自动识别技术的无线智能锁设计
所谓的无线智能锁系统指的是一种以单片机等微型处理器作为主控核心，并且在片外结合相关功能传感器而构建成的一种控制系统，本课题就以这种系统作为研究对象，选用了大学期间较常使用的STC89C51单片机作为主控芯片，设计了一款能够实现对射频IC卡号进行高速无线读取、身份判断、错误报警、北京时间计时以及参数高清晰度液晶显示等功能的嵌入式系统，由于系统内部采用的各类芯片和传感器外形较小，所以使得整个系统的外观体积也非常小，达到了便携式的指标。这款系统在硬件方面以STC89C51单片机最小系统、液晶屏显示电路、蜂鸣器电路、RFID识别电路、RTC计时电路和继电器驱动电路等构建而成，在软件方面以主程序、LCD1602液晶屏显示子程序、报警子程序、射频卡感应子程序、RTC时钟子程序和继电器控制子程序等构建而成。为了能够直观的看到设计成果的工作状态，在课题的验证环节进行了多次测试实验，对各项功能指标都进行了测试，测试的结果显示这款无线智能锁系统的一切工作正常，符合预期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 无线智能锁的发展背景 1
（二） 无线智能锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 无线智能锁的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） RC522型RFID识别器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 读卡电路设计 6
（三） RTC计时电路设计 7
（四） LCD1602显示电路设计 8
（五） 错误报警电路设计 8
（六） 门锁控制电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 无线智能锁的主程序流程设计 11
（二） 读卡感应子程序流程设计 12
（三） 显示屏驱动子程序设计 13
（四） 错误报警子程序设计 14
（五） 北京时间计量子程序流程设计 14
（六） 门锁控制程序流程设计 14
（ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
七） 门锁系统仿真原理图设计 16
五、 启动仿真系统 17
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
无线智能锁的发展背景
本课题将要设计的这款无线智能锁系统经过多年的发展后，普遍都能够实现高清显示参数、发出报警信号、射频卡读取、自动计时和继电器驱动等一些功能，通过对现有的资料进行了详细查阅后可以总结出，无线智能锁系统的性能优劣与其内部的主控器件的性能息息相关，在现在市场上，往往一些中高端的产品大多数都采用了全数字化微处理器芯片进行信号采集和处理，DSP处理器或者单片机和FPGA联合构建的架构是这些中高端产品最青睐的方案，由于DSP和FPGA芯片的内部硬件乘法器模块能够实现对信号快速的运算能力，尤其是需要一些卷积的算法，而大多数信号处理都需要这个运算过程，所以相比于单片机芯片，这种微处理器能够将数据运算过程表现的非常轻松。
在无线智能锁系统的多年发展过程中产生了许多不同特色的版本，每个版本都借助了当时微处理器生产和应用技术，从最初的1位或者4位型微处理器到如今的32位或者64位型微处理器，设计师们总是能够根据当时微处理器所能表现出的最大性能，设计出适合无线智能锁系统的程序代码并通过高性能微处理器去进行控制。
所谓的无线智能锁系统在架构方面不单单是一种硬件架构或者纯软件代码，它是一种将微处理器芯片、LCD1602液晶屏幕、蜂鸣器、RC522型RFID模块、时钟芯片和继电器等巧妙的连接在一起构成硬件系统后，随后通过C语言等程序语言编写出用于控制微处理器芯片的代码，通过编译器对C语言代码的编译功能将人机语言转换成机器代码后，通过特殊的烧录连接器将机器代码文件下载到微处理器芯片中进行执行，最终使得系统能够按照设计师所设计的动作进行执行，表现出各项智能功能，这就是所谓的无线智能锁系统，一种将硬件电路和软件代码统一起来的系统。说到无线智能锁系统的发展过程，不得不说的是这种无线智能锁系统要想实现更多更复杂的智能化功能，必须要借助传感器模块，通过高性能的传感器将外部的非电量信号（磁场、压力等）转换成电量信号（电压、电流、电阻等），传感器研发技术在最近几年也取得了飞速的发展，带动了无线智能锁系统不断向高精度高智能化方向发展。
无线智能锁的国内外发展现状
随着32位微处理器研发技术和应用技术的不断成熟，越来越多的研发设计师已经掌握了对这种高性能CPU内部寄存器的控制方法，而将这种高端CPU嵌入到无线智能锁系统中是一项提升该系统性能较为行之有效的方法，所以目前市面上越来越多的无线智能锁产品开始采用处理速度更高的微处理器来实现控制。目前无线智能锁系统的国内外的发展水平具有一定的差距，市面上较大比例的高性能产品的核心研发技术掌握在欧美国家的一些企业手中，由于国内要进口这种无线智能锁系统的产品需要较高的成本，所以售价较高，而国内为了赶超这些高性能产品的研发技术，较多企业投入了较多的资金来大力开发无线智能锁系统的高端性能。
本文主要研究内容
本课题设计的这款无线智能锁系统采用了STC89C51单片机来作为核心处理器的方案，并且在STC89C51单片机片外结合了LCD1602液晶屏幕、有源蜂鸣器、RFID模块、时钟芯片和继电器等元器件，实现了如下设计指标：
1、能够通过与STC89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将字符显示在屏幕上；
2、能够实现有源蜂鸣器驱动电路，并且通过C语言的配置，实现STC89C51单片机对该电路的控制；
3、能够通过STC89C51单片机构建对RFID模块的数据读写，实现卡片身份信息的高精度识别和处理；
目录
一、 引言 1
（一） 无线智能锁的发展背景 1
（二） 无线智能锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 无线智能锁的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） RC522型RFID识别器简介 4
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 读卡电路设计 6
（三） RTC计时电路设计 7
（四） LCD1602显示电路设计 8
（五） 错误报警电路设计 8
（六） 门锁控制电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 无线智能锁的主程序流程设计 11
（二） 读卡感应子程序流程设计 12
（三） 显示屏驱动子程序设计 13
（四） 错误报警子程序设计 14
（五） 北京时间计量子程序流程设计 14
（六） 门锁控制程序流程设计 14
（ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
七） 门锁系统仿真原理图设计 16
五、 启动仿真系统 17
总结 20
参考文献 21
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
无线智能锁的发展背景
本课题将要设计的这款无线智能锁系统经过多年的发展后，普遍都能够实现高清显示参数、发出报警信号、射频卡读取、自动计时和继电器驱动等一些功能，通过对现有的资料进行了详细查阅后可以总结出，无线智能锁系统的性能优劣与其内部的主控器件的性能息息相关，在现在市场上，往往一些中高端的产品大多数都采用了全数字化微处理器芯片进行信号采集和处理，DSP处理器或者单片机和FPGA联合构建的架构是这些中高端产品最青睐的方案，由于DSP和FPGA芯片的内部硬件乘法器模块能够实现对信号快速的运算能力，尤其是需要一些卷积的算法，而大多数信号处理都需要这个运算过程，所以相比于单片机芯片，这种微处理器能够将数据运算过程表现的非常轻松。
在无线智能锁系统的多年发展过程中产生了许多不同特色的版本，每个版本都借助了当时微处理器生产和应用技术，从最初的1位或者4位型微处理器到如今的32位或者64位型微处理器，设计师们总是能够根据当时微处理器所能表现出的最大性能，设计出适合无线智能锁系统的程序代码并通过高性能微处理器去进行控制。
所谓的无线智能锁系统在架构方面不单单是一种硬件架构或者纯软件代码，它是一种将微处理器芯片、LCD1602液晶屏幕、蜂鸣器、RC522型RFID模块、时钟芯片和继电器等巧妙的连接在一起构成硬件系统后，随后通过C语言等程序语言编写出用于控制微处理器芯片的代码，通过编译器对C语言代码的编译功能将人机语言转换成机器代码后，通过特殊的烧录连接器将机器代码文件下载到微处理器芯片中进行执行，最终使得系统能够按照设计师所设计的动作进行执行，表现出各项智能功能，这就是所谓的无线智能锁系统，一种将硬件电路和软件代码统一起来的系统。说到无线智能锁系统的发展过程，不得不说的是这种无线智能锁系统要想实现更多更复杂的智能化功能，必须要借助传感器模块，通过高性能的传感器将外部的非电量信号（磁场、压力等）转换成电量信号（电压、电流、电阻等），传感器研发技术在最近几年也取得了飞速的发展，带动了无线智能锁系统不断向高精度高智能化方向发展。
无线智能锁的国内外发展现状
随着32位微处理器研发技术和应用技术的不断成熟，越来越多的研发设计师已经掌握了对这种高性能CPU内部寄存器的控制方法，而将这种高端CPU嵌入到无线智能锁系统中是一项提升该系统性能较为行之有效的方法，所以目前市面上越来越多的无线智能锁产品开始采用处理速度更高的微处理器来实现控制。目前无线智能锁系统的国内外的发展水平具有一定的差距，市面上较大比例的高性能产品的核心研发技术掌握在欧美国家的一些企业手中，由于国内要进口这种无线智能锁系统的产品需要较高的成本，所以售价较高，而国内为了赶超这些高性能产品的研发技术，较多企业投入了较多的资金来大力开发无线智能锁系统的高端性能。
本文主要研究内容
本课题设计的这款无线智能锁系统采用了STC89C51单片机来作为核心处理器的方案，并且在STC89C51单片机片外结合了LCD1602液晶屏幕、有源蜂鸣器、RFID模块、时钟芯片和继电器等元器件，实现了如下设计指标：
1、能够通过与STC89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将字符显示在屏幕上；
2、能够实现有源蜂鸣器驱动电路，并且通过C语言的配置，实现STC89C51单片机对该电路的控制；
3、能够通过STC89C51单片机构建对RFID模块的数据读写，实现卡片身份信息的高精度识别和处理；
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