单片机的门禁系统的设计
【】经济的不断发展，国民在物质方面有了更高的追求，尤其在家用设备操控方面，更加的追求安全性和智能性。社会环境变化，人流的增加，传统的门锁装置不能满足现在所需，为了满足市场需求，门禁系统也在不断发展，刷卡、红外感应、指纹扫描层出不穷。本文介绍以单片机STC89C52为核心，使用IC卡进入的门禁系统设置，包括了系统复位、IC卡登记、IC卡删除功能。在硬件方面，采用了5V电压源接口，单片机STC89C52为中央处理器，配备了RC522无线射频模块和HT7133稳压模块构成主电路，辅助电路有蜂鸣器模块、轻触按键模块、继电器模块（仿真门禁）和LCD1602液晶显示模块。软件上包括了单片机的初始化，系统主程序，IC卡的登记子程序，IC卡的删除子程序，IC卡卡号处理等。软硬件的结合，完成了本设计基于单片机的智能门禁系统设计应有的功能。不仅解决了传统门锁钥匙携带不便，同时使用的是RFID无线射频技术，IC卡无消磁现象，使用时间较长。
目录
一、绪论 1
（一）研究背景 1
（二）研究意义 1
（三）研究内容 1
二、整体方案设计 2
（一）硬件结构设计 2
（二）方案论证 2
（三）系统各个模块的最终方案 3
（四）电路原理图 3
二、硬件电路设计 5
（一）单片机确定和最小系统电路设计 5
（二）稳压电源模块设计 6
（三）键盘输入模块 6
（四）RC522射频模块 6
（五）LCD1602显示模块 7
（六）蜂鸣器报警模块 7
（七）模拟门禁模块 8
四、系统软件设计 8
（一）系统主程序设计 8
（二）子函数流程图 9
五、系统调试 12
（一）仿真调试 12
（二）电路PCB图 13
（三）焊接与组装 13
（四）功能测试 14
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
一、绪论
（一）研究背景
随着社会的发展人们生活水平的提高，电子产品
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
逐渐的走进了千家万户。电子行业的发展也从手机、电脑等基本通信娱乐产品慢慢的广泛化发展，越来越多的电子产品步入家庭中。社会环境的变化，为了满足人们对进出门时方便快捷及安全性的要求，门禁系统功能在不断地创新和改良，从最初的门锁到现在的刷卡指纹，越来越多的电子门禁设备相继出现。
门锁是日常生活不可缺少的部件，犹如鱼离不开水一样，如果人们离开了门锁，在日渐复杂的社会中，家中物品会遭到偷窃，这样社会将会变得混乱。目前市场上存在最多的依旧是传统的钥匙锁，会生锈，钥匙大重。虽然红外门禁、指纹等都已经存在，但成本高，得不到普及。所以，为了方便生活，设计出一款成本低，使用刷卡形式的门禁系统是非常重要的。
（二）研究意义
本文介绍基于单片机和RFID射频模块的门禁系统，相对应传统的钥匙锁，更加的方便快捷，只需要携带张IC卡便可入门。在丢失后，用户直接可以使用复位按键，将系统重置，重新换IC卡登记权限，无需担心安全性问题，操作简单方便。与市场存在的指纹解锁门禁，红外线门禁相比，使用RFID的门禁系统，可以快速扫描，同时在抗污染力上能力很强、穿透性好、记忆存储空间大，尤其非接触式特性，使用的IC卡时间长，安全性得到了更大的提升。由此看来的话本设计具有很大的潜力和深远的研究意义。
（三）研究内容
1.本课题要实现的门禁主要功能如下：
（1）IC卡输入：使用IC卡，进入。
（2）IC卡登记：对IC卡登记。
（3）IC卡删除：对IC卡用户销户。
（4）复位：重置IC卡。
2.本课程研究的主要任务如下：
（1）论文概述了当前市场所存的门禁的现状以及他的主要弊端，提出本设计基于单片机和RFID门禁设计的研究意义和商场前景。
（2）论文介绍主要硬件选择的论证，硬件电路的设计以及电路图的绘制和实物的焊接工作。
（3）论文介绍了硬件系统中涉及的主程序和构成主程序的一些子程序。
（4）论文介绍了模块的主要原理，通过RFID无线射频模块接收IC卡，经过单片机处理后传递给液晶显示屏显示当前卡号和门禁状态，通过继电器模拟门禁。
二、整体方案设计
（一）硬件结构设计
本设计主要由单片机以及他的最小系统为整个系统的核心，利用RFID射频模块RC522对整个系统传输，使用IC卡有无权限控制继电器模拟的门禁电路。硬件中，使用IN4007二极管对电源整流，用三极管8350控制继电器的状态，用HT7133对电源进行稳压滤波，使用轻触按键设置复位、登记、删除功能，5V有源蜂鸣器实现报警，IC卡卡号信息和门禁状态通过LCD1602液晶显示屏显示出来。硬件结构图如21所示。
图21 硬件结构图
（二）方案论证
每一样设计都有不同的组装方法，同时元器件也有不一样的选择，本设计是设计出门禁系统，根据要实现的利用RFID开启门禁的功能，要通过查阅资料和结合不同场所使用后要挑选的元器件大致有处理器、显示元件、按键模块、模拟门禁模块。
1. 控制系统的选择
作为本系统的控制核心，其运算精度和功能的多样性是我所需求的，门禁设备得对于控制器的抗干扰能力又提出了更高的要求。
方案一：采取52单片机作为本设计的微处理器。52单片机具有运算速度快，功耗低，抗干扰能力强等性能有点。运用了C语言，编写后可读性强。
方案二：采取FPGA（可编程门阵列）作为系统的处理器。FPGA是将所有的元器件都集成在芯片中，是的其运算能力强，体积小处理速度快等优点。
对于两种方案俩将的话，他们的运算速度，抗干扰性以及功耗等特点都符合我的设计要求，在运算方面FPGA的运算能力更高。但是用于门禁系统未免显得大材小用了，提高了整个设计的成本，不利于门禁的市场推广。所以我选择方案一作为控制器。
2. 显示模块
方案一：采取1602液晶显示屏来显示当前系统状态、门锁开关和IC卡卡号。
方案二：采取静态模块运用寄存器来实现显示。
如果使用液晶屏显示数据的化和静态寄存器都可以显示多种多样的数据形式。本设计要实现的功能是系统状态显示和IC卡卡号显示，就基本功能来看，静态模块和显示屏都能实现。但是，采取静态显示硬件复杂，笨重，在采取后，要让我所设计安装后比较难看，笨重。而LCD1602显示器不经可以显示双行同时功耗几乎不计，尤为重要的是，在能够实现显示功能后，也让门禁系统更加的美观，所以我选择方案二作为显示模块。
3. 模拟门禁模块
方案一：采用继电器控制。继电器触头吸合，电路闭合，门打开。
方案二：采用接触器控制。通过接触器触头控制。
在可行行上，两种元器件都可以实现对家电的控制，但是，本设计是小型系统，同时继电器性价比高，所以，采用继电器控制。
4. 按键模块
方案一：使用了独立式按键，设置、选择等功能分配到不同按键上，功能直观化。
目录
一、绪论 1
（一）研究背景 1
（二）研究意义 1
（三）研究内容 1
二、整体方案设计 2
（一）硬件结构设计 2
（二）方案论证 2
（三）系统各个模块的最终方案 3
（四）电路原理图 3
二、硬件电路设计 5
（一）单片机确定和最小系统电路设计 5
（二）稳压电源模块设计 6
（三）键盘输入模块 6
（四）RC522射频模块 6
（五）LCD1602显示模块 7
（六）蜂鸣器报警模块 7
（七）模拟门禁模块 8
四、系统软件设计 8
（一）系统主程序设计 8
（二）子函数流程图 9
五、系统调试 12
（一）仿真调试 12
（二）电路PCB图 13
（三）焊接与组装 13
（四）功能测试 14
总结 17
谢辞 18
参考文献 19
一、绪论
（一）研究背景
随着社会的发展人们生活水平的提高，电子产品
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
逐渐的走进了千家万户。电子行业的发展也从手机、电脑等基本通信娱乐产品慢慢的广泛化发展，越来越多的电子产品步入家庭中。社会环境的变化，为了满足人们对进出门时方便快捷及安全性的要求，门禁系统功能在不断地创新和改良，从最初的门锁到现在的刷卡指纹，越来越多的电子门禁设备相继出现。
门锁是日常生活不可缺少的部件，犹如鱼离不开水一样，如果人们离开了门锁，在日渐复杂的社会中，家中物品会遭到偷窃，这样社会将会变得混乱。目前市场上存在最多的依旧是传统的钥匙锁，会生锈，钥匙大重。虽然红外门禁、指纹等都已经存在，但成本高，得不到普及。所以，为了方便生活，设计出一款成本低，使用刷卡形式的门禁系统是非常重要的。
（二）研究意义
本文介绍基于单片机和RFID射频模块的门禁系统，相对应传统的钥匙锁，更加的方便快捷，只需要携带张IC卡便可入门。在丢失后，用户直接可以使用复位按键，将系统重置，重新换IC卡登记权限，无需担心安全性问题，操作简单方便。与市场存在的指纹解锁门禁，红外线门禁相比，使用RFID的门禁系统，可以快速扫描，同时在抗污染力上能力很强、穿透性好、记忆存储空间大，尤其非接触式特性，使用的IC卡时间长，安全性得到了更大的提升。由此看来的话本设计具有很大的潜力和深远的研究意义。
（三）研究内容
1.本课题要实现的门禁主要功能如下：
（1）IC卡输入：使用IC卡，进入。
（2）IC卡登记：对IC卡登记。
（3）IC卡删除：对IC卡用户销户。
（4）复位：重置IC卡。
2.本课程研究的主要任务如下：
（1）论文概述了当前市场所存的门禁的现状以及他的主要弊端，提出本设计基于单片机和RFID门禁设计的研究意义和商场前景。
（2）论文介绍主要硬件选择的论证，硬件电路的设计以及电路图的绘制和实物的焊接工作。
（3）论文介绍了硬件系统中涉及的主程序和构成主程序的一些子程序。
（4）论文介绍了模块的主要原理，通过RFID无线射频模块接收IC卡，经过单片机处理后传递给液晶显示屏显示当前卡号和门禁状态，通过继电器模拟门禁。
二、整体方案设计
（一）硬件结构设计
本设计主要由单片机以及他的最小系统为整个系统的核心，利用RFID射频模块RC522对整个系统传输，使用IC卡有无权限控制继电器模拟的门禁电路。硬件中，使用IN4007二极管对电源整流，用三极管8350控制继电器的状态，用HT7133对电源进行稳压滤波，使用轻触按键设置复位、登记、删除功能，5V有源蜂鸣器实现报警，IC卡卡号信息和门禁状态通过LCD1602液晶显示屏显示出来。硬件结构图如21所示。
图21 硬件结构图
（二）方案论证
每一样设计都有不同的组装方法，同时元器件也有不一样的选择，本设计是设计出门禁系统，根据要实现的利用RFID开启门禁的功能，要通过查阅资料和结合不同场所使用后要挑选的元器件大致有处理器、显示元件、按键模块、模拟门禁模块。
1. 控制系统的选择
作为本系统的控制核心，其运算精度和功能的多样性是我所需求的，门禁设备得对于控制器的抗干扰能力又提出了更高的要求。
方案一：采取52单片机作为本设计的微处理器。52单片机具有运算速度快，功耗低，抗干扰能力强等性能有点。运用了C语言，编写后可读性强。
方案二：采取FPGA（可编程门阵列）作为系统的处理器。FPGA是将所有的元器件都集成在芯片中，是的其运算能力强，体积小处理速度快等优点。
对于两种方案俩将的话，他们的运算速度，抗干扰性以及功耗等特点都符合我的设计要求，在运算方面FPGA的运算能力更高。但是用于门禁系统未免显得大材小用了，提高了整个设计的成本，不利于门禁的市场推广。所以我选择方案一作为控制器。
2. 显示模块
方案一：采取1602液晶显示屏来显示当前系统状态、门锁开关和IC卡卡号。
方案二：采取静态模块运用寄存器来实现显示。
如果使用液晶屏显示数据的化和静态寄存器都可以显示多种多样的数据形式。本设计要实现的功能是系统状态显示和IC卡卡号显示，就基本功能来看，静态模块和显示屏都能实现。但是，采取静态显示硬件复杂，笨重，在采取后，要让我所设计安装后比较难看，笨重。而LCD1602显示器不经可以显示双行同时功耗几乎不计，尤为重要的是，在能够实现显示功能后，也让门禁系统更加的美观，所以我选择方案二作为显示模块。
3. 模拟门禁模块
方案一：采用继电器控制。继电器触头吸合，电路闭合，门打开。
方案二：采用接触器控制。通过接触器触头控制。
在可行行上，两种元器件都可以实现对家电的控制，但是，本设计是小型系统，同时继电器性价比高，所以，采用继电器控制。
4. 按键模块
方案一：使用了独立式按键，设置、选择等功能分配到不同按键上，功能直观化。
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