【正文】 因此此方案局限性太大。方案二：采用MSP430單片機(jī)，430系列是一個(gè)16位的，具有精簡指令集的，超低功耗的混合型單片機(jī)，另外430系列單片機(jī)集成了豐富的片內(nèi)外設(shè)，由于本設(shè)計(jì)需要較多的I/O口，因此430具有強(qiáng)大的綜合優(yōu)勢。它的功耗低，技術(shù)成熟，成本低，引腳較少，硬件布線較簡單。若信號無效，則不打開道閘，在一般狀態(tài)之下系統(tǒng)給出當(dāng)前溫度以及時(shí)間信息。第四章 軟件設(shè)計(jì)本章對系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境已經(jīng)部分源程序做了解釋，給出整個(gè)系統(tǒng)的軟件流程圖。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及論證本章對設(shè)計(jì)前的方案進(jìn)行了選擇和分析，最終確定一種方便，可行的實(shí)施方案。 課題主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)本課題主要研究基于wifi的簡易門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)用wifi模塊實(shí)現(xiàn)車載控制端對道閘的開關(guān)，系統(tǒng)主要包括發(fā)送模塊，顯示模塊，道閘模塊等，這些模塊構(gòu)成一個(gè)綜合的系統(tǒng)，能夠滿足普通小區(qū)停車場車輛不停車狀態(tài)下的出入。但對于一般的企業(yè)住宅小區(qū)來說，并不是最理想的選擇。國內(nèi)生產(chǎn)的感應(yīng)式門禁系統(tǒng)和指紋門禁系統(tǒng)價(jià)格較國外同類產(chǎn)品價(jià)格低大約10%50%，但系統(tǒng)的可靠性稍差。美國生物識別市場在未來幾年中仍將會保持高速增長的趨勢，縱觀門禁市場發(fā)展，預(yù)計(jì)未來1－3年中國門禁市場的平均增長比例將達(dá)20％以上。據(jù)國際生物認(rèn)證團(tuán)（IBG）的預(yù)測：美國生物認(rèn)證市場2002年突破7億美元，其中指紋識別占近50%，虹膜識別占8%。在生物識別門禁系統(tǒng)中又以指紋門禁系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。國內(nèi)從事門禁系統(tǒng)有深圳紅門、門吉利、捷順、北京青云等公司?？墒荌C卡也很容易丟失，而且到了小區(qū)門口還要停下來刷卡，浪費(fèi)汽油，況且下雨天這樣會很麻煩。門禁, 又稱出入管理控制系統(tǒng)，是一種將信息技術(shù)、電子技術(shù)和機(jī)械鎖有機(jī)地結(jié)合在一起，對進(jìn)出人員進(jìn)行適當(dāng)級別的權(quán)限鑒別，并進(jìn)行相應(yīng)控制的數(shù)字化管理系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)早已超越了單傳的門道以及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一套完整的出去管理系統(tǒng)。使用各種機(jī)要部門，如銀行，賓館，機(jī)房，軍械庫，機(jī)要室，辦公室，智能化小區(qū)，工廠等。目錄第一章 緒論 3 課題研究背景 3 4 課題主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu) 4第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及論證 5 門禁系統(tǒng)工作原理 5 門禁系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 5 門禁系統(tǒng)方案選擇 6 6 6 7第三章 門禁系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì) 7 系統(tǒng)主控芯—MSP430F149 7 MSP430主要性能 7 MSP430x14x引腳功能 8 11 時(shí)鐘電路 13 復(fù)位電路 14 14 通信模塊—USR_WIFI232 17 模塊功能描述 17 模塊設(shè)置及使用 19 顯示電路 28 LCD12864 的基本參數(shù)及引腳說明 28 LCD12864的指令說明及時(shí)序 30 LCD12864屏幕與DDRAM地址的對應(yīng)關(guān)系 31 LCD12864與單片機(jī)接口電路 31 溫度讀取電路 32 DS18B20主要特性 32 DS18B20的引腳功能 32 DS18B20的測溫原理 33 DS18B20與單片機(jī)的接口電路 37 開鎖控制電路 37 28BYJ48電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法及參數(shù) 37 電機(jī)主要參數(shù)特性 38 ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片簡介 38 電機(jī)與單片機(jī)的接口電路 40第四章 軟件設(shè)計(jì) 41 軟件設(shè)計(jì)的流程 41 開發(fā)環(huán)境 42 部分程序代碼 43第五章 結(jié)語 59參考文獻(xiàn) 60第一章 緒論 課題研究背景出入口門禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機(jī)械，光學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施。在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天門禁技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。它在工作環(huán)境安全，人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。目前門禁系統(tǒng)是基于非接觸式感應(yīng)IC卡識別技術(shù)，由管理系統(tǒng)、控制器、感應(yīng)式讀卡器、電子鎖等組成的一個(gè)功能強(qiáng)大的智能型網(wǎng)絡(luò)門禁系統(tǒng)，人員手持一張合法的感應(yīng)式IC卡即可通過IC卡識讀設(shè)備自動(dòng)控制授權(quán)允許開啟的電子鎖。門禁系統(tǒng)是隨著自動(dòng)識別技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，國外門禁系統(tǒng)的知識品牌有美國的休斯（HID）、西屋（WSE）、洛泰克（NTK），以色列的DDS、英國的集寶等品牌。目前，國內(nèi)外研制和使用的門禁系統(tǒng)主要集中在感應(yīng)門禁系統(tǒng)和生物識別門禁系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)圖像處理和模式識別理論以及大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，指紋自動(dòng)識別系統(tǒng)的體積不斷縮小，其價(jià)格也不斷降低。美國生物認(rèn)證市場到2005年將達(dá)到19億美元，指紋識別占近40%，虹膜識別占10%左右。目前國外生產(chǎn)的門禁系統(tǒng)安全性較高，但是價(jià)格昂貴，感應(yīng)式門禁系統(tǒng)控制器的價(jià)格從4000到3萬元不等，包括讀卡器、門鎖、控制器、軟件在內(nèi)的一套系統(tǒng)報(bào)價(jià)在萬元以上。高級智能型門禁控制系統(tǒng)是當(dāng)前門禁系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，高級智能型門禁系統(tǒng)是一種聯(lián)網(wǎng)式門禁系統(tǒng)，功能也比較完善。這種門禁系統(tǒng)常用于國防、軍事等單位。課題結(jié)構(gòu)如下：第一章 緒論介紹了課題的背景知識，智能門禁系統(tǒng)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及研究的意義。第三章 門禁系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)本章對系統(tǒng)中的主要硬件模塊做了闡述，并且給出了各部分的電路圖。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及論證 門禁系統(tǒng)工作原理 基于wifi的門禁系統(tǒng)主要依靠PC或手機(jī)終端對無線模塊發(fā)送開鎖信號，wifi模塊接收到信號之后傳遞給主控模塊進(jìn)行分析處理，若信號有效，則打開道閘，在道閘打開的前提下，系統(tǒng)會在道閘打開之后5S自動(dòng)將道閘關(guān)閉，若車輛出門，則置于內(nèi)部的紅外對管會獲取車輛信息，并且在無需開門信號的前提下自動(dòng)將道閘打開。 門禁系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖 門禁系統(tǒng)方案選擇方案一：采用AT89S51 作為系統(tǒng)控制器。但實(shí)時(shí)性不好，復(fù)雜的控制算法難以實(shí)現(xiàn)；另外，增加的外圍電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度慢，因此放棄此方案。綜上，此方案選用MSP430F149作為系統(tǒng)主控芯片。方案二：LCD12864液晶顯示器畫質(zhì)高并且不會閃爍，和單片機(jī)系統(tǒng)的借口簡單可靠，操作方便。綜上，此系統(tǒng)選用LCD12864作為顯示器。在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。最為重要的是單片機(jī)可以直接讀取溫度，方便，高效。測溫范圍為55℃～+150℃。℃。綜合上述，選擇方案一。典型功耗是：， MA，且具有5種節(jié)能方式。l 低電壓供電、寬工作電壓范圍：。l 具有串行在線編程能力。l 喚醒時(shí)間短。 MSP430x14x引腳功能如圖31為MSP430F149的引腳圖。LM2576的特性如下：（1） 、5V、12V、15V和可調(diào)電壓輸出多種系列。4％。（4） 寬的輸入電壓范圍,HV型號甚至可達(dá)40V～60V。（6） 可用TTL電平關(guān)閉輸出,低功耗待機(jī)模式,典型待機(jī)電流為50μA。（8） 過熱和過流保護(hù)。5V穩(wěn)壓電路外圍元件的選擇：（1） 輸入電容CIN1電容作為旁路電容,防止在輸入端出現(xiàn)大的瞬態(tài)電壓。電容的電流均方根值至少要為直流負(fù)載電流的1/2。千萬不要選用瓷片電容,會造成嚴(yán)重的噪聲干擾。（3） 儲能電感LM2576既可工作于連續(xù)型也可非連續(xù)型,流過電感的電流若是連續(xù)的為連續(xù)型,電感電流在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)降到零為非連續(xù)型。若電容值太大,反而會在某些情況（負(fù)載開路、輸入端斷開）對器件造成損害。如果電容的ESR太小,就有可能使反饋環(huán)路不穩(wěn)定,導(dǎo)致輸出端振蕩。利用LM2576芯片實(shí)現(xiàn)5V電源電路的設(shè)計(jì)如下圖所示： 時(shí)鐘電路MSP430x14X系列單片機(jī)基礎(chǔ)時(shí)鐘模塊結(jié)構(gòu)如下圖：從圖中可以看出，它有3個(gè)時(shí)鐘源輸入端：l LFXT1CLK低頻時(shí)鐘源，按低頻時(shí)鐘晶體，也可接高頻時(shí)鐘晶體，陶瓷諧振器或直接外接時(shí)鐘信號源。l DCOCLK片內(nèi)可以數(shù)字控制的RC振蕩器。復(fù)位電路如下圖所示。USART0的寄存器如下表所列：MSP430 USART模塊配置為異步模式時(shí)的結(jié)構(gòu)如下圖：l 波特率的產(chǎn)生所謂波特率，是指單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)，以bit/s為單位，是衡量串行數(shù)據(jù)傳送速度快慢的重要指標(biāo)和參數(shù)。MSP430單片機(jī)的波特率產(chǎn)生部分如下圖所示，由時(shí)鐘源輸入選擇與分頻，波特率產(chǎn)生器，調(diào)整器和波特率寄存器等構(gòu)成。圖 波特率產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)圖MSP430的波特率發(fā)生器首先使用一個(gè)16位計(jì)數(shù)器和一個(gè)比較器，當(dāng)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)數(shù)器裝載著INT（N/2），其中N是UxBR1和UxBR0存儲值。對于給定的BRCLK時(shí)鐘源，分頻因子N由送到分頻計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率（BRCLK）和所需的波特率來決定，即如果使用常用的波特率與常用晶體產(chǎn)生的BRCLK，則一般得不到整數(shù)的N，分頻計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)分頻因子N的整數(shù)部分，其次，調(diào)整器可使得小數(shù)部分盡可能準(zhǔn)確，那么分頻因子N可定義如下：其中，N為目標(biāo)分頻因子，UxBR為UxBR1和UxBR0中的16位數(shù)據(jù)值；n為總字符位數(shù)，m為調(diào)整器寄存器UXMCTL中的各數(shù)據(jù)位（1或0）波特率由下式計(jì)算： 通信模塊—USR_WIFI232 模塊功能描述 HFA11x的無線模塊即可以配置成一個(gè)無線STA，也可以配置成AP。所以，利用HFA11x可以提供十分靈活的組網(wǎng)方式和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹ＭǔＪ褂玫臒o線路由器就是一個(gè)AP，其它無線終端可以通過AP相互連接。 HFA11x模塊支持多種無線網(wǎng)絡(luò)加密方式，能充分保證數(shù)據(jù)的安全傳輸，包括：①WEP②WAPPSK/TKIP③WAPPSK/AES④WAP2PSK/TKIP⑤WAP2PSK/AES HFA11x模塊支持在聯(lián)網(wǎng)過程中（作為STA，去連接AP過程中）綁定目的網(wǎng)絡(luò)的BSSID的功能。非法入侵者可以通過建立具有相同的SSID/ESSID的無線網(wǎng)絡(luò)的方法，是的網(wǎng)絡(luò)中的STA連接到非法的AP上，從而造成網(wǎng)絡(luò)的泄密。 HFA11x模塊提供一個(gè)100M以太網(wǎng)接口，通過這個(gè)100M以太網(wǎng)接口，用戶可以實(shí)現(xiàn)WIFI口，串口，以太網(wǎng)口，三個(gè)接口互通。 HFA11x 模塊支持兩種工作模式：透明傳輸模式和協(xié)議傳輸模式。協(xié)議傳輸模式可以實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。HFA11x 模塊上電起動(dòng)后，會根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)置好的參數(shù)，自動(dòng)的去連接無線網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器，并且進(jìn)行設(shè)置的工作模式，按預(yù)設(shè)的串口參數(shù)打開串口。HFA11x 網(wǎng)絡(luò)側(cè)的接口可以是 server，也可以是 client，通過 web 方式或串口的AT+命令設(shè)置。如果模塊已經(jīng)連接到某個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，則只要PC機(jī)也連入同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行設(shè)置，另外因?yàn)镠FA11x同時(shí)也是一個(gè)AP，所以PC機(jī)也可以連接到需要設(shè)置的模塊上進(jìn)行設(shè)置。其中包括3個(gè)指示引腳，4個(gè)UART引腳，根據(jù)需要都可以制定為GPIO引腳。 模塊設(shè)置及使用l 模塊設(shè)置 保持WIFI網(wǎng)絡(luò)連接，登錄,即可進(jìn)入設(shè)置網(wǎng)頁，默認(rèn)用戶和密碼均為admin將模塊的串口連接到計(jì)算機(jī)串口，安裝設(shè)置軟件運(yùn)行庫，點(diǎn)擊連接模塊，成功后點(diǎn)讀取設(shè)置，即可進(jìn)入配置運(yùn)行 WIFI模塊上電，等待WIFI模塊啟動(dòng)完成，讓W(xué)IFI網(wǎng)卡加入HFAll_AP這個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，WIFI建立連接成功后，模塊會自動(dòng)和配置軟件建立連接，點(diǎn)擊讀取設(shè)置，即可進(jìn)行設(shè)置。更詳細(xì) AT 指令說明請參考詳細(xì)手冊文檔，測試過程截圖如下（發(fā)送的內(nèi)容看不到，只看到返回的內(nèi)容）模塊加入普通路由器的網(wǎng)絡(luò)1. 登錄WIFI路由器了解一些信息，SSID名稱，用戶名和密碼，加密方式。，重啟模塊，也可以斷電重啟4. 完成之后，從無線路由器的DHCP列表里面能找到模塊已經(jīng)主動(dòng)連入路由器創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)l 模塊測試1. 硬件連接關(guān)于串口的連接，不能直接和計(jì)算機(jī)相連，需要帶底板或者用戶有TTL轉(zhuǎn)RS232的轉(zhuǎn)接線再連接到計(jì)算機(jī)上。2. 網(wǎng)絡(luò)連接搜索網(wǎng)絡(luò)，如下圖的HFAllx_AP即是模塊的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)名稱（SSID）加入網(wǎng)絡(luò)，選擇自動(dòng)獲取IP，WIFI模塊支持DHCP Server功能并默認(rèn)開啟此時(shí)模塊的Link指示燈亮起。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置區(qū)選擇TCP client模式，此為WIFI模塊默認(rèn)的IP地址，服務(wù)器端口號8899，此為模塊默認(rèn)監(jiān)聽的TCP端口號，點(diǎn)擊連接建立TCP連接。測試過程可以看到模塊的TXD和RXD指示燈在有數(shù)據(jù)通過時(shí)閃爍。手機(jī)開啟WIFI功能，找到并加入HFAllX的WIFI網(wǎng)絡(luò)。建立連接成功后，手機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)上的串口會收到信息，計(jì)算機(jī)的串口發(fā)送信息，計(jì)算機(jī)上測試軟件的網(wǎng)絡(luò)部分會收到信息，同時(shí)手機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)助手也會收到信息?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. ?；咎匦?（1）低電源電壓（VDD:+～+）（2）顯示分辨率:12864點(diǎn) （3）內(nèi)置漢字字庫，提供8192個(gè)1616點(diǎn)陣漢字(簡繁體可選)（4）內(nèi)置 128個(gè)168