【正文】 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 （ CGRAM或 DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 指令 1：清顯示，指令碼 01H，光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 指令 3： 光標(biāo)和顯示位置設(shè)置 I/D，光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 ， S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無效。（說明 1為高電平， 0 為低電平） ， 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令。液晶屏幕將顯示：“ RIGHT DOOR NUM CONNECTING！”如下圖 為此子程序的流程圖。當(dāng)門號(hào)輸入正確時(shí)，相應(yīng)的編碼將在單片機(jī)的 ~ 產(chǎn)生。此程序是間接的存儲(chǔ)起來，然后再經(jīng)過乘法和加法運(yùn)算，將所得到的結(jié)果儲(chǔ)存，然后再進(jìn)行與已存的門號(hào)數(shù)組進(jìn)行比較，判斷結(jié)果。如下圖 為其大致流程圖。設(shè)置的 6位密碼為 ******在每輸入一位密碼時(shí)，屏幕將顯示輸入的密碼位數(shù)，在此流程圖中未將這些程序段一一寫出，在三次密碼輸入錯(cuò)誤的時(shí)候?qū)@示 “ CODE ERROR THREE TIMES!!”同時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)。 圖 控制字節(jié)的含義 圖 DS1302 的讀寫時(shí)序 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 密碼輸入及其判斷子程序 此子程序段是由主程序連續(xù)下來的，由于紙張?zhí)?，無在一個(gè)主程序流程圖中無法將所有子程序流程圖設(shè)計(jì)出來，故在此小節(jié)說明。數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序如圖 。數(shù)據(jù)寫入時(shí)從低位 (位 0) 開始 。另外 ,當(dāng) RST為高電平時(shí) ,SCLK必須為低電平。如果在傳送過程中 RST置為低電平 ,則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送 ,并且 I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。其次 ,用于終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送。控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。位 5至位 1 指示要操作單元的地址 。控制字節(jié)的最高有效位 (位 7) 必須是邏輯 1 ,如果該位為 0 ,則無法把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中 ?？刂谱止?jié)如圖 所示。 軟件整體框圖 軟件模塊結(jié)構(gòu)框圖 通信 DS1302 記錄 實(shí)時(shí)時(shí)間 時(shí)間判斷 鍵盤掃描 主程序 密碼判斷 鍵值輸入 門號(hào)判斷 門號(hào)編碼 門磁掃描 報(bào)警 1602 液晶顯示 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 主程序流程圖 下圖圖為主程序流程圖，由上圖可知程序主要的流程，程序基本上是通過對(duì)鍵值及門磁的狀態(tài)進(jìn)行時(shí)刻掃描，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鍵值時(shí)或者門磁信號(hào)變化時(shí)，運(yùn)行相應(yīng)的子程序。主程序?qū)醋陨隙马樞驘o限循環(huán)的方式執(zhí)行，當(dāng)有按鍵變化發(fā)生時(shí)，程序?qū)⑦\(yùn)行到相應(yīng)子程序，并 通過按下的鍵值，在內(nèi)部進(jìn)行處理運(yùn)算，并輸出相應(yīng)的顯示結(jié)果或者并輸出相應(yīng)正確的狀態(tài)信號(hào)，整個(gè)軟件設(shè)計(jì)，基本上是圍繞按鍵掃描展開的。 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 第 3 章 基于單片機(jī)門控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 門控系統(tǒng)的 核心控制器是單片機(jī)，應(yīng)用中采用 Atmel公司的 AT89C52單片機(jī)，采用KeilC編程，軟件經(jīng)過編程后可以基本上完成各個(gè)控制的功能，包括鍵盤掃描 、 1602LDC顯示、密碼輸入開門、門號(hào)呼叫、時(shí)間采集及其相應(yīng)時(shí)間內(nèi)限制開門或限制呼叫、門延時(shí)未關(guān)或非法入侵報(bào)警、密碼三次輸入錯(cuò)誤報(bào)警等功能。在供電充電電路中，可以自動(dòng)投入備用電源，其中采用了蓄電池防過充電路。設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302，在后邊用軟件 可以實(shí)現(xiàn)限時(shí)操作功能。還采用了 1602LCD 液晶顯示模塊，可以實(shí)現(xiàn)建立了良好的人機(jī)交互界面的要求，操作起來將更加方便。 CESHI 按鈕為設(shè)計(jì)的測試按鍵。 COMMON 接的是模擬開關(guān)的公共端 X ，由于 CD4067 的接通內(nèi)阻很小，因此理論上完全可以實(shí)現(xiàn)呼叫的功能。摘機(jī)后，叉簧開關(guān) HS 的 3 接點(diǎn)接通，通話電路接通電源， 音頻放大器 IC2（ LM386） 工作， 這時(shí)可進(jìn)行對(duì)講。 對(duì)講電路是此門控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要一個(gè)模塊，設(shè)計(jì)的 對(duì)講門鈴的電路如圖，其工作原理如下：平時(shí)掛機(jī)時(shí)叉簧開關(guān) S55 的 2 觸點(diǎn)接通，也加到音樂 集成塊 IC1的 2腳。由于此芯片功率僅為 1mW 用電量很小， VCC1 可加備用電源，能在很久的時(shí)間段提供精準(zhǔn)的時(shí)間。采用 3線穿行通信的方式對(duì)單片機(jī)的時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸， RST 為通信允許圖 DS1302 引腳圖 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 信號(hào)， RST=1 允許通訊， RST=0 時(shí)禁止通信， IO為雙向串行數(shù)據(jù)傳送信號(hào) ， SCLK 為串行數(shù)據(jù)的位同步脈沖信號(hào)。 實(shí)時(shí)時(shí) 鐘芯片 DS1302 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片 ,內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和31 字節(jié)靜態(tài) RAM,通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路 .提供秒分時(shí)日日期 .月年的信息 ,每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式 .DS1302 與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信 ,僅需用到三個(gè)口線 :1 RES 復(fù)位 ,2 I/O 數(shù)據(jù)線 ,3 SCLK 串行時(shí)鐘 .時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通 信 .DS1302 工作時(shí)功耗很低 ,保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 VCC1 和 VCC2 用于主電源和備份電源供應(yīng) ,VCC1 為可編程涓流充電電源。 16 腳： BLK背光電源負(fù)極，接 GND。 7～ 14腳 ： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 4腳 ： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇 數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 2腳 ： VDD 接 5V正電源。采用此液晶足以實(shí)現(xiàn)對(duì)此設(shè)計(jì)的顯示功能。另外還有字符生成 RAM（ CGRAM） 512 字節(jié)，供用戶自定義字符。設(shè)計(jì)中方案中的鍵 值及其功能如圖中下標(biāo)所示，其中鍵值 15為密碼輸入的功能、鍵值 14 為門號(hào)輸入呼叫的功能鍵值 13 為歡迎界面顯示，鍵值 12為重復(fù)上次的呼叫門號(hào)， 09為相應(yīng)數(shù)字。對(duì)鍵盤的處理程序功能：確定有無鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時(shí)的抖動(dòng)。 4x4 矩陣鍵盤電路 本設(shè)計(jì)是用 AT89S52 的并行口 P1 接 4 4 矩陣鍵盤，如圖 所示，矩陣鍵盤的每個(gè)按鍵有它的行值和列值 ，行值和列值的組合就是識(shí)別這個(gè)按鍵的編碼。管腳圖如下圖 。 圖 單片機(jī)管腳及其分配 圖 6 0 15 0 35 0 25 0 14 0 34 0 24 0 13 0 33 0 23 0 12 0 32 0 22 0 11 0 31 0 21 0 1P IA NX U A NADCBX09X18X27X36X45X54X63X72X823X922X 1 021X 1 120X 1 219X 1 318X 1 417X 1 516X1A10B11C14D13EN15U34 0 6 7圖 CD4067的引腳圖 圖 CD4067的真值表 圖 AT89C52 管腳圖 1514131211109876543200 00011 1111110000000000011111111 1111000 00 0000011 11111111000 000000001 00100001000000None1InhDCBA Cha nnel基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 本設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)是 51系列單 片機(jī)中的 AT89C52，它是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)包含 8Kbytes的課反復(fù)擦鞋的制度程序存儲(chǔ)器（ PEROM） 和 256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），期間采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)產(chǎn)生，易標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令系統(tǒng)及 8952產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，使用與許多較為復(fù)雜的控制應(yīng)用場合。開關(guān)所需的 BCD 碼由 51單片機(jī)的 ~ 腳輸入的 ,片選信號(hào)的輸入端為 15 由單片機(jī)的 腳輸入。各開關(guān)的切換是由BCD 碼作指令， BCD 碼的每四位二進(jìn)制碼可對(duì)應(yīng)一個(gè)開關(guān)的接通，其余開關(guān)都斷開。從真值表上看出， CD4067的工作方式類似譯碼電路，可以將 16 種信號(hào)轉(zhuǎn)化為 16 開關(guān)的信號(hào)，這種模擬開關(guān)具有低的導(dǎo)通電阻和高的斷開電阻，被傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)幅度為 3V～ 15V。 CD4067 的真值表如表 所示。 CD4067 是單 16 路（單刀 16位）模擬開關(guān)，各開關(guān)由外部輸入二進(jìn)制的地址碼 A、 B、 C、 D來切換。如下圖 所示。電路基本原理見下圖 。 在驅(qū)動(dòng)電路中，用單片機(jī)三極管控制繼電器進(jìn)行電鎖的電源通斷，電路原理如圖。由于此設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)，提供了備用電源，故排除了此種情況，而且電插鎖大多都是用于雙向開關(guān)門的門控系統(tǒng)中，本設(shè)計(jì)門控系統(tǒng)僅僅是單向開門即可。 “ 陽極鎖 ” 的一種停電開門的電鎖。安裝陰極鎖一定要配備 UPS電源。 陰極鎖：一般的陰極鎖為通電開門型。它安裝在門 框的上部。 根據(jù)門的材料、出門要求等需求選取不同的鎖具。 電控鎖的選擇及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 電控鎖是 門 控 系統(tǒng) 中鎖門的 執(zhí)行部件。 圖 門磁工作示意圖 門磁可以實(shí)現(xiàn)對(duì)門的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控， 可以配合門控 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 門被非法闖入 ， 沒有 進(jìn)入權(quán)或者 按按鈕的合法操作，而門被 強(qiáng)行 打開 的 報(bào)警 功能 。門關(guān)好時(shí)，兩端正好重疊接近。 如下示意圖為 常見的一 種 暗裝式門磁， 一般都是 不帶電線的一端內(nèi)藏磁鐵，帶電線的低端內(nèi)部藏有干簧管等元器件，當(dāng)磁鐵接近時(shí)，電線輸出閉合信號(hào)，當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離時(shí)，兩條電線輸出開路信號(hào)。隨著向電池的滿量充電，充電電流繼續(xù)減小，而輸出電壓則 從 降低到 作用，此時(shí)將終止充電，同時(shí)晶體管 V1導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管 D10 點(diǎn)亮，表示電池已經(jīng)充足電。 圖 市 電 輸 入 220v 變壓器 24v 整流濾波電路 12v 蓄電池 充電 電路 輸 入 電 源 選 擇 MC7805C 穩(wěn)壓 MC7812CG 穩(wěn)壓 12V穩(wěn) 壓電源 5V穩(wěn) 壓電源 圖 基于單片機(jī)的門控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 充電電路設(shè)計(jì)如下，本電路使用于給 12V 的鉛酸蓄電池充電，電路如圖圖 所示， LM305 是一個(gè)正輸出三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，他可以提供 ～ 33V、 3A 的直流輸出。電源由 220V 交流電經(jīng)過 24V 的變壓器、整流濾波電路和 MC78L12CG 和 MC78L05CG 芯片可以產(chǎn)生供單片機(jī)電路的 +5V 和電磁鎖的 +12V 電源，斷電后經(jīng)自動(dòng)通過 12V蓄電池 BT 提供。將此電路單片機(jī)編程后，以上電路的組合可實(shí)現(xiàn)對(duì)門的密碼開啟、對(duì)應(yīng)門號(hào)的呼叫樓宇對(duì)講、非正常情況報(bào)警等功能。 51單片機(jī)是整個(gè)電路的核心部分，其中單片機(jī) IO口的輸入有 4x4矩陣鍵盤、門磁、 DS1302時(shí)鐘電路等，輸出到十六路 CD06716 模擬開關(guān)門選擇電路、 1602 液晶、報(bào)警電路及電插鎖驅(qū)動(dòng)電路等。備用電源是蓄電池組，通過穩(wěn)壓電路得到 12V 和 5V 電壓。主框圖如圖 所示。分為三塊電路設(shè)計(jì)，一塊電路實(shí)現(xiàn)電源電路，第二塊電路是與單片機(jī)直接控制相關(guān)的電路，第三塊是對(duì)講電路，采用這種設(shè)計(jì)是根據(jù)各個(gè)電路模塊之間的距離和功能來劃分的，說明起來也更加合理。 本設(shè)計(jì)主要的應(yīng)用場所 由于此設(shè)計(jì)綜合了 基本的門禁系統(tǒng)和樓宇對(duì)講系統(tǒng)的功能，因 此其主要的應(yīng)用場所為小區(qū)綜合樓，集體居住宿舍 ，寫字樓 等 的安全程度要求不是很高的場所 。 為了解決這些問題，出現(xiàn)了電子密碼鎖，這種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對(duì)出入口通道的管理效率，使通道管理進(jìn)入了電子時(shí)代。對(duì)于使用者來說，一把