单片机的门禁控制系统的设计
单片机的门禁控制系统的设计[20200128191446]
日期： 【摘要】
本设计是利用T7122M-I工业级ID读卡模块实现的门禁控制器，主控部分采用AT89C51芯片，控制外围设备，有卡读入时先判断是否为管理卡或者用户卡，针对相应卡蜂鸣器做出相应回应。此系统具有存储一张管理卡和多张用户卡的功能，同时管理人员还可以通过按键更改管理卡，增加，删除用户卡等操作，门禁刷卡控制刷卡距离约为5-12CM。门禁是提高了出入口的安全性的东西，而不应简单的认为它起到的作用只是比带钥匙要方便。正确认识和使用门禁，是一个需要引导的问题。任何人都应将门禁视为一个有效的工具去防护自己和财物安全。而不是把它当成天方夜谭里的宝库大门，认为换成门禁系统就可以念一声阿里巴巴就开门，否则就认为它没有意义。
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关键字:】AT89C51门禁系统读卡模块
引言 1
一 、门禁系统的概述 1
（一）门禁系统概念 1
（二）门禁系统的特点 1
二 、门禁系统的设计要求 2
三 、门禁系统的方案论证 2
（一）门禁系统的总体方案 2
（二）门禁系统的各模块方案论证 2
四、AT89C51的概述 4
（一）AT89C51简介 4
（二）管脚说明 5
五、门禁系统的硬件设计 6
（一）51单片机最小系统 6
（二）键盘控制部分 9
（三）报警器控制部分 9
（四）T7122M-I工业级读卡模块 10
六、门禁系统的软件设计 11
（一）主程序设计 11
（二）管理卡程序设计 13
结束语 14
附录一 原理图 15
附录二 系统程序 16
参考文献 24
致 谢 25
引言
门禁，又称出入管理控制系统。是一种管理人员进出的数字化管理系统.随着智能化、数字化信息社会的到来，“卡”已逐渐深入到了人们生活的方方面面，人们正在一步步地适应着卡，也渐渐地离不开卡，毫不夸张地说，人类将走向“卡”的世界。卡是实现智能化管理和自动化管理工作的一种重要手段。在需要控制人员出入情况的场所，比如人员阶段性流动的实验室，宾馆的客房，有特殊需求的保密部门等等，如果使用卡开启门，代替传统的出入证和钥匙，就能使管理工作实现自动化、智能化。不但用者方便，管理者也方便，而且工作效率和安全性都可以大大地提高。下面介绍的环保型ID卡门禁系统就是一个安全、可靠的电子门锁系统。使用该系统，可以方便地管理和控制应用场所的人员进出情况，验明出入人员的身份和出入权限。在ID卡应用日益广泛的今天，ID卡门禁系统以其门禁管理的安全、可靠、高效、灵活、方便，已逐步取代其他现有各类门锁，成为目前门禁系统的主流方式。
一 、门禁系统的概述
（一）门禁系统概念
出入口门禁控制系统采取以感应卡来取代用钥匙开门的方式。使用者用一张卡可以打开多把门锁, 对门锁的开启也可以有一定的时间限制。如果卡丢失了,不必更换门锁,只需将其从控制主机中注销。出入口门禁控制系统是通过对出入口的准入情况进行控制、管理和记录的设备对何人何时在何地进行详细跟踪,以实现中心对出入口的24小时控制、监视及管理。
（二）门禁系统的特点
系统将ID卡技术、计算机控制技术与电子门锁有机结合,用ID卡替代钥匙,配合计算机实现智能化门禁控制和管理,有效的解决了传统门锁的使用繁琐和无法信息记录等不足,利用数据控制器采集的数据实现数字化管理可为内部人力资源的有效管理等带来意想不到的效果。
电子钥匙:授权后的ID卡即可当作电子钥匙,将此电子钥匙感应器前一晃, 控制器对该卡进行身份验证,验证合法后即控制电子门锁自动打开。
开门权限:按门设置,可以根据持卡人身份权限设定有效开门区域(控制器号码)。系统可设有最高权限卡,该卡可以打开系统辖区内所有电子门锁。
自动报警:非法使用卡或强行打开门锁等非正常情况下系统会将自动发出报警信号,系统将自动记录非常状况的时间、门号、状态等详细信息,确保门锁安全和事后查证。
二 、门禁系统的设计要求
1.读卡功能 ：是否有卡在刷
2.添加管理卡功能 ：系统在初始状态时添加
3.增加、删除用户卡功能 ：键1，增加用户；键2，删除用户
4.更改管理卡 ：键3，更改管理卡
5.清除所有用户卡：键4，清除所有用户卡
6.键盘控制管理卡操作：键4是关于管理卡的操作
7.蜂鸣器实现刷卡、按键提示：不同的按键和蜂鸣器响的次数代表用户卡和管理卡的更改
三 、门禁系统的方案论证
（一）门禁系统的总体方案
本系统由51系列单片机AT89C51、按键、蜂鸣器、T7122M-I读卡等模块构成。实现了存储一张管理卡和多张用户卡的功能同时管理人员还可以通过按键更改管理卡,增加用户卡,删除用户卡,清空所有用户卡等。因为门禁刷卡控制刷卡距离随着补尝电容的改变而改变(补尝电容大约300PF),所以最大的刷卡距离约为5—12CM对于非管理卡或用户卡,本门禁控制器不与响应每个按键控制器都有相应的提示音进行提示操作。正常使用时,用户持卡靠近读卡天线,门禁控制器读入卡号,并与存储在内部的卡号比较,如果有相同的卡号,说明此卡合法,门禁机响一长音,提示成功,如果读卡失败,而不响应。总体系统结构图如图1。
图1 门禁系统总体结构框图
（二）门禁系统的各模块方案论证
1．单片机控制芯片模块
方案一：PIC16C84单片机芯片。它是8位CMOS EEPROM微控制器。它有高性能的类似于RISC的指令，共有35条单字节的指令，所有的指令除程序分支指令需要两个指令周期外，都只需要一个指令周期。程序指令的宽度为14位，在芯片内有1K×14的EEPROM程序存储器。
方案二：At89C51芯片。 它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。易失性存储与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。
基于以上所述，根据系统需要及所学知识我选方案二。
2．键盘控制模块
方案一：独立式键盘，如图 2。它是利用单片机I/O口读取口的电平高低来判断是否有键按下，这种方式的缺点是占用的I/O 口数较多。且对键盘处理的时候涉及到了一个重要的过程，那就是键盘的抖动问题。
图 2独立式键盘
方案二：基于串并转换电路的键盘形式，如图 3 7SLS164 是串并转化芯片，它把SDA(P27)上的串行数据转化为8 为的并行数据，K1/K2/K3/K4/K5/K6/K7/K8作为键盘扫描线，P26 为键盘数据回送线。键盘扫描时，从K1~K7 一次输出低电平，然后检测P26（回送线），如果P26（回送线）为高电平则表示无键闭合，如果P26（回送线）等于0，将K1~K7 上的数据经过简单处理得到对应的键值。
图 3基于串并转换电路的键盘形式
方案三:行列扫描的键盘形式,如图4。列线通过电阻接正电源,并将行线所接的单片机I/O 口作为输出端,而列线所接的I/O 口则作为输入。当按键没有按下时,所有列的输出端都是高电平,代表没有键按下。行线输出时低电平,一旦有键按下时,则输入线就会被拉低,这样通过读入输入线的状态就可以得知是否有键按下了。
图4行列扫描的键盘形式
基于以上所述，根据系统需要我选方案二。
四、AT89C51的概述
（一）AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
日期： 【摘要】
本设计是利用T7122M-I工业级ID读卡模块实现的门禁控制器，主控部分采用AT89C51芯片，控制外围设备，有卡读入时先判断是否为管理卡或者用户卡，针对相应卡蜂鸣器做出相应回应。此系统具有存储一张管理卡和多张用户卡的功能，同时管理人员还可以通过按键更改管理卡，增加，删除用户卡等操作，门禁刷卡控制刷卡距离约为5-12CM。门禁是提高了出入口的安全性的东西，而不应简单的认为它起到的作用只是比带钥匙要方便。正确认识和使用门禁，是一个需要引导的问题。任何人都应将门禁视为一个有效的工具去防护自己和财物安全。而不是把它当成天方夜谭里的宝库大门，认为换成门禁系统就可以念一声阿里巴巴就开门，否则就认为它没有意义。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89C51门禁系统读卡模块
引言 1
一 、门禁系统的概述 1
（一）门禁系统概念 1
（二）门禁系统的特点 1
二 、门禁系统的设计要求 2
三 、门禁系统的方案论证 2
（一）门禁系统的总体方案 2
（二）门禁系统的各模块方案论证 2
四、AT89C51的概述 4
（一）AT89C51简介 4
（二）管脚说明 5
五、门禁系统的硬件设计 6
（一）51单片机最小系统 6
（二）键盘控制部分 9
（三）报警器控制部分 9
（四）T7122M-I工业级读卡模块 10
六、门禁系统的软件设计 11
（一）主程序设计 11
（二）管理卡程序设计 13
结束语 14
附录一 原理图 15
附录二 系统程序 16
参考文献 24
致 谢 25
引言
门禁，又称出入管理控制系统。是一种管理人员进出的数字化管理系统.随着智能化、数字化信息社会的到来，“卡”已逐渐深入到了人们生活的方方面面，人们正在一步步地适应着卡，也渐渐地离不开卡，毫不夸张地说，人类将走向“卡”的世界。卡是实现智能化管理和自动化管理工作的一种重要手段。在需要控制人员出入情况的场所，比如人员阶段性流动的实验室，宾馆的客房，有特殊需求的保密部门等等，如果使用卡开启门，代替传统的出入证和钥匙，就能使管理工作实现自动化、智能化。不但用者方便，管理者也方便，而且工作效率和安全性都可以大大地提高。下面介绍的环保型ID卡门禁系统就是一个安全、可靠的电子门锁系统。使用该系统，可以方便地管理和控制应用场所的人员进出情况，验明出入人员的身份和出入权限。在ID卡应用日益广泛的今天，ID卡门禁系统以其门禁管理的安全、可靠、高效、灵活、方便，已逐步取代其他现有各类门锁，成为目前门禁系统的主流方式。
一 、门禁系统的概述
（一）门禁系统概念
出入口门禁控制系统采取以感应卡来取代用钥匙开门的方式。使用者用一张卡可以打开多把门锁, 对门锁的开启也可以有一定的时间限制。如果卡丢失了,不必更换门锁,只需将其从控制主机中注销。出入口门禁控制系统是通过对出入口的准入情况进行控制、管理和记录的设备对何人何时在何地进行详细跟踪,以实现中心对出入口的24小时控制、监视及管理。
（二）门禁系统的特点
系统将ID卡技术、计算机控制技术与电子门锁有机结合,用ID卡替代钥匙,配合计算机实现智能化门禁控制和管理,有效的解决了传统门锁的使用繁琐和无法信息记录等不足,利用数据控制器采集的数据实现数字化管理可为内部人力资源的有效管理等带来意想不到的效果。
电子钥匙:授权后的ID卡即可当作电子钥匙,将此电子钥匙感应器前一晃, 控制器对该卡进行身份验证,验证合法后即控制电子门锁自动打开。
开门权限:按门设置,可以根据持卡人身份权限设定有效开门区域(控制器号码)。系统可设有最高权限卡,该卡可以打开系统辖区内所有电子门锁。
自动报警:非法使用卡或强行打开门锁等非正常情况下系统会将自动发出报警信号,系统将自动记录非常状况的时间、门号、状态等详细信息,确保门锁安全和事后查证。
二 、门禁系统的设计要求
1.读卡功能 ：是否有卡在刷
2.添加管理卡功能 ：系统在初始状态时添加
3.增加、删除用户卡功能 ：键1，增加用户；键2，删除用户
4.更改管理卡 ：键3，更改管理卡
5.清除所有用户卡：键4，清除所有用户卡
6.键盘控制管理卡操作：键4是关于管理卡的操作
7.蜂鸣器实现刷卡、按键提示：不同的按键和蜂鸣器响的次数代表用户卡和管理卡的更改
三 、门禁系统的方案论证
（一）门禁系统的总体方案
本系统由51系列单片机AT89C51、按键、蜂鸣器、T7122M-I读卡等模块构成。实现了存储一张管理卡和多张用户卡的功能同时管理人员还可以通过按键更改管理卡,增加用户卡,删除用户卡,清空所有用户卡等。因为门禁刷卡控制刷卡距离随着补尝电容的改变而改变(补尝电容大约300PF),所以最大的刷卡距离约为5—12CM对于非管理卡或用户卡,本门禁控制器不与响应每个按键控制器都有相应的提示音进行提示操作。正常使用时,用户持卡靠近读卡天线,门禁控制器读入卡号,并与存储在内部的卡号比较,如果有相同的卡号,说明此卡合法,门禁机响一长音,提示成功,如果读卡失败,而不响应。总体系统结构图如图1。
图1 门禁系统总体结构框图
（二）门禁系统的各模块方案论证
1．单片机控制芯片模块
方案一：PIC16C84单片机芯片。它是8位CMOS EEPROM微控制器。它有高性能的类似于RISC的指令，共有35条单字节的指令，所有的指令除程序分支指令需要两个指令周期外，都只需要一个指令周期。程序指令的宽度为14位，在芯片内有1K×14的EEPROM程序存储器。
方案二：At89C51芯片。 它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。易失性存储与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。
基于以上所述，根据系统需要及所学知识我选方案二。
2．键盘控制模块
方案一：独立式键盘，如图 2。它是利用单片机I/O口读取口的电平高低来判断是否有键按下，这种方式的缺点是占用的I/O 口数较多。且对键盘处理的时候涉及到了一个重要的过程，那就是键盘的抖动问题。
图 2独立式键盘
方案二：基于串并转换电路的键盘形式，如图 3 7SLS164 是串并转化芯片，它把SDA(P27)上的串行数据转化为8 为的并行数据，K1/K2/K3/K4/K5/K6/K7/K8作为键盘扫描线，P26 为键盘数据回送线。键盘扫描时，从K1~K7 一次输出低电平，然后检测P26（回送线），如果P26（回送线）为高电平则表示无键闭合，如果P26（回送线）等于0，将K1~K7 上的数据经过简单处理得到对应的键值。
图 3基于串并转换电路的键盘形式
方案三:行列扫描的键盘形式,如图4。列线通过电阻接正电源,并将行线所接的单片机I/O 口作为输出端,而列线所接的I/O 口则作为输入。当按键没有按下时,所有列的输出端都是高电平,代表没有键按下。行线输出时低电平,一旦有键按下时,则输入线就会被拉低,这样通过读入输入线的状态就可以得知是否有键按下了。
图4行列扫描的键盘形式
基于以上所述，根据系统需要我选方案二。
四、AT89C51的概述
（一）AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
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