【正文】 期的總投資要盡可能少。 ③ 系統(tǒng)在未來進行更改或搬遷以及改造升級時需要少量資金便可達成。 （ 2） 數(shù)據(jù)處理模塊 綜合數(shù)據(jù)處理模塊 讀卡器處理模塊 密碼處理模塊 讀卡模塊 存儲模塊 門控模塊 報警模塊 顯示模塊 存儲模塊 門控模塊 報警模塊 顯示模塊 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 針對于采集到的數(shù)據(jù)處理，從而對得到的數(shù)據(jù)進行判斷其有效性。 （ 4） 顯示模塊 用來接收單片機發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行操作從而得到要顯示的信息。 （ 6） 密碼輸入模塊 針對于用按鍵輸入密碼，根據(jù)密碼的正確與否來進行相應(yīng)的操作。 第 節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件設(shè)計主要由 AT89C52 主控芯片和 YHY502ATG 讀卡器模塊構(gòu)成。 微控制器 AT89C52 負責(zé) YHY502ATG 的初始化，上位機通過串口向 YHY502ATG 發(fā)送命令， YHY502ATG 根據(jù)上位機發(fā)送的命令做相應(yīng)的操作，然后將得到的信息傳送給微控 制器 AT89C52，然后微控制器控制其它模塊完成顯示、報警、判斷和門控操作。F 的電解電容 用來濾波。而 YHY502ATG 讀卡器與 RFID 卡之間的數(shù)據(jù)通信主要是通過天線進行的。 LCD1602 與 AT89C52 之間北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 的通信是通過將 LCD1602 的 3 條控制線和 8條數(shù)據(jù)線與 AT89C52 的 I/O 口相連。 第 節(jié) 系統(tǒng)詳細硬件設(shè)計 本系統(tǒng)的主要電路包括：讀卡器數(shù)據(jù)采集電路、串行 E2PROM存儲電路、 LCD1602顯示電路、串口通訊電路、報警電路、門控電路、鍵盤電路 。 （ 1） 主控芯片： AT89C52。 （ 3） E2PROM： AT24C04。 （ 5） 串口通訊芯片： MAX232。 按鍵模塊 AT89C52 報警模塊 串口通信模塊 讀卡器數(shù)據(jù)采集 顯示模塊 存儲模塊 門控模塊 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 （ 7） 門控器件：一個 LED綠燈 。 AT89C52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性 能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 8kBytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 256Bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準 MCS51指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)口引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52 單片機適合于許多較為復(fù)雜的控制應(yīng)用場合。同時， AT89C52 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。由于在該電路中要用到單片機的存儲功能，用來保存從讀卡器接收過來的處理數(shù)據(jù)，因此將引腳 EA 接高電平，選通片內(nèi)程序存儲區(qū)。它們之間的數(shù)據(jù)傳輸是采用 I2C 總線進行的，由于 AT89C52 單片機沒有 I2C 總線，所以將 SCL 和SDA 接到兩個 I/O 口線上，通過模 擬 I2C 總線時序來傳送數(shù)據(jù)。在本系統(tǒng)中， YHY502ATG 的 A0、 A A2 引腳是地址，當(dāng) A0 連接到高電平上， AA2 連接到低電平上時，表示只有一個 YHY502ATG。本設(shè)計的串行 E2PROM 存儲電路原理 如圖 。將 AT24C04 的 SCL 腳接 AT89C52 的 P24 腳， SDA 腳接 AT89C52 的 P23 腳，通過模擬 I2C時序來完成通信。將 WP 寫保護接上低電平，表示允許器件進行正常的讀 /寫操作。將 VCC 電源端接 +5V 電源， VSS 地端接地。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過地址輸入端 A0、 A1 和 A2可以實現(xiàn)將最多 4 個 AT24C04 器件連接到總線上。因此可知，當(dāng)要對 AT24C04 進行讀操作時，器件地北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 址為： 10100001 即 0xA1；當(dāng)要對 AT24C04 進行寫操作時，器件地址為： 10100000 即0xA0[8][10]。其中段位式 LCD 和字符式 LCD 只能用于字符和數(shù)字的簡單顯示，點陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線以及漢字，并且可以實現(xiàn)屏幕上下左右滾動、動畫功能等功能，用途十分廣泛。 本系統(tǒng)顯 示電路設(shè)計如圖 所示。 RS232 是異步串行通信中應(yīng)用最早的，也是最廣泛的標準串行總線之一。它的邏輯電平與公共地址對稱，其邏輯 0電平規(guī)定在 +3 到 +25V 之間，邏輯 1電平則在 3到 25V 之間，因而它需要使用正負極性的雙電源。因此兩者之間的邏輯電平不兼容，兩者之間通信時必須進行電平轉(zhuǎn)換。10V 的電壓了。 9針 D型插頭與計算機的 9 針 D 型插頭相連接來實現(xiàn)單片機與計算機通信的硬件連接。采用蜂鳴器和 LED 燈（紅）作為報警電路的主要器件，將蜂鳴器的正端連接到 +5V 電源上，負端連接到三級管的發(fā)射極，集電極連接到地端，基極連接到 1k 電阻的一端另一端連接到單片機的 26引腳上。將 LED（紅）燈的正端通過 300Ω 的電阻連接到 +5V 電源上，負端連接到單片機的 17引腳上。在本設(shè)計中，三級管起到開關(guān)作用，與三級管相連的 1k 電阻是為了保護三級管，防止電流過大而燒毀三級管。報警電路原理圖如圖 。將 LED（綠）燈的正端通過 300Ω 電阻連接到 +5V 電源上，負端連接到單片機的 16 引腳上。要本設(shè)計中，與 LED 燈連接的 300Ω 電阻是起保護 LED 燈的作用。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 門控電路原理圖 在本設(shè)計中為了防止出現(xiàn)用戶未帶 RFID 卡而導(dǎo)致進不去門的尷尬，特別設(shè)計了密碼。 本設(shè)計中需要用到 12 個按鍵，將 12 個按鍵組合在一起形成一個鍵盤。鍵盤電路原理圖如圖 所示。模塊化程序設(shè)計的中心思想是要把一個復(fù)雜的應(yīng)用程序按整體功能劃分為若干相對獨立的程序模塊，各模塊可以單獨設(shè)計、編程、調(diào)試和查錯，然后裝配起來聯(lián)調(diào)，最終成為一個有實用價值的程序。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是一種較理想的程序設(shè)計方法，指在編程過程中對程序進行適當(dāng)限制，使程序上下文與執(zhí)行流程保持一致。 單片機控制軟件常采用 C 語言或匯編語言來實現(xiàn)。而匯編語言作為面向底層的低級語言，程序執(zhí)行速度最快，程序代碼最小，普遍應(yīng)用于驅(qū)動程序、常駐程序、特定容量大小的程序或是要求執(zhí)行速度快的控制程序中。因此，采用模塊化程序設(shè)計方法，以 C 語言實現(xiàn)的控制程序，按模塊分別儲存在 AT89C52 芯片內(nèi)，無需單片機擴展存儲器接口，簡化了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，減低了成本，同時又提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性 [11][12][13]。本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 存儲模塊： AT89C52 接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送給 AT24C04 進行存儲。 門控模塊： AT89C52 接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)與 AT24C04 里存儲的數(shù)據(jù)進行對比，若兩者完全相同，則進行開門操作；若不相同，則不開門。 鍵盤模塊：通過鍵盤輸入密碼，并根據(jù)輸入密碼的有效性做相應(yīng)的操作。上位機軟件工作在 Windows操作系統(tǒng)環(huán)境下，采用 Visual C++和 SQL 編制。 下位機軟件包括射頻控制模塊、通訊模塊、人機接口模塊、看門狗模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、門磁控制模塊 ， 見圖 。 基于 RFID 的門禁系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集模塊 存儲模塊 顯示模塊 門控模塊 報警模塊 鍵盤模塊 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 軟件總體流程圖 第 節(jié) 軟件詳細設(shè)計 密碼子程序 開始 系統(tǒng)初始化 有鍵按 ？下？ 有感應(yīng) ？卡？ 上位機發(fā)送讀卡命令 驗證感應(yīng)卡權(quán)限 滿足？ 開門，顯示正確信息 延時后，自動關(guān)門 結(jié)束 ？ 結(jié)束 N Y Y N N Y Y N 驗證密碼權(quán)限 滿足？ Y N 報警 ， 顯示錯誤信息 確定鍵值 存入密碼數(shù)組 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 當(dāng)程序運行時，會一直判斷是否有按鍵被按下，當(dāng)有按鍵被按下時，系統(tǒng)會確定鍵值，關(guān)將鍵值存入到密碼數(shù)組里，然后將輸入的密碼與本身的密碼做比較，若相同，則執(zhí)行開門和顯示正確信息的操作；若不相同，則執(zhí)行報警和顯示錯誤信息的操作[16][17]。 if(P1!=0x0f) pare(P1)。n10。 if(n==10) { if(m10) continue。 //清屏 WriteLcdCom(0x80)。s16。 LEDG=0。 delay_10ms(20)。 BUZ=1。 input[0]= 。amp。 //清屏 WriteLcdCom(0x80)。s16。 LEDR=0。s5。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 delay_10ms(20)。 delay_10ms(20)。 } 執(zhí)行程序之前，首先要設(shè)置串口波特率等相關(guān)串口參數(shù)，然后上位機通過串口向下位機發(fā)送命令，并進入串口中斷。 數(shù)據(jù)采集子程序核心程序代碼如下所示： uchar uart_process(void) {uchar cmd。 cmd = g_crecebuf[1]。 // 發(fā)送尋卡命令 cstatus =IicReadHY502(cp)。amp。g_crecebuf[0],amp。 eeprom()。} 顯示子程序的主要功能是對當(dāng)前的門控狀態(tài)進行顯示，顯示函數(shù)首先判斷是寫命令操作還是寫數(shù)據(jù)操作，若是寫命令操作，則根據(jù)命令進行相應(yīng)的操作，如清屏、設(shè)置顯示模式等；若是寫數(shù)據(jù)操作，則在顯示器上顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。 //顯示模式設(shè)置 WriteLcdCom(0x0c)。 //讀寫字符后地址指針加一設(shè)置 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 WriteLcdCom(0x80)。k16。 delay(20)。 //第二行數(shù)據(jù)指針地址 for(k=0。k++) { WriteLcdDat(str4[k])。} WriteLcdCom(0x01)。 LCDRS=0。 LCDE=1。 for(a=0。a++)。 LCDRS=1。 LCDE=1。 for(a=0。a++)。 存儲程序核心程序代碼如下所示： void eeprom() {write_byte(0,0x1e)。 write_byte(2,0x62)。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 write_byte(4,0x25)。 write_byte(6,0xde)。 write_byte(8,0x05)。 write_byte(10,0x43)。write_byte(12,0x3a)。write_byte(14,0x5d)。} bit shout(uchar write_data)// 從 MCU 移出數(shù)據(jù)到 AT24C04 {uchar i。 for(i = 0。 i++) // 循環(huán)移入 8個位 {SDA1 = (bit)(write_data amp。 _nop_()。 delayNOP()。 write_data = 1。 // 讀取應(yīng)答 delayNOP()。 delayNOP()。 SCL1 = 0。 // 返回 AT24C04 應(yīng)答位 } void write_byte(uchar addr, uchar write_data) // 在指定地址 addr 處寫入數(shù)據(jù) write_data ｛ start()。 shout(addr)。 stop()。 } 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各個仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 （ 1） 建立工程項目 運行 Keil UVision2 程序后，點擊