rfid的考勤管理系统的设计与实现
摘 要嵌入式系统概念以及技术的发展使得考勤管理控制系统得到了更快更全面的发展，并且在用户使用度方面实现了大幅度的普及。本课题以考勤管理控制系统作为主要的研究设计目标，选择 AT89C51芯片作为主控单片机外部结合RC522型 RFID射频身份识别模块、DS1302型实时时钟芯片和 LCD1602液晶屏等模块，设计了一款能够实现员工上下班考勤、身份识别、液晶显示、早退/迟到判别以及考勤记录调取功能的考勤管理系统，在课题的设计方法上，采用了层次分明的模块化设计，通过原理图和流程图对各模块的硬件和软件设计原理和方法进行了详细的描述，设计了一款智能化的考勤管理系统。
引言 1
（一） 电子自动考勤系统的发展背景 1
（二）本课题主要研究内容 1
一、方案选择及元器件介绍 2
（一）主控单片机的对比与选择 2
（二）AT89C51控制芯片简介 3
（四）DS1302型时钟芯片介绍 4
（五）LCD1602型显示器概述 4
二、硬件系统设计 5
（一）考勤管理系统的硬件结构框图设计 5
（二）AT89C51单片机最小系统设计 5
（三）员工身份识别模块电路设计 6
（四）时间电路设计 7
（五）显示器外围电路设计 8
（六）声音提示电路设计 8
三、软件系统设计 9
（一）考勤管理系统的软件工作流程设计 9
（二）员工身份识别流程设计 10
（三）实时时钟工作流程设计 10
（四）显示器工作流程设计 11
四、硬件测试 12
总 结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB 20
附录三 元件列表 21
附录四 主程序 22
引言
电子自动考勤系统的发展背景
本课题将要设计的这款基于 AT89 C51单片机的考勤管理控制系统是一种采用 AT89 C51芯片作为主要控制器的电子系统，这款系统的出现在某种程度上极大的方便
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
了企事业单位对员工的管理，不仅满足了现代社会对高效率办公的不断追求与向往，更奠定了单片机在日常生活中的重要性，让单边机渐渐地融入生活。考勤管理控制系统通常情况下由微处理器作为核心部分，周围配合其他必要的功能模块如显示以及声音提示等，通过微处理器的强大控制作用，实现整个控制系统的一体化，考勤管理控制系统之所以能够达到今天这种性能和功能，主要得益于人们对于单片机等一些微处理器的不断改进和性能提升，在这之前，要想实现一款考勤管理电子系统，只能依靠一些功能简单的数字逻辑芯片来实现，此时的考勤管理控制系统的典型特点只能记录员工上下班的时间，并且员工需要通过现场繁琐的登录方式实现考勤，这种早期的考勤管理电子系统无论是在功能还是性能上，都是与现在市面上考勤管理系统所无法比拟的，首先在电路结构上，由于要完成一个简单的功能需要借助大量的逻辑门电路芯片来搭建，更有甚者需要大量分立的三极管基本部件来搭建一个逻辑门，可想而知要完成一整个考勤管理控制系统需要搭建一个庞大的硬件电路结构，这么大的体积使得系统非常容易受到各种各样的电磁或者机械干扰，使得其稳定性和抗干扰性极差，并且复杂的电子线路也给考勤管理控制系统的检修工作带来了极大的阻碍；其次在功能上表现得非常的简单，就以显示功能来说，最佳效果也只能是以数码管来显示一串数字来作为系统的人机交互，与现如今的液晶显示相差甚远。而现如今的考勤管理控制系统采用了具有集成外观的芯片并且是以单片机等微处理器作为控制器，性能有了很大的提升，员工的身份信息的自动识别，员工上班迟到，早退，旷工等等都可以自动判别，这些功能都很好的展现出来，并且通过复杂的接口协议，高清晰显示效果使得用户能够更好的使用考勤管理控制系统。本次毕业设计就将以考勤管理控制系统来作为研究的核心对象，结合大学期间所学的单片机、模拟电路、数字电路以及传感器等重要课程，通过对这些课程的综合融会贯通，并结合课外积累到的一些电子项目设计经验，来完成对这款系统的设计与实现。
（二）本课题主要研究内容
本课题从多个角度对考勤管理控制系统进行了描述和展现，首先将这种系统的起源发展背景以及目前国内外企业、高校的研究成果现状进行了探讨和阐述，并分析研究了目前这种控制系统投入市场后所存在的普遍缺点；论文第二章紧接着对控制系统的总体结构框架进行了设计，选取了相应的元器件及模块，以便下文对软硬件系统进行设计；第三和第四两章着重对本次所设计的控制系统的硬件以及软件系统进行了设计，并对设计过程以及设计原理进行了详细描述，下列为本课题将要实现的功能和指标：
1、通过单片机对RC522型RFID模块的驱动，能实现对员工身份的快速识别和是否为本公司员工进行判断，并自动完成考勤并生成记录；
2、通过单片机对DS1302型RTC模块的驱动，实现系统时间和日期的生成；
3、对员工的考勤数据进行统计，并识别迟到早退等现象；
4、可以调取数据并能很清晰地查看。
一、方案选择及元器件介绍
（一）主控单片机的对比与选择
系统的硬件和软件系统设计之前，要选取主控单片机，在选取时主要应该对单片机的内部资源丰富度、成本高低、开发语言、使用熟练程度以及能够胜任本系统的功能指标等方面进行考核，经过三年的大学学习，我主要选择两款单片夹，第一是 AT89 C51单片机，第二个是 MSP430系列单片机。
第一个方案是 AT89 C51单片机，该单片机是一款数据宽度为8的性能较高的单片机，无论在成本还是内部资源上，都能够在如今低端单片机市场中独占鳌头，这主要归功于其4 Kb大小的内部 FLASH搭配着128字节的 RAM，虽然 ROM和 RAM的存储容量不是很大，完全可以应用于一些中小型单片机系统中，此外 AT89 C51能够通过琦20根地址线对外部扩展的存储器进行寻址，所以它习惯用于大型系统中。在成本方面，目前市面上AT89C51单片机的平均成本位3元/PCS，这非常适合我们的学生实验，不会给系统带来高昂的成本负担。
第二个方案是选用德州仪器的 MSP430系列单片机如图1所示，这款单片机也是我们熟悉的常用单片机，最高性能 F5系单片机搭配外部的高稳定度晶振能够很容易实现40 M以上的主频速度。然而考虑到其成本，首先需要说的是其程序代码烧写方式，目前大多数430单片机全部采用 JTAG接口进行代码下载和程序调试仿真，虽然这种接口能实现仿真，但是这种接口必须要具有专用仿真器，该仿真器的价格较为昂贵，而51单片机只需要 USB转串口即可烧写代码，所以采用51单片机进行设计，那么成本将大为降低。
引言 1
（一） 电子自动考勤系统的发展背景 1
（二）本课题主要研究内容 1
一、方案选择及元器件介绍 2
（一）主控单片机的对比与选择 2
（二）AT89C51控制芯片简介 3
（四）DS1302型时钟芯片介绍 4
（五）LCD1602型显示器概述 4
二、硬件系统设计 5
（一）考勤管理系统的硬件结构框图设计 5
（二）AT89C51单片机最小系统设计 5
（三）员工身份识别模块电路设计 6
（四）时间电路设计 7
（五）显示器外围电路设计 8
（六）声音提示电路设计 8
三、软件系统设计 9
（一）考勤管理系统的软件工作流程设计 9
（二）员工身份识别流程设计 10
（三）实时时钟工作流程设计 10
（四）显示器工作流程设计 11
四、硬件测试 12
总 结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 原理图 19
附录二 PCB 20
附录三 元件列表 21
附录四 主程序 22
引言
电子自动考勤系统的发展背景
本课题将要设计的这款基于 AT89 C51单片机的考勤管理控制系统是一种采用 AT89 C51芯片作为主要控制器的电子系统，这款系统的出现在某种程度上极大的方便
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
了企事业单位对员工的管理，不仅满足了现代社会对高效率办公的不断追求与向往，更奠定了单片机在日常生活中的重要性，让单边机渐渐地融入生活。考勤管理控制系统通常情况下由微处理器作为核心部分，周围配合其他必要的功能模块如显示以及声音提示等，通过微处理器的强大控制作用，实现整个控制系统的一体化，考勤管理控制系统之所以能够达到今天这种性能和功能，主要得益于人们对于单片机等一些微处理器的不断改进和性能提升，在这之前，要想实现一款考勤管理电子系统，只能依靠一些功能简单的数字逻辑芯片来实现，此时的考勤管理控制系统的典型特点只能记录员工上下班的时间，并且员工需要通过现场繁琐的登录方式实现考勤，这种早期的考勤管理电子系统无论是在功能还是性能上，都是与现在市面上考勤管理系统所无法比拟的，首先在电路结构上，由于要完成一个简单的功能需要借助大量的逻辑门电路芯片来搭建，更有甚者需要大量分立的三极管基本部件来搭建一个逻辑门，可想而知要完成一整个考勤管理控制系统需要搭建一个庞大的硬件电路结构，这么大的体积使得系统非常容易受到各种各样的电磁或者机械干扰，使得其稳定性和抗干扰性极差，并且复杂的电子线路也给考勤管理控制系统的检修工作带来了极大的阻碍；其次在功能上表现得非常的简单，就以显示功能来说，最佳效果也只能是以数码管来显示一串数字来作为系统的人机交互，与现如今的液晶显示相差甚远。而现如今的考勤管理控制系统采用了具有集成外观的芯片并且是以单片机等微处理器作为控制器，性能有了很大的提升，员工的身份信息的自动识别，员工上班迟到，早退，旷工等等都可以自动判别，这些功能都很好的展现出来，并且通过复杂的接口协议，高清晰显示效果使得用户能够更好的使用考勤管理控制系统。本次毕业设计就将以考勤管理控制系统来作为研究的核心对象，结合大学期间所学的单片机、模拟电路、数字电路以及传感器等重要课程，通过对这些课程的综合融会贯通，并结合课外积累到的一些电子项目设计经验，来完成对这款系统的设计与实现。
（二）本课题主要研究内容
本课题从多个角度对考勤管理控制系统进行了描述和展现，首先将这种系统的起源发展背景以及目前国内外企业、高校的研究成果现状进行了探讨和阐述，并分析研究了目前这种控制系统投入市场后所存在的普遍缺点；论文第二章紧接着对控制系统的总体结构框架进行了设计，选取了相应的元器件及模块，以便下文对软硬件系统进行设计；第三和第四两章着重对本次所设计的控制系统的硬件以及软件系统进行了设计，并对设计过程以及设计原理进行了详细描述，下列为本课题将要实现的功能和指标：
1、通过单片机对RC522型RFID模块的驱动，能实现对员工身份的快速识别和是否为本公司员工进行判断，并自动完成考勤并生成记录；
2、通过单片机对DS1302型RTC模块的驱动，实现系统时间和日期的生成；
3、对员工的考勤数据进行统计，并识别迟到早退等现象；
4、可以调取数据并能很清晰地查看。
一、方案选择及元器件介绍
（一）主控单片机的对比与选择
系统的硬件和软件系统设计之前，要选取主控单片机，在选取时主要应该对单片机的内部资源丰富度、成本高低、开发语言、使用熟练程度以及能够胜任本系统的功能指标等方面进行考核，经过三年的大学学习，我主要选择两款单片夹，第一是 AT89 C51单片机，第二个是 MSP430系列单片机。
第一个方案是 AT89 C51单片机，该单片机是一款数据宽度为8的性能较高的单片机，无论在成本还是内部资源上，都能够在如今低端单片机市场中独占鳌头，这主要归功于其4 Kb大小的内部 FLASH搭配着128字节的 RAM，虽然 ROM和 RAM的存储容量不是很大，完全可以应用于一些中小型单片机系统中，此外 AT89 C51能够通过琦20根地址线对外部扩展的存储器进行寻址，所以它习惯用于大型系统中。在成本方面，目前市面上AT89C51单片机的平均成本位3元/PCS，这非常适合我们的学生实验，不会给系统带来高昂的成本负担。
第二个方案是选用德州仪器的 MSP430系列单片机如图1所示，这款单片机也是我们熟悉的常用单片机，最高性能 F5系单片机搭配外部的高稳定度晶振能够很容易实现40 M以上的主频速度。然而考虑到其成本，首先需要说的是其程序代码烧写方式，目前大多数430单片机全部采用 JTAG接口进行代码下载和程序调试仿真，虽然这种接口能实现仿真，但是这种接口必须要具有专用仿真器，该仿真器的价格较为昂贵，而51单片机只需要 USB转串口即可烧写代码，所以采用51单片机进行设计，那么成本将大为降低。
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