基于单片机的门禁控制系统设计1(2)

基于单片机的门禁控制系统的设计

（4）更改管理卡 （5）清除所有用户卡 （6）键盘控制管理卡操作 （7）蜂鸣器实现刷卡、按键提示

2 门禁系统的方案论证

2.1 门禁系统的总体方案

本系统由51系列单片机AT89C51、按键、蜂鸣器、T7122M-I读卡等模块构成。实现了存储一张管理卡和多张用户卡的功能：同时管理人员还可以通过按键更改管理卡，增加用户卡，删除用户卡，清空所有用户卡等，因为门禁刷卡控制刷卡距离随着补偿电容的改变而改变（补偿电容大约300PF），所以最大的刷卡距离约为5-12CM：对于非管理卡或用户卡，本门禁控制器不与响应：每个按键控制器都有相应的提示音进行操作。正常使用时，用户持卡靠近读卡天线，门禁控制器读入卡号，并与存储在内部的卡号比较，如果有相同的卡号，说明此卡合法，门禁机响以长音，提示成功，如果读卡失败，而不响应[4]。总体系统结构图如图1。

读 卡 模 门 禁 控 制 器 蜂鸣器 接口图1门禁系统总体结构框图

下位

2.2 门禁系统的各个方案论证

2.2.1单片机控制芯片模块

方案一：PIC16C84单片机芯片。它是8位CMOS EEPROM 微控制器。它有高性能的类似于RISC的指令，共有35条单字节的指令，所有的指令除程序分支指令需要两个指令周期外，都只需要一个指令周期。程序指令的宽度为14位，在芯片内有1K *14的EEPROM程序存储器。

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方案二：AT89C51芯片。它是一种低功耗、高性能CMOS位微控制器，具有8K在系统可编程FLASH存储器。易失性存储与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程FLASH，使得AT89C51为嵌入式控制应用系统提高灵活、超有效的解决方案[5]。

基于以上所述，根据系统需要及所学知识本论文选方案二。

2.2.2键盘控制模块

方案一：独立式键盘，如图2。它是利用单片机I/O口读取的点评高低来判断 是否有键按下，这种方式的缺点是占用的I/O口数较多。且对键盘处理的时候涉及到了一个重要的过程，那就是键盘的抖动问题。

图2独立式键盘

方案二：基于串并转换电路的键盘形式，如图3。7SLS164是串并转化芯片，它把SDA(P27)上的串行数据转化为8位的并行数据，S1/S2/S3/S4/S5/S6/S7/S8作为键盘扫描线，P26位键盘数据回送线。键盘扫面时，从S1~S8一次输出低电平，然后检测P11（回送线），如果P11（回送线）为高电平则表示无键闭合，如果P26（回送线）等于0，将S1~S8上的数据经过简单处理得到对应的键值[6]。

P25端口给出时钟信号，P26端口（回送线）检测是否有低电平，如果有低电平，检测是哪个按键按下，送给单片机进行相应处理，采用基于串并转换电路的键盘形式，不仅节约单片机的I/O端口的使用，而且具有去抖动的功能。

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图3 基于串并转换电路的键盘形式

方案三：行扫描的键盘形式，如图4。列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口作为输出。当键盘没有按下时，则输入线就会被拉低，这样通过读入输入线的状态就可以得知是否有键按下了。

图4行扫描的键盘形式

基于以上所述，根据系统需要本次设计选择方案二。

3 门禁系统的硬件部分

3.1 主控芯片部分

1、原理图

以AT89C51处理器为核心控制外围设备，当T7122M读卡模块有检测到卡，判断是否管理卡或者用户卡，如果是管理卡，通过按键1，键2，键3，键4，蜂鸣器发出不同数量的响声，做出相应的处理，如果是用户卡，蜂鸣器响一声，门开。如果不是系统所识别的卡，单片机不做任何的回应[7]。

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图5 主控部分原理图

3.2 键盘控制部分

采取串并转化电路的键盘形式

（1）原理图

图6串并转换电路的键盘形式

（2）工作原理

7SLS164是串并转化芯片，它把SDA（P27）上的串行数据转化为8位的并行数据，S1/S2/S3/S4/S5/S6/S7/S8作为键盘扫描线，P26为键盘数据回送线。 键盘扫描时，从S1~S8一次输出低电平，然后检测P26(回送线)，如果P26(回送线)为高电平则表示无键闭合，如果P26（回送线）等于0，将SI~S8上的数据经过简单处理得到对应的键值[8]。 （3）功能说明

KEY1：增加用户卡

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KEY2：删除用户卡 KEY3：删除管理卡 KEY4：清除所有用户卡

3.3 蜂鸣器控制部分

3.3.1、蜂鸣器原理图如下所示：

图7 蜂鸣器原理图

3.3.2、工作原理和功能说明

工作原理：单片机通过P37来控制蜂鸣器的工作与关闭。 当P3.7=1时，PNP三极管关闭，蜂鸣器停止工作。 当P3.7=0时，PNP三极管导通，蜂鸣器开始工作。

从而单片机值需要P3.7输出0或1来控制鉴别蜂鸣器即可。 功能说明：（1）刷卡时蜂鸣器响一声，说明读到用户卡。 （2）刷卡时蜂鸣器响两声，说明读到管理卡。 （3）相应的按键时给予相应的提示音。

3.4 关于AT89C51

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精

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