有較高的處理速度,在 8MHZ晶體驅(qū)動下,指令周期為 125181。 (二 ) MSP430系列單片機特點 1 低電壓, 超低功耗 MSP430系列單片機在 , 1MHZ的時鐘條件在運行,耗電電流( )因工作模式不同而不同;具有 16個中斷源并可以任意嵌套,使用靈活方便;用中斷請求將 CPU喚醒只需要 6181。 4 MSP430 的存儲器結(jié)構(gòu)采用了統(tǒng)一編址方式,可以使得對外圍模塊寄存器的操作象普通的 RAM 單元一樣方便、靈活。 3 MSP430的內(nèi)核 CPU結(jié)構(gòu)是按照精簡指令集的宗旨來設(shè)計的。雖然其工作原理與普通微機并無差異,但 MSP430系列單片機在結(jié)構(gòu)上更加突出了體積小、功能強、面向控制的特點,具有很高的性能價格比。 在單片機技術(shù)領(lǐng)域, 89C51 系列為中國大陸應(yīng)用最廣泛的品種,而 MSP430 單片機是在 1996 年問世的,在 1998 年被杭州利爾達公司引進到中國( IT 公司產(chǎn)品)。 MSP430 芯片上的 P6 引腳信號進入三極管的基極 B,使電流從集電極流向發(fā)射極,進入繼電器的觸發(fā)端,讓繼電器內(nèi)部的開關(guān)閉合,接通大功率電源與電磁鎖,完成開鎖。 芯片提供的電流很?。?mA 級),而 開鎖需要得電流大于 ,需要 進行信號放大。供電電壓為 —— ? 上傳速率可以達到 235K b/s ? 低功耗的電流為 1181。 圖 電源模塊 ( 2) 復(fù)位電路 圖 復(fù)位電路 ( 3) 與微機串行接口 由于單片機與上 位機通信時接口電平不同,因此需要進行接口轉(zhuǎn)換 ,這里采用SP3220 芯片來完成接口電平的轉(zhuǎn)換。 3 單片機電路設(shè)計與實現(xiàn) 單片機式整個門鎖控制系統(tǒng)得總控制者和總操作者,負責(zé)讀取用戶卡得信息和用戶密碼,同時負責(zé)與上位機通信:發(fā)送用戶卡片信息 和用戶密碼,并接受上位機命令,控制門鎖開啟。 2 鍵盤硬件電路設(shè)計與實現(xiàn) 本系統(tǒng)采用 薄膜式鍵盤 , 12 個 按鍵, 34 陣列,有 10 個數(shù)字鍵( 09), 2 個功能鍵“ 確定”與“取消”,供程序處理輸入完畢和輸入錯誤后重新輸入得情況 。使用光敏元件的特性,設(shè)計讀取電路單元見 圖 圖 讀取電路 當(dāng)控制端為高電平 +5V 時電平讀取端始終為高電平;當(dāng)控制端為低電平 0V 時,讀取端的電平取決于光敏元件的狀態(tài);當(dāng)光敏元件受到光照而導(dǎo)通時,由于電阻的下拉作用,讀取端為低電平,反之為高電平。 1 用戶讀取器 采用太陽卡,該卡 為光電卡,采用光電傳感器把卡上的信息轉(zhuǎn)化為計算機可以處理的信號。與單片機的交互通信由串行通信程序集中處理,用于接受開鎖請求和發(fā)送驗證結(jié)果。 2 微機系統(tǒng) 微機系統(tǒng)全部由 軟件組成,其構(gòu)造如圖 . 微機系統(tǒng)主要處在信息處理層。 通過單片機對卡片讀寫器與鍵盤的控制,可以讀取用戶卡片信息和密碼,并由單片機和上位微機通信 識別用戶合法性,確定 是否開鎖。 1 單片機系統(tǒng) 單片機系統(tǒng)是信息收集層的核心部分,其結(jié)構(gòu)如圖 圖 單片機系統(tǒng) 它 承擔(dān)讀取用戶卡片和密碼信息,與上位微機串行口通信的全部任務(wù)。它是整個系統(tǒng)的最終執(zhí)行者。 4 執(zhí)行層 處理層對通信層傳過來的信息進行判斷處理,確定其合法性以后,把控制權(quán)交給執(zhí)行層。通信層的最主要 部分是連接信息收集層和信息處理層的單元。這一層完全由上層管理軟件構(gòu)成,是整個智能門鎖控制系統(tǒng)的核心,是實現(xiàn)智能化的關(guān)鍵。該層次的具體組件 包括硬件上的讀卡器 鍵盤和管理軟件程序界面。 1 收集層 收集層是智能門 鎖控制系統(tǒng)與用戶互動的橋梁,完成對用戶各種請求信息的收集,是整個系統(tǒng)中十分重要的部分。同時,系統(tǒng)還提供對電子帳戶的管理功能,如查詢,修改 添加 和刪除功能。其他的功能模塊在以下的論文中會做詳細的介紹,這些功能模塊都 是以 MSP430 單片機中的MSP430F149 為核心實現(xiàn)的 。 圖 (四) 所需功能模塊 通過系統(tǒng)的需求分析和可行性研究得出系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能, 并得 出實現(xiàn)這些功能需要用到 以下 幾個功能模塊,包括: IC 卡模塊、存儲器模塊、 LCD 液晶顯示、鍵盤模塊、電子門鎖開啟及報警模塊。 (5)單片機比較兩個密碼。 (3)識別 卡后,若 IC 卡有效,則 液晶 屏幕顯示 漢字:請輸入密碼。一個好的體系結(jié)構(gòu)是設(shè)計成功 的關(guān)鍵, 根據(jù)上面的可行性和需求分析,我制定了系統(tǒng)基本功能的設(shè)計方案, 識別 卡之后: (1)系統(tǒng)自動讀取 IC 卡程序,用一個中斷程序,只可對 IC 卡執(zhí)行繼續(xù)工作,對其他類型的卡不可識別。本系統(tǒng)中還包括了后臺對電子門的控制, 現(xiàn)在 有專門從事這種后臺操作的工作人員,統(tǒng)一對電子門鎖系統(tǒng)進行管理和技術(shù)維護,因此本系統(tǒng)還具有一定的管理可行性。功能性需求是 指系統(tǒng)的基本功能,如輸入輸出信號、操作方式等;非功能需求包括系統(tǒng)性能、成本、功耗等因素。 (二) 需求分析 確定設(shè)計任務(wù)和設(shè)計目標(biāo),并提煉出設(shè) 計規(guī)格說明書,作為正式設(shè)計指導(dǎo)和驗收的標(biāo)準(zhǔn)。它 省去了攜帶鑰匙,
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