智能门禁系统设计毕业论文(4)

图3-3 蜂鸣器原理图

蜂鸣器原理图，如上图3-3所示：

单片机通过P2.2来控制蜂鸣器的工作与关闭，通过三极管放大电流使蜂鸣器发出响声。

当P2.2=1时，PNP三极管关闭，蜂鸣器停止工作。 当P2.2=0时，PNP三级管导通，蜂鸣器开始工作。 从而单片机只需要P2.2输出0或者1开关控制蜂鸣器即可。 功能说明：

（1） 刷卡时，蜂鸣器响起，二极管被点亮说明此卡为有效卡。

（2） 刷卡时，蜂鸣器没有响应，二极管也没反应，说明此卡为无效卡。 （3） 没有卡时，蜂鸣器没有响应，二极管也不会点亮。 3.2.2 显示模块

课题的显示部分选择采用1602LCD液晶显示，该方案具有低压、功耗低，平板型结构、所能显示的信息比较多、没有电磁辐射、而且使用寿命长等优点。

1602液晶也叫1602工业字符型液晶，是一种能够显示字母、数字和符号等的点阵型液晶模块。它的构成是由多个5*7或者是5*11的点阵字符位，其中每一个字符位都可以显示一个字符，同时字符位之间都有一个点距的距离，每行之间也有一个点距的距离，因此起到了字符与字符和行与行之间的间隔作用。1602LCD可以显示两行，每一行有16个工业字符液晶模块，总共能显示32个字符和数字。这些字符包括常见的阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号等，每一个字符对都应着一个唯一的编号，也就是一个特定的代码。举个例子：为了显示阿拉伯数字“1”，

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而“1”对应的代码是00110001B（31H），显示时模块调用地址31H中存储的点阵字符图形并将其显示在液晶屏上，于是我们就能看到阿拉伯数字“1”。市面很多的字符型液晶都是在HD44780液晶芯片基础开发来的，由于它们的工作原理相同，因此只要是能在HD44780液晶芯片上运行的程序，都可以应用在其它的字符型液晶上。

此次课题设计之所以使用1602LCD,是因为设计要求显示的内容不多，只需显示提示刷卡和刷卡时的卡号。用1602LCD显示能够达到预期的效果，而且价格相对便宜。系统初始化时，显示器第一行显示：“PUSH YOUR CARD!”，表示请你刷卡；第二行显示：“CARD NUM:2”，表示当前系统刷过并且被记录下来的有的卡的张数。当有卡刷入时，第一行显示射频卡类型，第二行显示卡号。

1602显示电路原理图，如图3-4所示：

图3-4 1602显示电路原理图

3.2.3 控制电路

为了给此次课题设计加入更人性化的功能，特加入了可以更改射频卡权限的功能，当射频卡靠近读卡模组，若是新卡（即无权限卡）时，电机是不会转动的，如果要赋予这张卡的权限（即当这张卡靠近读卡器时电机能转动门打开），只要按一下Store存储按键，即可将这张新卡存储下来。当下次这张卡再次靠近时，就能显示卡号把门打开。同理，要想收回旧卡的权限，让旧卡刷卡时不能让门打开，只要在靠近读卡器的时候按一下Cancle取消按钮即可收回权限。图3-5为按键原理图。

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图3-5 按键原理图

3.2.4 读卡模块

此次课题设计上采用了市面上比较普遍的RC522读卡模组。RC522感应式读卡器主要是非接触式晶片的读卡模组，市面上使用的125KHz非接触式RFID晶片或者与其它规格较为类似的产品，它都可以进行信息的读取与数据的判断，开发者可以一次性开发感应式读卡以及相关应用系统，RC522模块主要应用有：公交一卡通、智能门禁管理系统、人员签到管理、动物或物品辨识及产品管理。

此读卡模组主要具有如下优点：

（1） 系统有较高的独立性，二次开发比较容易，安装较为简单 （2） 对卡片的信息读取稳定性好

（3） 系统有较高的安全性，RFID信息不重复，而且难以被复制 （4） 可自主选择数据输出格式

缺点：

主机必须24小时开机，否则数据传送会中断。 硬件/软件功能：

RC522非接触式读卡器系统如图3-6所示：

使用RC522读卡模块，在5-7cm距离内读取时间不超过70ms。非接触式读卡系统电源为5V，系统中最重要的部分是感应线圈，它既可以与系统分开，也可以囊括在系统中，注意要将金属板放在线圈前面，这是为了防止电磁场造成干扰。

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图3-6 读卡模块图

数据输出格式：

输出48位6个字节的数据。数据开始的第一字节是射频卡的识别码，后面4个字节为射频卡的卡号，数据的最后一个字节是数据的校验和。校验和为BYTE类型，用于校验目的地一组数据项的和，运算过程进位将会被丢弃。

当每个字节的高位先输出时，此时的输出方式为同步串行；当每个字节的低位先输出，此时的输出方式为异步串行。数据的输出波特率为9600 Bits/S。

数据输出波形，如图3-7所示：

0.5msCP0.5msSCKbit7bit6bit5bit4bit3SO同步串行输出波形（Tsck=104us）

图3-7 输出波形

功能说明：

（1） 当刷卡时，通过读卡天线的识别，获取射频卡的信息。 （2） 将获取到的射频卡的信息，经过SO脚传送到单片机芯片上。 （3） 当CP脚传送低电平时，则说明正在刷卡，闲置时为高电平。 图3-8为读卡模块电路原理图。

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图3-8 读卡模块电路原理图

3.2.5 电机驱动模块

工作原理：本次智能门禁系统设计用电机转动来模拟开门效果，当卡片靠近读卡模块时，若识别为有效卡，那么指示灯将会亮起，蜂鸣器发出声音，电机转动。如果此时按下取消按钮，那么这张卡下次刷卡时，系统不做反应，也就是不打开门锁。若为无效卡时系统不做反应，此时按下存储按钮，待这张卡下次刷卡时，系统将会判定为有效卡，指示灯亮起，蜂鸣器发出声音，电机转动。

为了让电机能正常运行，并且系统有两个5V电源，其中一个为电机驱动模块供电。驱动电路主要采用市场上普遍被应用的驱动芯片L9110H，有它来驱动电机转动模拟开锁效果，L9110H为一块集成电路、高电流、高电压、四通道驱动，它的额定工作电流为1A，最大可达1.5A，所以采用单独电源供电，VSS电压最小4.5V，最大可达36V，可直接的对电机进行控制，无需隔离电路。L9110H从主控单片机STC89C52那里接受指令直接控制电机的工作状态。可以对电机进行正反转，停止的操作，非常方便。L9910有8个管脚，2和3号管脚同时接VCC，5和8号管脚同时接GND。1号、6号管脚分别为A路输出管脚和A路输入管脚，4号、7号管脚分别为B路输出管脚和B路输入管脚。

为了达到效果，本次课题设计使用L9110驱动模块来驱动电机转动。如图3-9：

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