基于单片机的密码门禁系统设计091027综述Word格式.docx
- 文档编号:14865083
- 上传时间:2022-10-25
- 格式:DOCX
- 页数:45
- 大小:1.14MB
基于单片机的密码门禁系统设计091027综述Word格式.docx
《基于单片机的密码门禁系统设计091027综述Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的密码门禁系统设计091027综述Word格式.docx(45页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
现代科技技术的进步以计算机技术的进步为代表。
不断革新的计算机技术,从各个层面上影响着、引导着各行各业的技术更新。
计算机强大的处理能力,使得它成为一种很好的工具,其应用范围也越来越广泛。
随着社会的发展和科学技术的进步,人们对工作、生活质量的要求越来越高,人们对安全性和自动化也要求越来越高,门禁系统由此而产生。
门禁,又称出入管理控制系统。
是一种管理人员进出的数字化管理系统。
随着技术的进步,门禁系统已逐渐由原来的门卫把守和钥匙开门,发展到现在的密码门禁管理系统。
常见的门禁系统有:
密码门禁系统,IC卡门禁系统,指纹识别门禁系统,磁卡门禁等。
随着这些锁的不断应用,它们的缺点就逐渐暴露出来:
磁卡门禁系统的信息容易复制,卡片与读卡机具之间磨损较大、故障率高、安全系数低,而且需要每人配备1张磁卡,不适合在办公场合和出入人较多的场合使用;
IC卡门禁系统同样由于需要每人配备1张IC卡,不适合在办公场合和出入人较多的场合使用;
指纹识别门禁系统安全性高,但由于成本高等问题而没有得到广泛的市场认同;
而密码门禁只需有指定密码就可以开门,如果使用密码开启门,代替传统的出入证和钥匙,就能使管理工作实现自动化、智能化。
不但用者方便,管理者也方便,而且工作效率和安全性都可以大大地提高。
密码门禁系统以其门禁管理的安全、可靠、高效、灵活、方便,已逐步取代其他现有各类门锁,成为目前门禁系统的主流方式之一,适合在办公室(非大门)使用。
门禁系统是现代化办公大楼和家居住房的重要组成部分。
许多生产安
防设备的大厂都有自己品牌的门禁系统,而且其中不乏一些优秀的国内产品。
这些产品拥有我们所需要的稳定性、可靠性,因此具有较大的市场前景。
本文介绍了密码门禁系统的设计与开发,详细分析了系统的硬件设计和软件设计,给出了电路原理图,以及主要程序设计的流程图和程序。
系统硬件由USB供电电路、晶振电路、数码管电路、键盘控制电路、人体红外热释传感器电路、继电器电路和蜂鸣器电路等几部分组成。
系统软件实现主要分为:
AT24C02存储器的读写,数码管显示,键盘扫描,工作模式及密码比较。
第二章设计总体方案
在掌握单片机原理及80C51汇编语言编程技术的基础上,基于89C52型单片机设计门禁系统。
本系统应具有以下功能。
1、系统具有对人体的红外线识别功能。
2、当有用户进入时,系统红外线模块把信息传达给系统,系统通过数码管提示用户选择进入模式和输入开门密码,密码最多可输入两次。
若输入密码正确,则通过继电器闭合,同时绿色发光二极管点亮表示开门,否则红色发光二极管点亮,蜂鸣器报警提示用户密码错误。
3、通过发光二极管和蜂鸣器给出报警信号。
4、其他辅助功能。
一、设计的基本要求
●设计密码数字显示、键盘输入及单片机最小系统。
●使用人体红外热释传感器检测是否有人进入服务区。
●系统具有三个运行模式:
等待模式、用户模式和管理模式。
●在没有输入密码时,关闭继电器,点亮红色LED。
●在用户模式下,输入正确密码,打开继电器点亮绿色LED。
●在管理模式下,输入正确密码,可以进行密码修改。
●输入密码错误达到两次,驱动蜂鸣器报警。
●使用AT24C02存储器保存密码,使得系统在断电情况下还能保存密码。
二、硬件电路的概述
本设计硬件主要可以分为七大部分:
●单片机最小系统
●数码管显示电路
●阵列键盘输入
●人体红外热释传感器驱动电路
●AT24C02存储器
●蜂鸣器驱动电路
●开关演示电路
图2.1系统硬件整体结构图
硬件设计思路是根据设计的基本要求,将电路分成各个模块进行设计,这样有助于设计的高效率进行,而且方便各个模块的检测、调试。
单片机是整个设计的核心处理部分,因此从单片机的最小系统开始着手设计。
接着,对数码管显示电路进行设计,结合单片机最小系统,可以检测这两个部分是否能正常工作。
之后,阵列键盘的设计,同样可以通过测试程序,对其电路进行测试。
开关延时电路、蜂鸣器等容易设计测试的电路设计。
最后,增加人体红外热释传感器的电路。
三、软件程序的概述
程序使用模块化的设计思想,这样便于程序的开发调试。
图2.2程序设计过程图
将程序分成多个模块设计,可提高设计的效率。
程序设计过程脉络清晰,即使某个模块出现错误,也能及时发现并纠正。
首先设计数码管程序,可以用于对单片机最小系统工作情况进行检查。
键盘程序可以借助数码管的实现来观察是否正确。
程序的各个模块逐步建立,最后整合成完整的系统。
第三章系统硬件设计
本系统硬件由USB供电电路、晶振电路、数码管电路、键盘控制电路、人体红外热释传感器电路、继电器电路和蜂鸣器电路等几部分组成。
系统整体电路图见图3.1。
图3.1系统整体电路图
一、STC89C52RC单片机
因为51我们学过了,就不阐述了。
STC89C52引脚图见图3.2:
图3.2STC89C52引脚图
二、USB供电电路
本设计中选用USB直接供电,将电脑的USB直接连接为设计的硬件电路提供+5V的稳定电压。
USB的最大额定电流为500mA,足以满足本设计的要求。
在设计的时候,需要注意电路不能出现短路,以免损坏电脑的USB接口。
USB母接口见图3.3:
图3.3USB母接口图
三、晶振电路
本系统采用12M晶振,晶振接到单片机的XTAL1、XTAL2引脚处。
电路上的晶振旁有两个无极性电容,容量为33P。
这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发,它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。
晶振电路如图3.4所示:
图3.4晶振电路图
四、数码管电路
数码管由7段LED组成,因此可以称为七段数码管。
将这七个LED按一定规律点亮,就能够显示数字0~9,以及英文字母A、B、C、D、E、F。
而现在的数码管都有带有小数点(DP),实际上数码管就变成8段了。
显示二进制、十进制数、十六进制数,小数都不是问题,加上数码管的价格优势以及功耗甚低,深受广大设计者的欢迎。
数码管电路图见图3.5:
图3.5数码管电路图
五、键盘控制电路
键盘作为用户控制系统的重要桥梁。
使用阵列式键盘,可以有效的节约单片机的IO口。
使用8个IO口就可以组成4*4阵列式键盘,这样总共有16个按键。
键盘按键说明:
●0~9数字输入键,用于密码的输入。
●密码输入输入后通过“确认”键加以确认。
●要对输入且在确认前的密码进行修改,可使用“后退”键后退一位,或者“重置键”重新输入。
●模式切换可以用“管理”和“用户”两键。
而“退出”键,则可以从各个状态退到等待模式。
键盘控制电路以及按键说明见图3.6:
图3.6键盘控制电路以及按键说明图
六、人体红外热释传感器电路
图3.7人体红外热释传感器模块
人体红外热释传感器基于红外线技术的自动控制产品,当有人进入开关感应范围时,专用传感器探测到人体红外光谱的变化,自动输出高电平,人不离开感应范围,将持续输出高电平;
人离开后,开关延时自动关闭负载。
灵敏度高,可靠性强,广泛应用于各类自动感应电器设备。
●延时时间:
零点几秒至30分钟
●超低功耗:
开关自身功耗<
0.00005W
●宽电压设计:
4.5V-20VDC
电气参数:
感应方式
被动式
工作电压
感应原理
移动感应
最大功耗
<
感应距离
8米
输出方式
高电平/低电平
感应角度
140度圆锥角
环境温度
-20℃—+50℃
光控感应
5LUX-500LUX(可调)(标准无光控功能)
设计中使用9013(NPN)三极管,集电极通过10K电阻连接到电源正极(VCC),发射极直接接地(GND),基极通过2.2K电阻连接到模块的信号输出端。
三极管的集电极连接到单片机的P3.6口。
当模块输出低电平时,三极管导通,P3.6为低电平。
当模块输出高电平时,三极管截止,P3.6为高电平。
人体红外热释传感器电路见图3.8:
图3.8人体红外热释传感器电路
七、AT24C02存储器电路
本设计有密码掉电保护功能,提供此功能得益于AT24C02这款EEPROM存储器。
AT24C02是由ATMEL公司提供的,I2C总线串行EEPROM,其容量为2KB,工作电压在1.8V~5.5V之间,生产工艺是CMOS工艺。
在掉电的情况下,数据仍然能保存下来,就像我们电脑上的硬盘。
AT24C02引脚见图3.9:
图3.9AT24C02引脚
各引脚功能如下:
●A2~A0:
这3个引脚是器件地址选择引脚。
将这3个引脚配置成不同的编码值,在同一串行总线上最多可扩充8片同一容量或不同容量的24系列串行EEPROM芯片。
●SDA:
串行数据输入输出口,是一个双向的漏极开路结构的引脚,容量扩展时可以将多片24系列的SDA引脚直接相连,实际使用时该引脚必须接一个5.1k的上拉电阻。
●SCL:
串行移位时钟控制端。
写入时上升沿起作用,读出时下降沿起作用。
●WAP:
硬件写保护控制引脚。
当其为低电平时,正常写操作,高电平时,对EEPROM部分存储区域提供硬件写保护功能,即对被保护区域只能读不能写。
●GND:
接地。
●VCC:
接+5V电压。
因为单片机里面的P1口内建上拉电阻,为了减少电路设计的成本,将AT24C02的SDA及SCL两个引脚接到单片机的P10和P11引脚。
AT24C02硬件连接见图3.10:
图3.10AT24C02硬件连接图
第四章系统软件设计
本系统采用keiluvision2编写和调试程序和通过EASY51ProV3.0将程序烧录到CPU里面。
Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件,绝大部分仿真机都支持Keil。
Keil提供了C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等功能,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起,通过这些功能,可以很方便的编写调试C程序,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。
uVision是
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 密码 门禁 系统 设计 091027 综述
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)