【正文】 52 管腳圖1）P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口?！　? 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6 2）P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。 3）P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門電路?！　? 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2 亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門電路。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。　　 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。一般情況下，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的?！?7）PSEN 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。 8）EA/VPP 外部訪問允許。 9） XTAL1 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 11）VDD 電源+5V。13）特殊功能寄存器如表 23 所示：表 23 特殊功能寄存器表 主控芯片模塊設(shè)計(jì) [10]AT89C52 作為此次門禁系統(tǒng)開發(fā)的處理器的核心部件是非常重要的，通過圖 可知：通過鍵盤，讀卡器模塊的連接完成對(duì)其輸入的功能，而 LCD 顯示器以及指紋識(shí)別模塊的連接則完成了 AT89C52 處理后的信息輸出的功能，來完成系統(tǒng)的輸入以及輸出的功能。 對(duì)應(yīng)時(shí)鐘/日歷芯片。由高性能 DSP 處理器和 FLASH 等芯片構(gòu)成，具有指紋圖像處理、模板提取、模板匹配、指紋搜索和模板存儲(chǔ)等項(xiàng)功能。 SM60 技術(shù)參數(shù)如表 25 所示：表 25 SM60 技術(shù)參數(shù)表SM60 工作方式: 根據(jù)不同開發(fā)任務(wù)和應(yīng)用要求，模塊分為“獨(dú)立”和“命令”兩種工作模式。2） 命令工作模式 模塊在 PC 機(jī)或上位機(jī)的控制下，通過各種指令的組合實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜，更具個(gè)性化的功。撥碼開關(guān):撥碼開關(guān) S1 有兩個(gè)作用: 其一，設(shè)定命令工作模式。開關(guān)“ON”代表邏輯“0 。因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的 TTL 器件連接，必須在 EIA 與 TTL 電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。MAX232 芯片可完成 TTLEIA 向電平轉(zhuǎn)換。在此使用的集成電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 為 RS 232C / TTL 電平轉(zhuǎn)換芯片。南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10MAX232 管腳圖及內(nèi)部電路如圖 所示：圖 MAX232 管腳圖及內(nèi)部電路圖 穩(wěn)壓器 [13]從上面可知，指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 工作電壓為 5V 、200mv，電流為200mA、但是該系統(tǒng)是電池供電，電壓隨著電池的消耗會(huì)下降，并且指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 的靜態(tài)(或空閑)電流太大，不能長(zhǎng)時(shí)間處于空閑狀態(tài)，必須在不使用的時(shí)候?qū)⑵潢P(guān)斷，所以，給指紋識(shí)別獨(dú)立模塊供電的電源要求穩(wěn)壓和可關(guān)斷。它的輸入電壓范圍為 至 ，穩(wěn)壓輸出電壓 5V，輸出電流 500mA 時(shí)壓降為320mV，穩(wěn)壓器的輸出電壓有折返電流限制和熱過載線路保護(hù)，靜態(tài)電流典型值 15uA，最大值 35uA，MAX603 對(duì)電池的消耗非常低。其主要性能:1）雙模式工作，固定或 至 11V 可調(diào)輸出2）7V 至 大輸入電壓范圍3）最大輸出電流 500mA4）典型 15uA 靜態(tài)電流5）最大 3uA 靜態(tài)電流(關(guān)斷方式)6）輸出過流限制7）反向電流保護(hù)南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）118）高功率 8 腳小型封裝MAX603 引腳圖如圖 所示：圖 MAX603 引腳圖引腳名稱如表 29 所示:表 29 MAX603 引腳名稱表引腳 符號(hào) 功能1 IN 電源電壓輸入 GND 地，散熱4 /OFF 關(guān)斷5 SET 設(shè)置電壓輸出8 OUT 穩(wěn)壓輸出應(yīng)用 MAX603 輸出 5V 電壓的應(yīng)用電路如圖 所示:圖 MAX603 輸出 5V 電壓的應(yīng)用電路圖南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12 數(shù)據(jù)接收設(shè)置 微控器 AT89C52 內(nèi)部有一個(gè)全雙工的串行接口，有兩個(gè)獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。串行口也有接收緩沖器，即從接收緩沖器中讀出前一個(gè)已收到的字節(jié)前，能開始接收第二個(gè)字節(jié)。微控器 AT89C52 有四種工作模式。微控器 AT89C52 發(fā)出指令，通過 MAX232 將 TTL 轉(zhuǎn)換 EIA 標(biāo)準(zhǔn)，然后控制指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60。指紋模塊總體連接如圖 所示：圖 指紋模塊總體連接示意圖 LCD 液晶顯示器模塊硬件設(shè)計(jì) [12] LCD 模塊南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13LCD 元件 SMC1601A 的外形如圖 所示，它有 16 根信號(hào)接口線。圖 SMC1601A 的外形圖引腳說明如表 213 所示：表 213 SMC1601A 的引腳說明表 接口電路設(shè)計(jì)利用 P0 作為數(shù)據(jù)口， 、 作為使能信號(hào)、讀 /寫選擇端、數(shù)據(jù)/命令選擇端控制口，模擬讀寫操作時(shí)序，控制液晶顯示器 SMC1601A 的顯示。電位器 R 用來調(diào)節(jié)液晶顯示偏壓值，來調(diào)節(jié)字符的顯示亮暗。最大總線速度為 400KbitS/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)增加。2） 。南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）154）400KHz 的I 2C總線接口 VDD= 時(shí)。6）報(bào)警和定時(shí)器。8）I 2C總線從地址：讀0A3H ，寫0A2H。PCF8563有16 個(gè)8位寄存器 :一個(gè)可自動(dòng)增量地地址寄存器，一個(gè)內(nèi)置的振蕩器，一個(gè)分頻器( 用于給實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC提供源時(shí)鐘) ，一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出，一個(gè)定時(shí)器，一個(gè)報(bào)警器，一個(gè)掉電檢測(cè)器和一個(gè)400KHz I 2C總線接口。前兩個(gè)寄存器用于控制寄存器和狀態(tài)寄存器，內(nèi)存地址02H08H用于時(shí)鐘計(jì)數(shù)器(秒 年計(jì)數(shù)器) ，地址09H0CH用于報(bào)警寄存器(定義報(bào)警條件 )，地址0DH控制CLOCKOUT管腳的輸出頻率，地址0EH和0FH分別用于定時(shí)器控制寄存器和定時(shí)器寄存器。引腳圖如表216所示：表216 PCF8563引腳功能表符號(hào) 管腳號(hào) 描述OSCI 1 振蕩器輸入OSCO 2 振蕩器輸出/INT 3 中斷輸出Vss 4 地SDA 5 串行數(shù)據(jù)I/OSCL 6 串行時(shí)鐘輸入CLKOUT 7 時(shí)鐘輸出VDD 8 正電源寄存器格式如表217所示：表217 PCF8563寄存器格式表地址 名稱 Bit7 Bit6Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit002H 秒 VL 0059BCD03H 分鐘 0059BCD04H 小時(shí) 0059BCD05H 日 0131BCD06H 星期 06南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1607H 月 C 0112BCD08H 年 0059BCD09H 分鐘報(bào)警 AE 0059BCD0AH 小時(shí)報(bào)警 AE 0023BCD0BH 日?qǐng)?bào)警 AE 0031BCD0CH 星期報(bào)警 AE 06 接口電路設(shè)計(jì)AT89C52 和 PCF8563 的地址和數(shù)據(jù)都是通過 I2C 總線接口串行傳遞，用I2C 總線傳遞數(shù)據(jù)前，接收的設(shè)備應(yīng)先標(biāo)明地址，在 I2C 總線起動(dòng)后，這個(gè)地址與第一個(gè)傳送字節(jié)一起被傳送。8 位從器件地址的高 4 位固定為 1010，接下來的 3 位為器件的地址位。PCF8563 的 I2C 總線從地址為 :讀:0A3H。由于 AT89C52 沒有 I2C 總線通訊接口，因此用普通的 I/0 口模擬 I2C 通訊。主要特性:1）與 400KH I2C 總線兼容2） 到 伏工作電壓范圍3）低功耗 CMOS 技術(shù)4）寫保護(hù)功能:當(dāng) WP 為高電平時(shí)進(jìn)入寫5）保護(hù)狀態(tài)6）頁寫緩沖器7）100 萬編程/擦除周期,可保存數(shù)據(jù) 100 年圖 CAT24WC02 管腳圖表 220 CAT24WC02 管教功能表管腳名稱 功能南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18A0、AA2 器件地址選擇SDA 串行數(shù)據(jù)/地址SLA 串行時(shí)鐘WP 寫保護(hù)VCC ++ 工作電壓VSS 接地 元器件工作分配CAT24WC02 是一個(gè) 2K 位串行 CMOSE，內(nèi)部含有 256 個(gè) 8 位字節(jié)。對(duì)應(yīng)空間分配表如表 221：表 221 CAT24WC02 對(duì)應(yīng)空間分配表名稱 地址密碼 05H09H占用/空閑 ID 號(hào) 0AH16H開門記錄緩沖區(qū) 18H1CH開門記錄 1 20H24H開門記錄 2 28H2CH開門記錄 3 30H3CH開門記錄 4 38H3CH開門記錄 5 40H44H開門記錄 6 48H4CH開門記錄 7 50H54H開門記錄 8 58H5CH 接口電路設(shè)計(jì) CAT24WC02 的地址和數(shù)據(jù)是通過 I2C 總線接口串行傳遞，用 I2C 總線傳遞數(shù)據(jù)前，接收的設(shè)備應(yīng)先標(biāo)明地址，在 I2C 總線起動(dòng)后，這個(gè)地址與第一個(gè)傳送字節(jié)一起被傳送。8 位從器件地址的高 4 位固定為 1010，接下來的 3 位為器件的地址位。 CAT24WC02 的地址由 A0、A1 和 A2 決定。CAT24WC02 的從地址為:讀:0A1H。如果將 WP 管腳連接到 Vcc，所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)(只能讀) ，所以， WP 管腳連接到 Vss 或懸空，這樣才能允許器件進(jìn)行正常的讀/寫操作。接口電路如圖 所示：圖 E2PROM 的讀寫程序模塊硬件接口電路圖 鍵盤輸入模塊的硬件設(shè)計(jì) [10]鍵盤上的按鍵和液晶顯示器組成人機(jī)界面，按鍵包括“0”“9”鍵以及“菜單”鍵、 “下一行”鍵、 “上一行”鍵、 “確定”鍵、 “取消”鍵、 “開/關(guān)門”鍵。而錄入指紋、刪除指紋、瀏覽開門記錄、設(shè)置時(shí)間、設(shè)置密碼、應(yīng)急密碼開門等操作南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20時(shí)，需要結(jié)合屏幕提示，按其余鍵來完成操作。所以，所有的操作，都必須先按“菜單”鍵或者“開/關(guān)門”鍵。當(dāng)需要工作時(shí)，必須把單片機(jī)微控器 AT89C52“喚醒” 。硬件復(fù)位或外部中斷均可結(jié)束掉電模式。當(dāng)按下“菜單”鍵和“開/關(guān)門”鍵時(shí)，產(chǎn)生中斷，喚醒微控器 AT89C52，完成相應(yīng)的操作。行線電平如果為低，則列線電平為低。由于矩陣鍵盤中千行、列線為多鍵公用，各個(gè)按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。第二步，如果有鍵按下，識(shí)別具體的按鍵，逐行置低電平，其余各行置高電平，檢查各列線電平的變化，如果南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21某列電平由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑒t可確定此行此列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。鍵盤電路和與微控器 AT89C52 的接口如圖 所示:南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22圖 鍵盤輸入模塊硬件連接圖 電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路如圖 所示實(shí)際上就是開關(guān)門控制電路，電機(jī)正轉(zhuǎn)，經(jīng)過減速器減速，再由機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，伸出鎖桿，完成上鎖動(dòng)作。鎖桿有一定的行程，所以需要判斷是否到位。另外，我們知道電機(jī)在遇到大力矩或者被制動(dòng)時(shí)，線圈里的電流會(huì)很快增大，因此，我們可以通過判斷流過電機(jī)線圈里電流的方法來判斷是否到位。當(dāng) 置高， 置低時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，電流流向:Vcc—Ql— MOTORQ4R7GND。當(dāng)鎖桿到位，電機(jī)被制動(dòng)，電機(jī)線圈電流急劇增大，Q7 的基極電壓增大，使得Q7 導(dǎo)通， 的電平由高變低，通過檢測(cè) 口可以判斷鎖桿是否到位。為此，設(shè)計(jì)了一個(gè)“總清” 鍵，在上電開始，系統(tǒng)就判斷該鍵是否閉合，如果閉合，則全部清除串行 E2PROM 中的數(shù)據(jù)和指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 中的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。在通電的瞬間，在 RC 電路充電過程中，RST 端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機(jī)復(fù)位。當(dāng)箱門為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，按“開/關(guān)門”執(zhí)行開門操作，比對(duì)指紋，通過開門，沒通過門保持關(guān)閉狀態(tài)。2） 錄入指紋：該部分的功能是采集并存儲(chǔ)指紋特征信息。3） 刪除指紋：該部分的作用是刪除存儲(chǔ)過的指紋特征信息。該項(xiàng)操作包括兩種操作方式:按 ID 號(hào)刪除和按級(jí)刪除。在瀏覽之前，必須驗(yàn)證管理者指紋。5） 設(shè)置時(shí)間：該部分的功能是設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間。6） 設(shè)置密碼：該部分的功能是設(shè)置新的密碼。7） 密碼開門：該部分主要考慮是在出現(xiàn)異常情況，指紋無法開門的情況下，用一定位數(shù)的密碼來應(yīng)急開門。與指紋識(shí)別模塊的通訊程序模塊主要負(fù)責(zé)微控器與指紋識(shí)別模塊之間數(shù)據(jù)和命令的傳輸。指紋識(shí)別模塊返回代碼識(shí)別程序模塊就是對(duì)指紋識(shí)別模塊執(zhí)行命令