rfid的考勤管理系统设计与制作
目 录
一、 引言 1
（一）考勤管理系统的发展背景 1
（二）本文主要研究内容 1
二、方案选择及元器件介绍 2
（一）主控单片机的选择 2
（二）AT89C51单片机介绍 2
（三）MF RC522模块概述 3
（四）LCD1602液晶概述 4
（五）按键驱动电路概述 5
（六）DS1302时钟芯片介绍 6
三、硬件系统设计 7
（一）考勤管理系统的方案设计 7
（二）AT89C51单片机最小系统构建 8
（三）MF RC522模块电路设计 9
（四）LCD1602液晶显示器电路设计 10
（五）提示模块设计 10
（六）DS1302芯片及外围电路设计 11
四、软件系统设计 12
（一）软件系统流程图设计 12
（二）MF RC522型RFID模块工作流程设计 13
（三）LCD1602显示流程设计 13
（四）按键消抖流程设计 14
（五）提示流程图设计 15
（六）DS1302工作流程图设计 16
五、实物制作与调试 17
（一）PCB设计 17
（二）元件的焊接 17
（三）LCD1602调试 17
（四）功能展示 18
（五）数据分析 23
总结 24
致谢 25
参考文献 26
附录一 原理图 27
附录二 PCB图 28
附录三 元件列表 29
附录四 源程序 30
引言
（一）考勤管理系统的发展背景
随着企业的发展，在企业管理中对于考勤机的要求越来越高，性能优秀的考勤机由于在微处理器的控制下工作，因此能够极大地降低人工管理带来的失误。另外功能强大的考勤机不但能够实现签到考勤功能，还能随时记录每个员工的迟到早退、旷工以及加班时间等功能，提高企业的管理效率。
目前国内外对于智能考勤
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
附录四 源程序 30
引言
（一）考勤管理系统的发展背景
随着企业的发展，在企业管理中对于考勤机的要求越来越高，性能优秀的考勤机由于在微处理器的控制下工作，因此能够极大地降低人工管理带来的失误。另外功能强大的考勤机不但能够实现签到考勤功能，还能随时记录每个员工的迟到早退、旷工以及加班时间等功能，提高企业的管理效率。
目前国内外对于智能考勤机有着广泛的研究，比较常见的考勤系统主要由指纹识别技术或RFID技术实现。
在指纹识别技术得到普及后，设计人员首先想到每个人的指纹构成独一无二，如果将指纹技术嵌入到考勤机中，员工就可以通过按指纹来进行考勤签到，因为指纹无法复制或者携带。然而指纹识别技术目前的成本还相对较高，当将其植入到智能考勤系统中时，虽然提升了考勤机的总体性能，但是其昂贵的造价却不能在企业和学校中大量普及。
射频通信同身份识别结合后迅速的衍生出一门RFID技术，即射频身份识别技术，该技术能够实现身份识别的原理是将带有身份ID的数据烧录到射频身份卡中，在身份识别的过程中，射频身份卡向识别器发送带有ID数据的射频信号，以此来验证身份的正确性。这种技术由于只需要一张造价低廉的PVC卡作为身份卡，身份识别器是一个收发机的变形，这样经过改造后就能够实现出带有身份识别功能的考勤机。
综上所述，因为考勤机大多使用在学校或者企业，考虑成本的问题，因此本系统采用了RFID技术的考勤系统。
（二）本文主要研究内容
本文主要设计了一款基于RFID射频识别技术的智能考勤机控制系统，选用了美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机作为主控核心，在片外配合了RFID射频识别模块、液晶显示模块、存储模块、蜂鸣器模块以及按键模块等构成了本系统的硬件系统，在软件上通过C语言进行功能描述。另外在课题的研究过程中，通过原理图以及软件流程图的形式来阐述系统的设计过程和设计原理，主要工作内容包括：
1．确定考勤管理系统的设计参数和核心器件；
2．完成考勤管理系统的硬件电路设计；
3．完成考勤管理系统的软件部分设计；
4．完成实物制作，验证设计结果。
预期设计目标包括：
1．能实现人员的自动考勤记录；
2．能实现人员的多种分类考勤；
3．能实现人员的考勤数据汇总；
4．能够对考勤数据进行分析处理
5．撰写专业论文一篇。
二、方案选择及元器件介绍
（一）主控单片机的选择
方案一：选择8位的51内核单片机作为主控核心，其库函数目前也比较丰富，因此在使用时比较容易上手，尤其是对刚开始迈进单片机大门的学生来说。另外最基本的C51单片机采用串口下载程序，不需要昂贵的仿真器，因此成本非常低。但是其缺点也非常明显，由于C51单片机比较基础，因此其内部资源非常贫乏，只集成了UART、定时器等模块，中断资源比较少，只有P3.2和P3.3两个管脚能够进入管脚中断，其他管脚无中断能力，因此在开发大型的复杂项目时将显得非常逊色，如果需要使用AD转换或者DA转换等功能时，需要在片外扩展相关芯片，因此电路形式将显得复杂。
方案二：选择美国德州仪器（TI）公司研发的MSP430系列单片机作为主控核心，430单片机采用了RISC精简指令系统，另外430是一种16位单片机，该系列单片机的高端型号的主频能够达到40M，处理速度相对于经典的8位单片机来说非常快。430单片机中大多数芯片具有JTAG口，这使得用户能够通过专用的仿真器来设置断点来分析程序的运行现象，方便查看相关的寄存器值，给程序调试带来了极大的方便，为项目的成功带来了极大的保障，然而这种仿真器的成本相对昂贵，给学生实验带来诸多不便。在优势方面，430单片机的内部资源相对丰富，大多数型号都集成了AD、DA、硬件IIC、定时器以及UART等资源，在使用时配置比较方便。
综上所述各种常用单片机的优缺点，考虑到自身的学习经历以及知识掌握度，对于51单片机非常熟悉，虽然上文说到其内部没有集成AD转换或者硬件IIC等模块。考虑到成本方面，上述所说的几种单片机就成本来说只有51单片机的价格最低，因此本系统选用51单片机作为主控核心。
（二）AT89C51单片机介绍
所谓的C51单片机或者S51单片机都是采用经典的51内核作为核心的微控制器，这款C51单片机在内部结构上，非常简洁，在采用51内核的同时，外部扩展了两个8位定时器、一个功能强大的UART模块，同时在P3.2和P3.3两个管脚加入了中断功能，是的这两个管脚比其他普通管脚具有更高的性能，使用起来更加方便；通过数据总线和地址总线的连接，将内核和外部的几个模块进行关联，从而构建了这款C51单片机，下图2-1为AT89C51单片机的内部结构图。
图2-1 C51单片机内部结构图
C51单片机是一种FLASH型芯片，即它内部的代码存储器件是FLASH，C51的资料表明其内部的FLASH储存容量为4K字节，这对于大多数的小型系统已经足够使用，当然在一些大型系统中，4K的存储量已经捉襟见肘，必须在外部扩展大容量的代码存储芯片。AT89C51单片机内部的FLASH具有很高的保密性，也就是烧入进去的代码很难够被破解出来，由于器相对于过去的51产品，加入了熔断丝技术，使得代码一旦被烧录进FLASH，熔丝将立即断开，是的破解变得不可能。另外C51单片机内部集成了一块具有128字节的RAM，主要负责存储一些高频率使用的数据，128字节对于大多数应用已经足够。C51单片机在运行速度方面，具有很宽的性能，这主要表现在其处理速度能够完全由其外部的晶振频率决定，在0-24M内，其时钟信号频率可以自由选择，当然高速的时钟信号将带来更高的功耗，因此不同的系统一定要选择合适时钟频率，不能一味的追求高速度性。本系统的AT8C51单片机选用了40管脚封装的芯片，其管脚定义如下图所示，其中P0至P3的32个管脚是功能各异的GPIO管脚，每个管脚都具有输入输出功能，每组管脚在驱动方面具有差异，其中P1至P3的24个管
一、 引言 1
（一）考勤管理系统的发展背景 1
（二）本文主要研究内容 1
二、方案选择及元器件介绍 2
（一）主控单片机的选择 2
（二）AT89C51单片机介绍 2
（三）MF RC522模块概述 3
（四）LCD1602液晶概述 4
（五）按键驱动电路概述 5
（六）DS1302时钟芯片介绍 6
三、硬件系统设计 7
（一）考勤管理系统的方案设计 7
（二）AT89C51单片机最小系统构建 8
（三）MF RC522模块电路设计 9
（四）LCD1602液晶显示器电路设计 10
（五）提示模块设计 10
（六）DS1302芯片及外围电路设计 11
四、软件系统设计 12
（一）软件系统流程图设计 12
（二）MF RC522型RFID模块工作流程设计 13
（三）LCD1602显示流程设计 13
（四）按键消抖流程设计 14
（五）提示流程图设计 15
（六）DS1302工作流程图设计 16
五、实物制作与调试 17
（一）PCB设计 17
（二）元件的焊接 17
（三）LCD1602调试 17
（四）功能展示 18
（五）数据分析 23
总结 24
致谢 25
参考文献 26
附录一 原理图 27
附录二 PCB图 28
附录三 元件列表 29
附录四 源程序 30
引言
（一）考勤管理系统的发展背景
随着企业的发展，在企业管理中对于考勤机的要求越来越高，性能优秀的考勤机由于在微处理器的控制下工作，因此能够极大地降低人工管理带来的失误。另外功能强大的考勤机不但能够实现签到考勤功能，还能随时记录每个员工的迟到早退、旷工以及加班时间等功能，提高企业的管理效率。
目前国内外对于智能考勤
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
附录四 源程序 30
引言
（一）考勤管理系统的发展背景
随着企业的发展，在企业管理中对于考勤机的要求越来越高，性能优秀的考勤机由于在微处理器的控制下工作，因此能够极大地降低人工管理带来的失误。另外功能强大的考勤机不但能够实现签到考勤功能，还能随时记录每个员工的迟到早退、旷工以及加班时间等功能，提高企业的管理效率。
目前国内外对于智能考勤机有着广泛的研究，比较常见的考勤系统主要由指纹识别技术或RFID技术实现。
在指纹识别技术得到普及后，设计人员首先想到每个人的指纹构成独一无二，如果将指纹技术嵌入到考勤机中，员工就可以通过按指纹来进行考勤签到，因为指纹无法复制或者携带。然而指纹识别技术目前的成本还相对较高，当将其植入到智能考勤系统中时，虽然提升了考勤机的总体性能，但是其昂贵的造价却不能在企业和学校中大量普及。
射频通信同身份识别结合后迅速的衍生出一门RFID技术，即射频身份识别技术，该技术能够实现身份识别的原理是将带有身份ID的数据烧录到射频身份卡中，在身份识别的过程中，射频身份卡向识别器发送带有ID数据的射频信号，以此来验证身份的正确性。这种技术由于只需要一张造价低廉的PVC卡作为身份卡，身份识别器是一个收发机的变形，这样经过改造后就能够实现出带有身份识别功能的考勤机。
综上所述，因为考勤机大多使用在学校或者企业，考虑成本的问题，因此本系统采用了RFID技术的考勤系统。
（二）本文主要研究内容
本文主要设计了一款基于RFID射频识别技术的智能考勤机控制系统，选用了美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机作为主控核心，在片外配合了RFID射频识别模块、液晶显示模块、存储模块、蜂鸣器模块以及按键模块等构成了本系统的硬件系统，在软件上通过C语言进行功能描述。另外在课题的研究过程中，通过原理图以及软件流程图的形式来阐述系统的设计过程和设计原理，主要工作内容包括：
1．确定考勤管理系统的设计参数和核心器件；
2．完成考勤管理系统的硬件电路设计；
3．完成考勤管理系统的软件部分设计；
4．完成实物制作，验证设计结果。
预期设计目标包括：
1．能实现人员的自动考勤记录；
2．能实现人员的多种分类考勤；
3．能实现人员的考勤数据汇总；
4．能够对考勤数据进行分析处理
5．撰写专业论文一篇。
二、方案选择及元器件介绍
（一）主控单片机的选择
方案一：选择8位的51内核单片机作为主控核心，其库函数目前也比较丰富，因此在使用时比较容易上手，尤其是对刚开始迈进单片机大门的学生来说。另外最基本的C51单片机采用串口下载程序，不需要昂贵的仿真器，因此成本非常低。但是其缺点也非常明显，由于C51单片机比较基础，因此其内部资源非常贫乏，只集成了UART、定时器等模块，中断资源比较少，只有P3.2和P3.3两个管脚能够进入管脚中断，其他管脚无中断能力，因此在开发大型的复杂项目时将显得非常逊色，如果需要使用AD转换或者DA转换等功能时，需要在片外扩展相关芯片，因此电路形式将显得复杂。
方案二：选择美国德州仪器（TI）公司研发的MSP430系列单片机作为主控核心，430单片机采用了RISC精简指令系统，另外430是一种16位单片机，该系列单片机的高端型号的主频能够达到40M，处理速度相对于经典的8位单片机来说非常快。430单片机中大多数芯片具有JTAG口，这使得用户能够通过专用的仿真器来设置断点来分析程序的运行现象，方便查看相关的寄存器值，给程序调试带来了极大的方便，为项目的成功带来了极大的保障，然而这种仿真器的成本相对昂贵，给学生实验带来诸多不便。在优势方面，430单片机的内部资源相对丰富，大多数型号都集成了AD、DA、硬件IIC、定时器以及UART等资源，在使用时配置比较方便。
综上所述各种常用单片机的优缺点，考虑到自身的学习经历以及知识掌握度，对于51单片机非常熟悉，虽然上文说到其内部没有集成AD转换或者硬件IIC等模块。考虑到成本方面，上述所说的几种单片机就成本来说只有51单片机的价格最低，因此本系统选用51单片机作为主控核心。
（二）AT89C51单片机介绍
所谓的C51单片机或者S51单片机都是采用经典的51内核作为核心的微控制器，这款C51单片机在内部结构上，非常简洁，在采用51内核的同时，外部扩展了两个8位定时器、一个功能强大的UART模块，同时在P3.2和P3.3两个管脚加入了中断功能，是的这两个管脚比其他普通管脚具有更高的性能，使用起来更加方便；通过数据总线和地址总线的连接，将内核和外部的几个模块进行关联，从而构建了这款C51单片机，下图2-1为AT89C51单片机的内部结构图。
图2-1 C51单片机内部结构图
C51单片机是一种FLASH型芯片，即它内部的代码存储器件是FLASH，C51的资料表明其内部的FLASH储存容量为4K字节，这对于大多数的小型系统已经足够使用，当然在一些大型系统中，4K的存储量已经捉襟见肘，必须在外部扩展大容量的代码存储芯片。AT89C51单片机内部的FLASH具有很高的保密性，也就是烧入进去的代码很难够被破解出来，由于器相对于过去的51产品，加入了熔断丝技术，使得代码一旦被烧录进FLASH，熔丝将立即断开，是的破解变得不可能。另外C51单片机内部集成了一块具有128字节的RAM，主要负责存储一些高频率使用的数据，128字节对于大多数应用已经足够。C51单片机在运行速度方面，具有很宽的性能，这主要表现在其处理速度能够完全由其外部的晶振频率决定，在0-24M内，其时钟信号频率可以自由选择，当然高速的时钟信号将带来更高的功耗，因此不同的系统一定要选择合适时钟频率，不能一味的追求高速度性。本系统的AT8C51单片机选用了40管脚封装的芯片，其管脚定义如下图所示，其中P0至P3的32个管脚是功能各异的GPIO管脚，每个管脚都具有输入输出功能，每组管脚在驱动方面具有差异，其中P1至P3的24个管
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