单片机的门禁系统的设计
目 录
引言 1
（一）研究的背景和意义 1
（二）发展趋势与现状 1
一、门禁系统总体设计 1
（一）系统的设计要求 1
（二）系统的总体设计方案 2
二、单片机AT89S52 2
（一）单片机介绍 2
（二）引脚功能 3
三、系统硬件电路的设计 4
（一）时钟电路 4
（二）复位电路 4
（三）键盘电路 5
（四）报警电路 6
（五）显示电路 6
（六）控制指示灯电路 7
（七）密码存储电路 8
（八）门控锁电路 8
四、系统软件的设计与实现 9
（一）主程序设计 9
（二）键盘扫描子程序设计 10
（三）显示子程序设计 11
结束语 11
参考文献 13
附录一 原理图 14
附录二 源程序 15
致 谢 19
引言
（一）研究的背景和意义
伴随着当前大规模建设和经济的发展，各种企业单位对门禁安全都有了足够的重视。因此，门禁控制系统的需求正有着巨大的变化。其核心意义是对门锁的开、关实施智能化的管理应用。
随着现代科学技术的发展，门禁系统获得了质的提高与进步，且进入了成熟期。在当代，人们对安全问题的认识逐步提高并且得到重视，所以门禁系统的应用范围越来越为广泛。因此，对门禁系统的研发是当前科技界的一个热点话题。
（二）发展趋势与现状
我们通常所说的“钥匙”就是以前一种常见的甚至是主流的门禁系统，它主要是机械式的， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
自动化程度很低。但随着社会的发展，这种管理已经不能适合当前的安防体系，所以一种简单的电子门禁系统开始出现。门禁系统早期的样式就是功能单一的磁卡系统，但是现在基本逐渐是由电子计算机来控制的。门禁的管理功能也日渐增多。
当前社会，门禁类产品正在成为众多智能化科技中一个常见的且非常重要的子应用之一。据了解，目前整个中国大陆生产相关门禁系统产品的企业大部分主要集中在珠三角一带，规模达到了上千家，整个产业链市场前景规模预计超过200亿元人民币。
在现代社会中，数字网络技术的发展已是如火如荼，使得门禁系统现在已经不仅仅是具备简单的门道和钥匙管理的功能，它在企业人事考勤管理，工作环境安全等方面发挥着无比巨大的作用。
一、门禁系统总体设计
（一）系统的设计要求
借助计算机控制技术，现代人类可以用密码锁来替代传统的机械式钥匙，用计算机实现智能访问的控制和管理配套。
门禁系统的功能主要如下：
（1）出入记录、查询的功能
（2）异常报警的功能
（3）实时监控的功能
（4）增加或删除用户卡功能
（5）添加管理卡功能
（6）更改管理卡功能
（二）系统的总体设计方案
当前市场上涌现的卡的品种有很多，大致有：接触式IC卡、磁卡、条码等。然而，这些产品的特点只可适用于箱子、柜等具有保密要求需要的物件。此外，由于非接触式通讯，读写器在10CM范围内就可以对卡片操作，所以不必插拨卡卡片可以在任意方向读写。非接触式卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂时已将序列号固化，不可更改。根据卡的分析，我们将采用EM4000型的ID卡。
门禁系统主要有以下几大部分：由CPU中央控制器、密码存储电路、报警电路、门控门锁电路、显示模块等。
图1 系统框图
当输入密码时，这时候蜂鸣器响，显示模块屏幕上显示密码符号“*”。如果密码正确，则继电器就会将门锁打开开，过会儿继电器将再次将门锁封闭，然后指示灯会熄灭。
当出门按钮被按下时，这时门就会自动开启，指示灯亮，延时一段时间后将门锁锁闭，同时指示灯熄灭。如果操作者输入的密码是错误的，那么报警器就会响起，这时候指示灯变为黄色，继电器没有任何动作，门也就不会开启。
二、单片机AT89S52
（一）单片机介绍
我们在这个课题上的设计采用了AT89S52型单片机，它是美国生产的高性能CMOS8位单片机。包括了一个的随机存储器和一个只读程序存储器（可以重复擦写）。之所以选择该型单片机，是因为它的成本相对来说较低且功能完全满足，发展也比较成熟完善。所以在满足相同的需求下选择了该型单片机。
AT89S52型单片机大体包含了40 个引脚，32个外部双向I/O接口以及3个定时计数器。还有内部包含2个外部中断源，2个读写中断口线，2个串行数据通信口线，总计6个中断源。
AT89S52特性：
（1）兼容MCS-51指令系统4.5-5.5V工作电压
（2）三级程序存储器锁
（3）256×8位内部RAM
（4）32个双向I/O口
（5）3个16位定时/计数器
（6）8个中断源
（7）可编程串行通道
（二）引脚功能
图2 引脚图
图2 引脚图
引脚图如图2，其引脚功能如下：
1.Vcc:电源电压
GND:地
2.P0：P0口是八位的双向1/O 口（地址/数据总线复用口）。是数据输入输出的通道，当作为低8位地址数据时，它是输出的。当FLASH进行校验时，P0口输出原码，此时P0口外部必须要被拉高。
3.P1口：含有内部上拉电阻的8位双向I/O口，通过内部的上拉电阻把端口拉至高电平，此时可作输入口使用。它的引脚Pl.0 作为定时/计数器2 的外部计数的输入，P1.1作为定时/计数器2 的外部计数的输出。
4.P2 口：可用于标准输入输出I/O，也可用于外部存储器访问时的高8位地址，即除了作I/O口外还能在FLASH编程时做为高8位的地址、控制信号。
5.P3口：P3口与P2、P1端口一样也可用作标准输入输出I/O口。此外，P3口还有其第二功能，如串口，定时，外部中断等等。
6.RST：复位输入。由于在工作时，它的引脚
7.XTAL1：为反相振荡器放大器内部时钟工作电路的输入端。
XTAL2：反相放大器的输出端口。
三、系统硬件电路的设计
图4 复位电路
（三）键盘电路
在这里我们一般采取的是串并转换方式的电路的联接，7SLS164是一个串并转化芯片。它把(P26)上的串行数据转化为并行数据即（P25）I/O端口为输入端。S1S2S4S5S6S7S8是键盘扫描线。（P25）为键盘数据回送线即（P25）I/O端口为输出端。当键盘进行扫描时，从S1到S8一次输出低电平，就表示(P25)为低电平，那么74LS164芯片将自动将S1～S8上的数据经过处理就得到相对应的键值。原理具体如下：当（P24）端口发出一个时钟信号后，（P26）口就开始检测是否有低电平，一旦有低电平产生就立马检测是哪个按键按下的，而后让单片机进行相应的运算处理。若检测（P26)（回送线）为高电平，那么就表示该电路没有按键闭合。所以说相比较矩阵键盘电路，采用基于串并转换电路的键盘联接的形式，可以节约大量单片机的I/O端口的使用。
引言 1
（一）研究的背景和意义 1
（二）发展趋势与现状 1
一、门禁系统总体设计 1
（一）系统的设计要求 1
（二）系统的总体设计方案 2
二、单片机AT89S52 2
（一）单片机介绍 2
（二）引脚功能 3
三、系统硬件电路的设计 4
（一）时钟电路 4
（二）复位电路 4
（三）键盘电路 5
（四）报警电路 6
（五）显示电路 6
（六）控制指示灯电路 7
（七）密码存储电路 8
（八）门控锁电路 8
四、系统软件的设计与实现 9
（一）主程序设计 9
（二）键盘扫描子程序设计 10
（三）显示子程序设计 11
结束语 11
参考文献 13
附录一 原理图 14
附录二 源程序 15
致 谢 19
引言
（一）研究的背景和意义
伴随着当前大规模建设和经济的发展，各种企业单位对门禁安全都有了足够的重视。因此，门禁控制系统的需求正有着巨大的变化。其核心意义是对门锁的开、关实施智能化的管理应用。
随着现代科学技术的发展，门禁系统获得了质的提高与进步，且进入了成熟期。在当代，人们对安全问题的认识逐步提高并且得到重视，所以门禁系统的应用范围越来越为广泛。因此，对门禁系统的研发是当前科技界的一个热点话题。
（二）发展趋势与现状
我们通常所说的“钥匙”就是以前一种常见的甚至是主流的门禁系统，它主要是机械式的， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
自动化程度很低。但随着社会的发展，这种管理已经不能适合当前的安防体系，所以一种简单的电子门禁系统开始出现。门禁系统早期的样式就是功能单一的磁卡系统，但是现在基本逐渐是由电子计算机来控制的。门禁的管理功能也日渐增多。
当前社会，门禁类产品正在成为众多智能化科技中一个常见的且非常重要的子应用之一。据了解，目前整个中国大陆生产相关门禁系统产品的企业大部分主要集中在珠三角一带，规模达到了上千家，整个产业链市场前景规模预计超过200亿元人民币。
在现代社会中，数字网络技术的发展已是如火如荼，使得门禁系统现在已经不仅仅是具备简单的门道和钥匙管理的功能，它在企业人事考勤管理，工作环境安全等方面发挥着无比巨大的作用。
一、门禁系统总体设计
（一）系统的设计要求
借助计算机控制技术，现代人类可以用密码锁来替代传统的机械式钥匙，用计算机实现智能访问的控制和管理配套。
门禁系统的功能主要如下：
（1）出入记录、查询的功能
（2）异常报警的功能
（3）实时监控的功能
（4）增加或删除用户卡功能
（5）添加管理卡功能
（6）更改管理卡功能
（二）系统的总体设计方案
当前市场上涌现的卡的品种有很多，大致有：接触式IC卡、磁卡、条码等。然而，这些产品的特点只可适用于箱子、柜等具有保密要求需要的物件。此外，由于非接触式通讯，读写器在10CM范围内就可以对卡片操作，所以不必插拨卡卡片可以在任意方向读写。非接触式卡的序列号是唯一的，制造厂家在产品出厂时已将序列号固化，不可更改。根据卡的分析，我们将采用EM4000型的ID卡。
门禁系统主要有以下几大部分：由CPU中央控制器、密码存储电路、报警电路、门控门锁电路、显示模块等。
图1 系统框图
当输入密码时，这时候蜂鸣器响，显示模块屏幕上显示密码符号“*”。如果密码正确，则继电器就会将门锁打开开，过会儿继电器将再次将门锁封闭，然后指示灯会熄灭。
当出门按钮被按下时，这时门就会自动开启，指示灯亮，延时一段时间后将门锁锁闭，同时指示灯熄灭。如果操作者输入的密码是错误的，那么报警器就会响起，这时候指示灯变为黄色，继电器没有任何动作，门也就不会开启。
二、单片机AT89S52
（一）单片机介绍
我们在这个课题上的设计采用了AT89S52型单片机，它是美国生产的高性能CMOS8位单片机。包括了一个的随机存储器和一个只读程序存储器（可以重复擦写）。之所以选择该型单片机，是因为它的成本相对来说较低且功能完全满足，发展也比较成熟完善。所以在满足相同的需求下选择了该型单片机。
AT89S52型单片机大体包含了40 个引脚，32个外部双向I/O接口以及3个定时计数器。还有内部包含2个外部中断源，2个读写中断口线，2个串行数据通信口线，总计6个中断源。
AT89S52特性：
（1）兼容MCS-51指令系统4.5-5.5V工作电压
（2）三级程序存储器锁
（3）256×8位内部RAM
（4）32个双向I/O口
（5）3个16位定时/计数器
（6）8个中断源
（7）可编程串行通道
（二）引脚功能
图2 引脚图
图2 引脚图
引脚图如图2，其引脚功能如下：
1.Vcc:电源电压
GND:地
2.P0：P0口是八位的双向1/O 口（地址/数据总线复用口）。是数据输入输出的通道，当作为低8位地址数据时，它是输出的。当FLASH进行校验时，P0口输出原码，此时P0口外部必须要被拉高。
3.P1口：含有内部上拉电阻的8位双向I/O口，通过内部的上拉电阻把端口拉至高电平，此时可作输入口使用。它的引脚Pl.0 作为定时/计数器2 的外部计数的输入，P1.1作为定时/计数器2 的外部计数的输出。
4.P2 口：可用于标准输入输出I/O，也可用于外部存储器访问时的高8位地址，即除了作I/O口外还能在FLASH编程时做为高8位的地址、控制信号。
5.P3口：P3口与P2、P1端口一样也可用作标准输入输出I/O口。此外，P3口还有其第二功能，如串口，定时，外部中断等等。
6.RST：复位输入。由于在工作时，它的引脚
7.XTAL1：为反相振荡器放大器内部时钟工作电路的输入端。
XTAL2：反相放大器的输出端口。
三、系统硬件电路的设计
图4 复位电路
（三）键盘电路
在这里我们一般采取的是串并转换方式的电路的联接，7SLS164是一个串并转化芯片。它把(P26)上的串行数据转化为并行数据即（P25）I/O端口为输入端。S1S2S4S5S6S7S8是键盘扫描线。（P25）为键盘数据回送线即（P25）I/O端口为输出端。当键盘进行扫描时，从S1到S8一次输出低电平，就表示(P25)为低电平，那么74LS164芯片将自动将S1～S8上的数据经过处理就得到相对应的键值。原理具体如下：当（P24）端口发出一个时钟信号后，（P26）口就开始检测是否有低电平，一旦有低电平产生就立马检测是哪个按键按下的，而后让单片机进行相应的运算处理。若检测（P26)（回送线）为高电平，那么就表示该电路没有按键闭合。所以说相比较矩阵键盘电路，采用基于串并转换电路的键盘联接的形式，可以节约大量单片机的I/O端口的使用。
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