智能门禁控制系统设计与实现【字数：9420】
摘 要本文将要研究的是一款能够通过刷卡获取门禁卡中ID号并且将ID号码是否合法的判断，从而实现门禁的启闭功能，在系统工作过程中还能够对用户的身份信息进行高清度液晶显示功能，将实时的北京时间等信息进行显示，刷卡过程中还可以通过蜂鸣器进行提示。这款系统是基于STC89C52单片机开发平台而设计实现的，整个系统可以分为基于STC89C52单片机及其外围电路的硬件系统和基于C语言开发的软件系统两大部分。在硬件系统的设计方面本课题选用了LCD1602显示器、有源蜂鸣器、RC522型RFID识别器、实时时钟芯片和继电器等一些主要器件，根据这些器件的官方资料设计出其驱动电路后与STC89C52单片机进行连接，从而实现整体的硬件驱动。在软件系统设计方面采用了C语言构建程序代码并将其分为主程序、LCD1602液晶屏、有源蜂鸣器、RC522传感器、时钟芯片和HK4100F继电器驱动子程序等。最终通过硬软件系统两部分的联合调试，实现了预期设计的功能指标，通过系统的多方测试结果表明，这款系统能够稳定工作，综合选用的器件和开发时间成本来看，这款系统的性价比非常高。
目录
一、 引言 1
（一） 智能门禁控制系统的发展背景 1
（二） 智能门禁控制系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能门禁控制系统的方案设计 3
（二） STC89C52单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） RFID读卡器简介 4
（五） 继电器开关简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 参数显示电路设计 6
（三） 刷卡提示音设计 7
（四） 门禁卡刷取电路设计 8
（五） 北京时间计时电路设计 8
（六） 门阀开关电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 智能门禁控制系统的主程序流程设计 10
（二） 参数显示子程序流程设计 11
（三） 刷卡提示音子程序流程设计 12
（四） 门禁卡刷 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
取子程序设计 12
（五） 时间芯片驱动子程序设计 13
（六） 门阀开关子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 18
参考文献 19
致谢 20
附录一原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三元件列表 23
附录四程序 24
引言
智能门禁控制系统的发展背景
当前科学技术的发展方向正在朝着高智能化方向发展，尤其是微处理器芯片研发以及应用表现的最为突出，这种微型芯片的外形体积不断缩小，但是内部所集成的基本元器件以及半导体器件密度越来越高，电路形式越来越复杂，这样就使得微处理器芯片能够实现更高的性能，与此同时自动控制技术的发展就得到了硬件基础。
科学技术以及电子技术的发展往往能够对社会的进步具有极大的促进意义，本文将要研究的这款智能门禁控制系统也是电子技术发展进步过程中的一个具有里程碑式的产物，它的出现以及性能不断强大都是得益于电子技术的发展，在这个不断发展的过程中，电子技术、微处理器芯片生产技术、集成电路技术等一系列技术都对智能门禁控制系统的性能日益完善起到了巨大促进作用。
在智能门禁控制系统的发展过程中，这种较为常见的控制系统从最简单的内部电路到如今的全数字化控制，这个过程度过了一段较长的时间。
早期的智能门禁控制系统内部主控芯片采用的是4位或者8位的低端主控芯片，这种主控芯片在单位时间内只能够处理非常少量的数据，并且这些芯片大多数采用的是多时钟周期指令，也就是说执行一条指令所用的时间非常多，这就使得对于数据的运算处理能力非常慢，最终导致智能门禁控制系统无法实现对外部输入信号较快的响应，所以此时的智能门禁控制系统整体性能表现较差，然而这也反映了此时电子技术的发展现状。其中以单片机等微处理器芯片作为主控核心的智能门禁控制系统主要应用场景是一些民用场合或者个人用户，这些用户所处的环境条件较好，没有那么多的环境因素干扰，所以智能门禁控制系统对于主控芯片的防干扰性能没有那么高的要求。以PLC可编程控制器作为主控核心的智能门禁控制系统主要应用场合是工业环境，由于工业环境噪声干扰、辐射或者高温高湿等较为突出，所以单片机等未加防护的微处理器芯片无法正常工作，只有依靠防干扰性能更为强大的PLC控制器来进行控制。
智能门禁控制系统的国内外发展现状
前不久的一份电子科技杂志刊登了一份关于国外某所高校的研究成果，该文章显示该校的一个实验室研发出了一款与智能门禁控制系统相关的传感器模块，这款传感器主要用于监测智能门禁控制系统在运行过程中的功耗参数并且能够通过特定的接口将检测数据以及如何降低当前功耗进行计划制定，将相应的建议措施通过数字信号形式送入到智能门禁控制系统内部的主控微处理器，这款传感器的实现在一定程度上促进了智能门禁控制系统的发展，与此同时国内的研究小组也没有停下对智能门禁控制系统的研究步伐，虽然在智能门禁控制系统要实现高性能化还需要借助国外的高性能芯片来作为铺垫，但是国内的相关半导体企业正在加紧研究的步伐，希望能够尽早的研究出自主产权比重比较多的高性能智能门禁控制系统。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是成功实现了一款具有多项智能功能的智能门禁控制系统，经过了多项测试这款智能门禁控制系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数智能门禁控制系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，超出了大多数产品的平均性能，在设计方法方面本课题首先将这种控制系统的研发历史进行了详细的查阅，对一些优秀的功能设计方法进行总结并且将其应用到本课题中，随后在智能门禁控制系统的发展现状基础上提出了本课题将要实现的预期功能指标。接着对这款智能门禁控制系统的硬件电路和软件系统进行了详细的设计，将整个控制系统划分成多个功能模块，从而分别进行设计，最终将各个模块进行连接合并，实现总体功能的统一。
方案设计及元器件选择
智能门禁控制系统的方案设计
智能门禁控制系统的设计分为了硬件系统和软件系统两个主要设计环节，硬件系统的设计最为关键，由于软件程序代码将在硬件电路的基础上进行指令执行，所以本课题将着重对硬件电路进行设计，由于本课题选用的主控微处理器是STC89C52单片机，这款单片机虽然管脚数量较多，但是将整体系统划分为多个不同的功能模块后，如下图所示，硬件电路的设计将变得简单起来，下面对图中的系统框架方案的设计思路进行简介。
目录
一、 引言 1
（一） 智能门禁控制系统的发展背景 1
（二） 智能门禁控制系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能门禁控制系统的方案设计 3
（二） STC89C52单片机简介 3
（三） LCD1602点阵屏幕简介 4
（四） RFID读卡器简介 4
（五） 继电器开关简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 参数显示电路设计 6
（三） 刷卡提示音设计 7
（四） 门禁卡刷取电路设计 8
（五） 北京时间计时电路设计 8
（六） 门阀开关电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 智能门禁控制系统的主程序流程设计 10
（二） 参数显示子程序流程设计 11
（三） 刷卡提示音子程序流程设计 12
（四） 门禁卡刷 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
取子程序设计 12
（五） 时间芯片驱动子程序设计 13
（六） 门阀开关子程序设计 13
五、 实物制作与安装 15
总结 18
参考文献 19
致谢 20
附录一原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三元件列表 23
附录四程序 24
引言
智能门禁控制系统的发展背景
当前科学技术的发展方向正在朝着高智能化方向发展，尤其是微处理器芯片研发以及应用表现的最为突出，这种微型芯片的外形体积不断缩小，但是内部所集成的基本元器件以及半导体器件密度越来越高，电路形式越来越复杂，这样就使得微处理器芯片能够实现更高的性能，与此同时自动控制技术的发展就得到了硬件基础。
科学技术以及电子技术的发展往往能够对社会的进步具有极大的促进意义，本文将要研究的这款智能门禁控制系统也是电子技术发展进步过程中的一个具有里程碑式的产物，它的出现以及性能不断强大都是得益于电子技术的发展，在这个不断发展的过程中，电子技术、微处理器芯片生产技术、集成电路技术等一系列技术都对智能门禁控制系统的性能日益完善起到了巨大促进作用。
在智能门禁控制系统的发展过程中，这种较为常见的控制系统从最简单的内部电路到如今的全数字化控制，这个过程度过了一段较长的时间。
早期的智能门禁控制系统内部主控芯片采用的是4位或者8位的低端主控芯片，这种主控芯片在单位时间内只能够处理非常少量的数据，并且这些芯片大多数采用的是多时钟周期指令，也就是说执行一条指令所用的时间非常多，这就使得对于数据的运算处理能力非常慢，最终导致智能门禁控制系统无法实现对外部输入信号较快的响应，所以此时的智能门禁控制系统整体性能表现较差，然而这也反映了此时电子技术的发展现状。其中以单片机等微处理器芯片作为主控核心的智能门禁控制系统主要应用场景是一些民用场合或者个人用户，这些用户所处的环境条件较好，没有那么多的环境因素干扰，所以智能门禁控制系统对于主控芯片的防干扰性能没有那么高的要求。以PLC可编程控制器作为主控核心的智能门禁控制系统主要应用场合是工业环境，由于工业环境噪声干扰、辐射或者高温高湿等较为突出，所以单片机等未加防护的微处理器芯片无法正常工作，只有依靠防干扰性能更为强大的PLC控制器来进行控制。
智能门禁控制系统的国内外发展现状
前不久的一份电子科技杂志刊登了一份关于国外某所高校的研究成果，该文章显示该校的一个实验室研发出了一款与智能门禁控制系统相关的传感器模块，这款传感器主要用于监测智能门禁控制系统在运行过程中的功耗参数并且能够通过特定的接口将检测数据以及如何降低当前功耗进行计划制定，将相应的建议措施通过数字信号形式送入到智能门禁控制系统内部的主控微处理器，这款传感器的实现在一定程度上促进了智能门禁控制系统的发展，与此同时国内的研究小组也没有停下对智能门禁控制系统的研究步伐，虽然在智能门禁控制系统要实现高性能化还需要借助国外的高性能芯片来作为铺垫，但是国内的相关半导体企业正在加紧研究的步伐，希望能够尽早的研究出自主产权比重比较多的高性能智能门禁控制系统。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是成功实现了一款具有多项智能功能的智能门禁控制系统，经过了多项测试这款智能门禁控制系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数智能门禁控制系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，超出了大多数产品的平均性能，在设计方法方面本课题首先将这种控制系统的研发历史进行了详细的查阅，对一些优秀的功能设计方法进行总结并且将其应用到本课题中，随后在智能门禁控制系统的发展现状基础上提出了本课题将要实现的预期功能指标。接着对这款智能门禁控制系统的硬件电路和软件系统进行了详细的设计，将整个控制系统划分成多个功能模块，从而分别进行设计，最终将各个模块进行连接合并，实现总体功能的统一。
方案设计及元器件选择
智能门禁控制系统的方案设计
智能门禁控制系统的设计分为了硬件系统和软件系统两个主要设计环节，硬件系统的设计最为关键，由于软件程序代码将在硬件电路的基础上进行指令执行，所以本课题将着重对硬件电路进行设计，由于本课题选用的主控微处理器是STC89C52单片机，这款单片机虽然管脚数量较多，但是将整体系统划分为多个不同的功能模块后，如下图所示，硬件电路的设计将变得简单起来，下面对图中的系统框架方案的设计思路进行简介。
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