基于MCS-51系列单片机的自动门锁设计
基于MCS-51系列单片机的自动门锁设计[20200128194017]
摘要
门锁的作用就是保护财产和家居安全。随着科学技术的不断进步和发展，门锁也经历了一个从低级到高级的发展过程，以单片机为核心的自动门锁控制系统已经开始进入了人们的生活,人们对自动门锁系统各方面要求的不断提高，自动门锁系统的应用范围也越来越广泛。
本论文着重阐述了以单片机为核心，通过可编程并行接口8255直接控制LCD液晶显示器模块及键盘扫描，并与接触式IC卡读写技术相结合的系统。本设计的优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，具有一定的实用价值。该系统拓展后，可用于其他智能家电的控制，具有好的应用前景。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:自动门锁单片机LCD液晶显示器IC卡
引言 1
（一）. 背景 1
（二）. 编写目的 1
（三）. 任务概述 2
（四）. 运行环境 2
二. 系统的硬件设计 2
（一）. 系统构成 2
（二）. IC卡模块的设计 3
（三）. 液晶显示模块的设计 4
（四）. 通信模块的设计 5
（五）. 系统的原理图 7
三. 系统的软件设计 7
（一）. 总体软件设计 7
（二）. 下位控制单片机主程序设计 8
（三）. 上位监测单片机主程序设计 10
（四）. IC卡模块软件设计 12
（五）. 液晶显示模块软件设计 13
（六）. 串行通信程序设计 16
总结 19
参考文献资料： 19
引言
（一）. 背景
门锁的作用就是保护财产和家居安全。传统的门锁始终存在门锁钥匙可能复制的情况，这是普通门锁无法避免的问题，如今随着科学技术的不断进步和发展，门锁也经历了一个从低级到高级的发展过程，原始的机械锁发展到密码锁、从光孔锁，再到磁片锁、磁卡锁、指纹锁、声控锁，直至智能自动门锁。人们将单片机技术、卡技术应用于自动门锁，产生了IC卡智能门锁，根据自动门锁的特性，如果不知道密码，想要复制门卡几乎是不可能的，而且自动门锁可以很方便地重新设置密码。
随着建筑的智能化程度提高，现代化宾馆、酒店、智能大厦、企业以及校园内的办公室、实验室等对安全及管理不断地提供新的挑战，门锁的要求越来越高，自动门锁系统就是在这样的背景下开发的。因为自动门锁系统相较于其它门锁系统，有可靠性、全面性及性价比上具有很大优势。
自动门锁系统是集计算机技术、自动控制技术和通信技术于一体的新一代门锁系统。随着科技的进步，以单片机为核心的自动门锁控制系统已经开始进入了人们的生活,人们对自动门锁系统各方面要求的不断提高，自动门锁系统的应用范围也越来越广泛。自动门锁的设计是设计一个基于MCS-51系列单片机为核心与接触式IC卡SLE4442的读、写技术相结合的系统，系统通过LCD液晶显示模块向用户提供友好界面，并通过RS-485总线向上位监测单片机传输门锁打开信息。
本文利用单片机设计了一套自动控制系统，系统通过IC卡记录密码信息，用单片机进行管理，门锁具有了逻辑控制功能。
（二）. 编写目的
自动门锁是目前国际上最流行的电子锁具，这是通过IC卡来识别用户的锁，随着人们经济水平的提高，自动门锁越来越应用广泛，能满足广大消费者的需求，具有很好的应用前景。
在人们的生活中随处都可以看到自动门锁，写字楼、商场、酒店，它的身影无处不见，它的安全系数比普通门锁高很多，不易遭到小偷的“光顾”，可以使人们在生活中更加放心使用，也能提高使用者财物的安全性。
本项目主要以单片机作为控制芯片并通过研究接触式IC卡的设计和使用方法来设计的自动门锁系统。熟练运用已学的知识及课程和相关课外书籍，了解自动门锁的构造，系统各部分所具备的功能以及由它们的实现所构成的一个整体完善的系统，并且熟练掌握以单片机为核心的测控系统的软、硬件设计，特别是显示技术、通信技术、接触式IC卡SLE4442的读写技术等的设计。应用计算机软件、C语言、单片机技术及应用等相关资料完成自动门锁的设计。
（三）. 任务概述
本项目主要设计一个基于MCS-51系列单片机作为核心与接触式IC卡SLE4442的读、写技术相结合的系统，系统通过LCD液晶显示模块JM1602C向用户提供友好界面，并通过RS-485总线向上位监测单片机传输门锁打开信息。为保证门锁使用的安全性，系统自动比较IC卡密码和用户密码，若输入的密码与系统读出的IC卡密码相同，门锁自动开启；若密码输入错误，系统显示错误信息，通过以上功能用于实现自动门锁的设计。
所以本文主要了解自动门锁所涉及到的软、硬件的设计，硬件部分将自动门锁主要分为前端输入模块、处理控制模块和执行模块，以单片机作为控制芯片的自动控制系统，而软件部分则分为上位监测单片机和下位IC卡门锁控制单片机。软、硬件的设计整合从而实现自动门锁的正行运行。
（四）. 运行环境
硬件设计时将自动门锁系统分为5个部分：控制模块、显示模块、IC卡模块、通信模块和门锁。
软件设计时将自动门锁系统分为两部分：上位监测单片机和下位IC卡门锁控制单片机，则自动门锁系统的软件设计分为上位监测单片机程序和下位IC卡控制单片机程序。
因而，下位IC卡控制单片机程序要求控制门锁的打开和关闭，并能向用户显示友好提示信息，而上位监测单片机程序要求能接收下位IC卡控制单片机发来的开门信息，且显示门锁信息，并向用户显示门锁状态。
一. 系统的硬件设计
（一）. 系统构成
本项目主要以单片机作为控制芯片并通过研究关于接触式IC卡的设计和使用方法来设计的自动门锁系统。系统的具体设计主要以MCS-51系列单片机为核心，通过LCD液晶显示器模块显示相关数据，并与接触式IC卡SLE4442的读写技术相结合的系统。为保证门锁使用的安全性，系统自动比较IC卡密码和用户输入密码，若输入的密码与系统读出的IC卡密码相同，门锁自动开启；若输入错误的密码，系统提示出错信息，通过以上设计可实现自动门锁的功能。综上所述，将自动门锁系统分为5部分，即控制模块、显示模块、IC卡模块、通信模块和门锁，总体设计模块如图1所示。
图1
（一）. IC卡模块的设计
IC卡模块接口电路如图2所示
图2
（二）. 液晶显示模块的设计
日常生活中，液晶显示模块以其极微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧、使用方便等诸多优点，在通信、仪器仪表、电子设备、家用电器等低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用，使这些电子设备的人机界面变得越来越直观、形象，目前已广泛应用于电子表、计算机、IC卡电话机、液晶电视机、便携式电脑、掌上型电子玩具、复印机、传真机等许多方面。
液晶显示模块所具有的优点：
l 位数多，可显示32位。
l 显示内容丰富，可显示所有数字和大、小写字母。
l 程序简单，如果用数码管动态显示，会占用很多时间来刷新显示，而1602芯片能自动完成此功能。
液晶显示模块电路设计
液晶显示模块是用来显示用户提示信息，并向用户提供友好的人机交互界面。液晶显示模块电路的电路设计主要采用总线方式连接，如图3所示。通过如图所示的连接可以控制数据和控制字写入和读出。
图3
（三）. 通信模块的设计
通信模块接口电路如图4所示
图4
（四）. 系统的原理图
图5 自动门锁系统原理图
二. 系统的软件设计
（一）. 总体软件设计
本设计的自动门锁系统主要分为两部分：上位监测单片机和下位IC卡门锁控制单片机如图6所示，这样就要求自动门锁系统的软件部分设计分为上位监测单片机程序和下位IC卡控制单片机程序。
根据前期进行的需求分析，下位IC卡控制单片机程序要求控制门锁的打开和关闭，并能向用户显示友好提示信息。上位监测单片机程序要求能接收由下位IC卡控制单片机发来的开门信息
摘要
门锁的作用就是保护财产和家居安全。随着科学技术的不断进步和发展，门锁也经历了一个从低级到高级的发展过程，以单片机为核心的自动门锁控制系统已经开始进入了人们的生活,人们对自动门锁系统各方面要求的不断提高，自动门锁系统的应用范围也越来越广泛。
本论文着重阐述了以单片机为核心，通过可编程并行接口8255直接控制LCD液晶显示器模块及键盘扫描，并与接触式IC卡读写技术相结合的系统。本设计的优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，具有一定的实用价值。该系统拓展后，可用于其他智能家电的控制，具有好的应用前景。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:自动门锁单片机LCD液晶显示器IC卡
引言 1
（一）. 背景 1
（二）. 编写目的 1
（三）. 任务概述 2
（四）. 运行环境 2
二. 系统的硬件设计 2
（一）. 系统构成 2
（二）. IC卡模块的设计 3
（三）. 液晶显示模块的设计 4
（四）. 通信模块的设计 5
（五）. 系统的原理图 7
三. 系统的软件设计 7
（一）. 总体软件设计 7
（二）. 下位控制单片机主程序设计 8
（三）. 上位监测单片机主程序设计 10
（四）. IC卡模块软件设计 12
（五）. 液晶显示模块软件设计 13
（六）. 串行通信程序设计 16
总结 19
参考文献资料： 19
引言
（一）. 背景
门锁的作用就是保护财产和家居安全。传统的门锁始终存在门锁钥匙可能复制的情况，这是普通门锁无法避免的问题，如今随着科学技术的不断进步和发展，门锁也经历了一个从低级到高级的发展过程，原始的机械锁发展到密码锁、从光孔锁，再到磁片锁、磁卡锁、指纹锁、声控锁，直至智能自动门锁。人们将单片机技术、卡技术应用于自动门锁，产生了IC卡智能门锁，根据自动门锁的特性，如果不知道密码，想要复制门卡几乎是不可能的，而且自动门锁可以很方便地重新设置密码。
随着建筑的智能化程度提高，现代化宾馆、酒店、智能大厦、企业以及校园内的办公室、实验室等对安全及管理不断地提供新的挑战，门锁的要求越来越高，自动门锁系统就是在这样的背景下开发的。因为自动门锁系统相较于其它门锁系统，有可靠性、全面性及性价比上具有很大优势。
自动门锁系统是集计算机技术、自动控制技术和通信技术于一体的新一代门锁系统。随着科技的进步，以单片机为核心的自动门锁控制系统已经开始进入了人们的生活,人们对自动门锁系统各方面要求的不断提高，自动门锁系统的应用范围也越来越广泛。自动门锁的设计是设计一个基于MCS-51系列单片机为核心与接触式IC卡SLE4442的读、写技术相结合的系统，系统通过LCD液晶显示模块向用户提供友好界面，并通过RS-485总线向上位监测单片机传输门锁打开信息。
本文利用单片机设计了一套自动控制系统，系统通过IC卡记录密码信息，用单片机进行管理，门锁具有了逻辑控制功能。
（二）. 编写目的
自动门锁是目前国际上最流行的电子锁具，这是通过IC卡来识别用户的锁，随着人们经济水平的提高，自动门锁越来越应用广泛，能满足广大消费者的需求，具有很好的应用前景。
在人们的生活中随处都可以看到自动门锁，写字楼、商场、酒店，它的身影无处不见，它的安全系数比普通门锁高很多，不易遭到小偷的“光顾”，可以使人们在生活中更加放心使用，也能提高使用者财物的安全性。
本项目主要以单片机作为控制芯片并通过研究接触式IC卡的设计和使用方法来设计的自动门锁系统。熟练运用已学的知识及课程和相关课外书籍，了解自动门锁的构造，系统各部分所具备的功能以及由它们的实现所构成的一个整体完善的系统，并且熟练掌握以单片机为核心的测控系统的软、硬件设计，特别是显示技术、通信技术、接触式IC卡SLE4442的读写技术等的设计。应用计算机软件、C语言、单片机技术及应用等相关资料完成自动门锁的设计。
（三）. 任务概述
本项目主要设计一个基于MCS-51系列单片机作为核心与接触式IC卡SLE4442的读、写技术相结合的系统，系统通过LCD液晶显示模块JM1602C向用户提供友好界面，并通过RS-485总线向上位监测单片机传输门锁打开信息。为保证门锁使用的安全性，系统自动比较IC卡密码和用户密码，若输入的密码与系统读出的IC卡密码相同，门锁自动开启；若密码输入错误，系统显示错误信息，通过以上功能用于实现自动门锁的设计。
所以本文主要了解自动门锁所涉及到的软、硬件的设计，硬件部分将自动门锁主要分为前端输入模块、处理控制模块和执行模块，以单片机作为控制芯片的自动控制系统，而软件部分则分为上位监测单片机和下位IC卡门锁控制单片机。软、硬件的设计整合从而实现自动门锁的正行运行。
（四）. 运行环境
硬件设计时将自动门锁系统分为5个部分：控制模块、显示模块、IC卡模块、通信模块和门锁。
软件设计时将自动门锁系统分为两部分：上位监测单片机和下位IC卡门锁控制单片机，则自动门锁系统的软件设计分为上位监测单片机程序和下位IC卡控制单片机程序。
因而，下位IC卡控制单片机程序要求控制门锁的打开和关闭，并能向用户显示友好提示信息，而上位监测单片机程序要求能接收下位IC卡控制单片机发来的开门信息，且显示门锁信息，并向用户显示门锁状态。
一. 系统的硬件设计
（一）. 系统构成
本项目主要以单片机作为控制芯片并通过研究关于接触式IC卡的设计和使用方法来设计的自动门锁系统。系统的具体设计主要以MCS-51系列单片机为核心，通过LCD液晶显示器模块显示相关数据，并与接触式IC卡SLE4442的读写技术相结合的系统。为保证门锁使用的安全性，系统自动比较IC卡密码和用户输入密码，若输入的密码与系统读出的IC卡密码相同，门锁自动开启；若输入错误的密码，系统提示出错信息，通过以上设计可实现自动门锁的功能。综上所述，将自动门锁系统分为5部分，即控制模块、显示模块、IC卡模块、通信模块和门锁，总体设计模块如图1所示。
图1
（一）. IC卡模块的设计
IC卡模块接口电路如图2所示
图2
（二）. 液晶显示模块的设计
日常生活中，液晶显示模块以其极微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧、使用方便等诸多优点，在通信、仪器仪表、电子设备、家用电器等低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用，使这些电子设备的人机界面变得越来越直观、形象，目前已广泛应用于电子表、计算机、IC卡电话机、液晶电视机、便携式电脑、掌上型电子玩具、复印机、传真机等许多方面。
液晶显示模块所具有的优点：
l 位数多，可显示32位。
l 显示内容丰富，可显示所有数字和大、小写字母。
l 程序简单，如果用数码管动态显示，会占用很多时间来刷新显示，而1602芯片能自动完成此功能。
液晶显示模块电路设计
液晶显示模块是用来显示用户提示信息，并向用户提供友好的人机交互界面。液晶显示模块电路的电路设计主要采用总线方式连接，如图3所示。通过如图所示的连接可以控制数据和控制字写入和读出。
图3
（三）. 通信模块的设计
通信模块接口电路如图4所示
图4
（四）. 系统的原理图
图5 自动门锁系统原理图
二. 系统的软件设计
（一）. 总体软件设计
本设计的自动门锁系统主要分为两部分：上位监测单片机和下位IC卡门锁控制单片机如图6所示，这样就要求自动门锁系统的软件部分设计分为上位监测单片机程序和下位IC卡控制单片机程序。
根据前期进行的需求分析，下位IC卡控制单片机程序要求控制门锁的打开和关闭，并能向用户显示友好提示信息。上位监测单片机程序要求能接收由下位IC卡控制单片机发来的开门信息
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