stc89c52单片机的门禁系统设计
【摘要】本文以基于STC89C52单片机设计的门禁数卡系统，51单片机作为主控芯片结合外围传感器射频MFRC522模块、按键的设置电路、继电器的开关电路以及显示器LCD12864电路设计的。其中射频模块主要用于IC卡的感应，按键电路用于对新卡的注册，废弃卡的注销等操作，继电器用以模拟锁的开和关，当刷卡通过后继电器进行开关跳动，代表开门，当刷卡完成后继电器模拟安全门再进行关合任务，显示器12864用于对相关信息的显示，便于用户观看。
【KEY WORD】:STC89C52 microcontroller; RF MFRC522; relay; key; 12864 LCD. 目 录
引言 1
一、门禁的介绍 1
（一）门禁的介绍与发展 1
（二）门禁系统的分类 1
二、设计主要内容 2
（一）设计的要求 2
（二）设计的工作简述 2
三、元件选择与制作 2
（一）主控芯片选择方案比较 2
（二）液晶显示器的选择方案比较 3
四、门禁刷卡系统设计原理 3
（一）总体框图设计 3
（二）主控芯片和最小系统 4
（三）IC卡读卡器 6
（五）电子锁控制电路 7
五、软件设计 8
（一）主函数流程图 8
（二）液晶显示流程图 9
（三）按键操作流程图 10
（四）IC卡检测流程图 11
六、安装与调试 13
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
引言
这两年来，全世界都处于电子信息化的风口上，社会经济也随之发展，人们的生活质量所有提高，对个人的隐私和人身安全等信息和财产有了更高的意识，这促使科技的物联网指针指向的家家户户的门锁。自锁开展的历史以来，从古至今都是物理锁，这种锁虽说有一定程度上的防盗作用，可是安全系数却是处于水平低的状况，不能满足当今人类的需求，促使着电子类密码锁的进步，市场上逐渐普遍的是电子按键密码锁和IC刷卡锁，这两类的电子锁由于简单便捷和更高的安全系数，使之广
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
泛应用到小区的门禁，学生宿舍楼的门禁以及自家的大门和宾馆的门禁等等场所。本次设计针对IC刷卡系统的工作原理深入研究，结合自身大学专业知识进行设计，实现一卡一刷开，撤卡走后锁的安全机制。整个系统归纳为以下几个模块：继电器模拟门锁模块、主控微控制器单片机控制模块、液晶显示模块、按键操作模块、电路复位模块等，使用C语言编程结合硬件调试，最终完成本项目设计。
在原来设计方面，通过IC卡进行刷卡调控模拟门禁的继电器开关，通过按键可进行对任何IC卡的注册以及旧卡的注销，完全实现模拟门禁的一体式系统。
一、门禁的介绍
（一）门禁的介绍与发展
门的概念和发展起源于远古时代祖先们还是居住于山洞的时期，当时的洞口类似于家里的大门，随后随着人类的发展和社会的进步，门的概念逐渐清晰并成为成为自身“地盘”的标志，到后来成为安寨护院的一到关卡和人类进入文明时期时家家户户都有的唯一进出口，再到现在的门禁系统。
门禁系统是一种准入机制，主要作用是森严防范，换种方法解释它是一种对于人或物的通道，对这个通道进行有选择性的开合关或者准入准出就是一种门禁。从古至今，传统的门禁都依赖机械锁具控制的，一把钥匙就是安全的标志，然而钥匙一旦丢失就会产生巨大的安全隐患，近几年来随着科技的发展，单片机技术大幅度的应用，让门禁从机械时代向电子时代进行跨越，安全电子密码门禁系统，IC刷卡门禁，指纹解锁门禁，以及人脸识别门禁等等大幅度的出现，让门禁的安全系数进一步提升和简便。
（二）门禁系统的分类
1.机械锁门禁
优点：价格低廉，携带安装方便。
缺点：钥匙一不小心就会遗落，风险指数较高且机械类的锁容易锈蚀损坏。
2．电子密码门禁
优点：输入设定的密码就可以了，不必要带任何东西方可操作。
缺点：密码忘掉后处理较烦，密码泄漏后安全系数近于零。
3．IC刷卡门禁
优点：非接触方式开锁，简单快捷。
缺点：第一次安装时相对复杂一些。
二、设计主要内容
（一）设计的要求
本次设计采用基于STC89C52单片机主控芯片，外围传感器射频MFRC522模块和继电器开关电路以及按键控制电等组成。IC卡可在系统上通过按键使用注册和注销操作，用户在进行刷卡进门时只要用已经注册的IC卡贴近接触即可完成开锁，当用户刷卡离开后自行关闭锁定，并具有显示屏显示。
（二）设计的工作简述
首先对各个小区和校园以及宾馆等场所的门禁系统做一番调查，大致的研究其工作流程后建立本次设计总体框架和功能。随后根据总体框架设计几种可行性方案，再从中选出一套最为适合的、成本低廉，功能齐全的方案。确定方案后，采用C语言编程技术在keil编程软件进行编程，通过Altium画图软件进行整体原理图的绘制，使用焊接器材做好焊接，最后使用ISP下载工具来对焊接的作品进行调试。
三、元件选择与制作
（一）主控芯片选择方案比较
方案一：选择用STC89C51系列单片机,其中这款STC89C52系列单片机具有32个有用的IO口，芯片内部外设资源丰富而简单，具有常用微控制器都具备定时器、中断，以及串口，最具有优势的则具备内建EEPOOM,在用到储存数据量较少的情形下，不必外加添入存储芯片，就能够达到掉电存储的功能。STC89C52可以很好的用在程序量较小，储存器容量较小的使用范畴，经济方面也相对划算，是一个不错的方案择用。
方案二：采用陵阳系列的61单片机作为系统的控制器。该单片机也同样具32个IO口，芯片内部具有两个10位DAC(数模转换)输出通道，其中有七个通道是10位电压的模数变换(ADC)和单个通道的模数变化器。在芯片内部功能方面比51要多，运行内存和ROM大，成本方面也一定程度增加。
方案三： 使用STM32系列单片机，有一款STM32VET6单片机是3.3V供电的低功耗、功能优良的微控制器。基于ARM功能的内核，可运行简单的操作系统，主频率高达72Mhz，芯片内部资源具有5个USART接口，要比普通的51单片机或者是PIC单片机要高出4个，可以一块解决两个以上的串口通讯的外设；内置3个12位的AD模数转换器等等，是常用大型智能家用电器的选择，价格方面较为偏高。
本次设计考虑到自己专业知识的运用能力以及成本方面的考虑，果断选择方案一，为后期的普及打下基础。
（二）液晶显示器的选择方案比较
方案一：使用LED数码管进行动态扫描，元件价格比较合适，在数字显示上比较适宜，由于其所使用的是动态扫描，当其和单片机接在一起时，所使用的线路比较少。但LED数码管很难把中文和比较繁杂的字符展示出来。
方案二：使用LCD1602液晶显示屏,其能够显示2*16个字符（涵盖字母、数字等一些字符），但此液晶屏没有办法实现中文显示，在控制方面具有并行控制和串行控制两种，操作方式简单，价钱便宜。
【KEY WORD】:STC89C52 microcontroller; RF MFRC522; relay; key; 12864 LCD. 目 录
引言 1
一、门禁的介绍 1
（一）门禁的介绍与发展 1
（二）门禁系统的分类 1
二、设计主要内容 2
（一）设计的要求 2
（二）设计的工作简述 2
三、元件选择与制作 2
（一）主控芯片选择方案比较 2
（二）液晶显示器的选择方案比较 3
四、门禁刷卡系统设计原理 3
（一）总体框图设计 3
（二）主控芯片和最小系统 4
（三）IC卡读卡器 6
（五）电子锁控制电路 7
五、软件设计 8
（一）主函数流程图 8
（二）液晶显示流程图 9
（三）按键操作流程图 10
（四）IC卡检测流程图 11
六、安装与调试 13
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
引言
这两年来，全世界都处于电子信息化的风口上，社会经济也随之发展，人们的生活质量所有提高，对个人的隐私和人身安全等信息和财产有了更高的意识，这促使科技的物联网指针指向的家家户户的门锁。自锁开展的历史以来，从古至今都是物理锁，这种锁虽说有一定程度上的防盗作用，可是安全系数却是处于水平低的状况，不能满足当今人类的需求，促使着电子类密码锁的进步，市场上逐渐普遍的是电子按键密码锁和IC刷卡锁，这两类的电子锁由于简单便捷和更高的安全系数，使之广
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
泛应用到小区的门禁，学生宿舍楼的门禁以及自家的大门和宾馆的门禁等等场所。本次设计针对IC刷卡系统的工作原理深入研究，结合自身大学专业知识进行设计，实现一卡一刷开，撤卡走后锁的安全机制。整个系统归纳为以下几个模块：继电器模拟门锁模块、主控微控制器单片机控制模块、液晶显示模块、按键操作模块、电路复位模块等，使用C语言编程结合硬件调试，最终完成本项目设计。
在原来设计方面，通过IC卡进行刷卡调控模拟门禁的继电器开关，通过按键可进行对任何IC卡的注册以及旧卡的注销，完全实现模拟门禁的一体式系统。
一、门禁的介绍
（一）门禁的介绍与发展
门的概念和发展起源于远古时代祖先们还是居住于山洞的时期，当时的洞口类似于家里的大门，随后随着人类的发展和社会的进步，门的概念逐渐清晰并成为成为自身“地盘”的标志，到后来成为安寨护院的一到关卡和人类进入文明时期时家家户户都有的唯一进出口，再到现在的门禁系统。
门禁系统是一种准入机制，主要作用是森严防范，换种方法解释它是一种对于人或物的通道，对这个通道进行有选择性的开合关或者准入准出就是一种门禁。从古至今，传统的门禁都依赖机械锁具控制的，一把钥匙就是安全的标志，然而钥匙一旦丢失就会产生巨大的安全隐患，近几年来随着科技的发展，单片机技术大幅度的应用，让门禁从机械时代向电子时代进行跨越，安全电子密码门禁系统，IC刷卡门禁，指纹解锁门禁，以及人脸识别门禁等等大幅度的出现，让门禁的安全系数进一步提升和简便。
（二）门禁系统的分类
1.机械锁门禁
优点：价格低廉，携带安装方便。
缺点：钥匙一不小心就会遗落，风险指数较高且机械类的锁容易锈蚀损坏。
2．电子密码门禁
优点：输入设定的密码就可以了，不必要带任何东西方可操作。
缺点：密码忘掉后处理较烦，密码泄漏后安全系数近于零。
3．IC刷卡门禁
优点：非接触方式开锁，简单快捷。
缺点：第一次安装时相对复杂一些。
二、设计主要内容
（一）设计的要求
本次设计采用基于STC89C52单片机主控芯片，外围传感器射频MFRC522模块和继电器开关电路以及按键控制电等组成。IC卡可在系统上通过按键使用注册和注销操作，用户在进行刷卡进门时只要用已经注册的IC卡贴近接触即可完成开锁，当用户刷卡离开后自行关闭锁定，并具有显示屏显示。
（二）设计的工作简述
首先对各个小区和校园以及宾馆等场所的门禁系统做一番调查，大致的研究其工作流程后建立本次设计总体框架和功能。随后根据总体框架设计几种可行性方案，再从中选出一套最为适合的、成本低廉，功能齐全的方案。确定方案后，采用C语言编程技术在keil编程软件进行编程，通过Altium画图软件进行整体原理图的绘制，使用焊接器材做好焊接，最后使用ISP下载工具来对焊接的作品进行调试。
三、元件选择与制作
（一）主控芯片选择方案比较
方案一：选择用STC89C51系列单片机,其中这款STC89C52系列单片机具有32个有用的IO口，芯片内部外设资源丰富而简单，具有常用微控制器都具备定时器、中断，以及串口，最具有优势的则具备内建EEPOOM,在用到储存数据量较少的情形下，不必外加添入存储芯片，就能够达到掉电存储的功能。STC89C52可以很好的用在程序量较小，储存器容量较小的使用范畴，经济方面也相对划算，是一个不错的方案择用。
方案二：采用陵阳系列的61单片机作为系统的控制器。该单片机也同样具32个IO口，芯片内部具有两个10位DAC(数模转换)输出通道，其中有七个通道是10位电压的模数变换(ADC)和单个通道的模数变化器。在芯片内部功能方面比51要多，运行内存和ROM大，成本方面也一定程度增加。
方案三： 使用STM32系列单片机，有一款STM32VET6单片机是3.3V供电的低功耗、功能优良的微控制器。基于ARM功能的内核，可运行简单的操作系统，主频率高达72Mhz，芯片内部资源具有5个USART接口，要比普通的51单片机或者是PIC单片机要高出4个，可以一块解决两个以上的串口通讯的外设；内置3个12位的AD模数转换器等等，是常用大型智能家用电器的选择，价格方面较为偏高。
本次设计考虑到自己专业知识的运用能力以及成本方面的考虑，果断选择方案一，为后期的普及打下基础。
（二）液晶显示器的选择方案比较
方案一：使用LED数码管进行动态扫描，元件价格比较合适，在数字显示上比较适宜，由于其所使用的是动态扫描，当其和单片机接在一起时，所使用的线路比较少。但LED数码管很难把中文和比较繁杂的字符展示出来。
方案二：使用LCD1602液晶显示屏,其能够显示2*16个字符（涵盖字母、数字等一些字符），但此液晶屏没有办法实现中文显示，在控制方面具有并行控制和串行控制两种，操作方式简单，价钱便宜。
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