基于单片机实现的智能门禁控制系统毕业论文.doc

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1、目录前言1第1章 绪论21.1 方案的选择及论证21.1.1 选题方案论证21.1.2 门禁设计论证21.1.3 功能实现论证3第2章 硬件选择42.1 关于CPU选择42.1.1 AT89S52芯片介绍42.1.2 I/O资源分配52.2 射频卡选择62.2.1 射频卡原理6第3章 门禁电路原理73.1 原理分析73.1.1 门禁系统工作原理7第4章 电路软硬件设计94.1 硬件电路原理分析94.1.1 开门控制灯电路94.1.2 蜂鸣器电路94.1.3 门控锁电路104.1.4 读卡连接电路114.1.5 读卡显示电路134.2 电路软件设计144.2.1 流程图144.2.2 keil软

2、件介绍154.3 门禁电源设计164.3.1 外围电源工作原理17第5章 方案的验证及创新185.1 方案的验证185.1.1 方案验证方法185.2 方案的创新185.2.1 方案创新总结18结论20谢 辞21参考文献22附录23外文资料翻译34智能门禁系统设计摘 要智能门禁系统采用AT89S52 单片机作为控制核心，外围加外部电源电路、读卡模块电路、蜂鸣器控制电路、开门指示灯电路、电控锁控制电路以及8位数码管显示电路等。门禁系统主要组成：由CPU、复位电路、电源指示、工作指示、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮、读卡模块、显示模块等组成。采用非接触射频卡IC完成刷卡进门，按钮出门功

3、能。门禁系统的工作原理：当刷卡时，蜂鸣器响一下，如卡权限获得允许，显示模块显示卡号，同时继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。当按下出门按钮时，继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。设计中增加了射频卡权限判断，当遇到合法卡时显示卡号，门锁打开，延时10s自动关闭，非法卡不显示卡号门锁不开。非接触卡门禁管理系统集成计算机、机电一体化和非接触式卡技术于一体，通过卡控制门锁的开启，实现了卡和锁之间的“对话”功能，开启了门禁管理的新概念。分体门禁可以根据客户工程需求，门禁控制器最高可控制128门，给管理者提

4、供了安全、迅捷、自动化的管理模式、给使用者带来了极大的方便。本系统设计简单、性能稳定，具有一定的实用性。关键词：门禁，单片机，射频卡，权限，继电器 INTELLIGENT ACCESS CONTROL SYSTEMABSTRACTAccess control system with AT89S52 microcontroller as control core, peripheral and buzzer control circuit, door led circuit, electronically controlled locking control circuits, as well

5、as 8-bit digital display circuit. Access control system components: by the CPU, reset circuit, power indicates, work instructions, oscillating circuit, buzzer circuit, door locking circuit, go button, the card module, display module, etc. RF card ID to complete the credit card button go out the door

6、. Access control system works: when you swipe your card, buzzer, such as card access permission, display module displays the card number and relay the door open, light is lit, the delay for a period of time after the relay will lock again to action, led is off. When you press the go button, the rela

7、y opens the door, light is lit, the delay for a period of time after the relay will lock again to action, led is off. Design increased RF card right judgment, when it comes to legitimate card display card number, the door opens. Non-contact Carmen guard management system integration computer, Mechat

8、ronics and contactless card technology, via the card control locks open for cards and lock the dialogue quot; between features, opened a new door access management concepts. Separate access control according to customer requirements, access controller can control up to 128 door, to the Manager provi

9、des secure, fast, automated management mode, your unit convenient. The system is simple, excellent performance, has some relevance.KEY WORDS: Access，SCM，RFID，Permissions，Relay3前言门禁，即出入口控制系统，是对出入口通道进行管制的系统，门禁系统是在传统的门锁基础上发展而来的，出入口安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多

10、新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、军械库、机要室、办公间、智能化小区、工厂等。门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。它在工作环境安全、人事考勤管理等行政管理工作中发挥着巨大的作用。 在该系统的基础上增加相应的辅助设备可以进行电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、保安巡检管理、餐饮收费管理等，真正实现区域内一卡智能管理。门禁系统主要有门禁控制器、读卡器、电控锁、射频卡等部分组成。其中门禁系统的核心部分是门禁控制器，相当于计算机的CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存，控制等等；读卡

11、器（识别仪）读取卡片中数据（生物特征信息）的设备；电控锁：门禁系统中锁门的执行部件。射频卡：优点是卡片与设备无接触，开门方便安全；寿命长，理论数据至少十年；安全性 高，可联微机，有开门记录；可以实现双向控制；卡片很难被复制。本设计采用简单的89系列单片机控制外围电路来实现门禁的功能，当刷卡时，蜂鸣器响一下，如卡权限获得允许，显示模块显示卡号，同时继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。当按下出门按钮时，继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。此次设计适用于实验室、办公室等场合对于不同的人又不同的权限，同

12、时增加程序可以与电脑TCP/IP联网实现记录储存、多级操作权限密码设定、出入等级控制等功能的实现。此次设计采用单片机控制模式，简单易用适合中小型企业、办公室、写字楼等场合实现区域一卡通的功能。 第1章 绪论1.1 方案的选择及论证1.1.1 选题方案论证当今社会，随着社会科技的发达，人们对出勤管控有更高的要求，所以现今对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。目前，门禁系统不仅成为安全防范系统中极其重要的一部分，在一些发达国家，门禁系统正以远远高于其它类安防产品的进度迅猛发展；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本

13、原因是因为其改变了以往安防产品，如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对主要通道的控制，大大的防止了罪犯从正常通道的侵入，并且可以在罪案发生时通过对通道门的控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。此外，人们对门禁系统的应用已不局限在单一的出入口控制，而且还要求它不仅可应用于智能大厦或智能社区的门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等，还可与其它系统联动控制等多种控制功能。非接触式门禁系统采用个人识别卡方式工作，给每个有权出入的人发放一张非接触式个人识别卡，相当于一把钥匙。系统根据该卡的卡号和当前时间等信息，判断该卡持有人是否可以

14、进出，如果可以，则系统自动开门，否则，不开门。对于工厂、机关等需要考勤的场所，门禁系统还可以记录每个职工是否按时上下班。门禁系统的另一优点是可以随时增加和删除某一卡。而不必担心某一卡丢失后造成什么损失也正是由于门禁系统实用性强，市场需求大，应用广泛，我们便选此作为研究设计的课题。1.1.2 门禁设计论证本次设计采用单片机最小系统来实现门禁的控制，我们选用的是51系列的主控芯片，首选了AT89S52芯片，AT89S52 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，使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片

15、上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。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。门禁系统有许多种方案：主要有联网和不联网型。联网型主要通过计算机控制管理器，然后管理器与N个刷卡机连接从而达到控制的目的。联网型门禁系统的优点：(1) 实时联网实时监控(2) 刷卡后立即把数据传输到主机上便于考勤。(3) 便于查询并能生成BOM。联网型门禁系统的缺点：(1) 计算机要求24小时不断电。(2) 管理机万一有故障系统瘫痪数据无法找回。由于不联网型门禁系统的单台刷卡机就能工作，操作简单方便。

16、根据以上分析，由于我们设计的只是门禁系统没有考虑考勤等其他功能，但在电路设计时我们加入RS232数据传输线，通过联网、增加程序、管理软件也可实现联网型。为了考虑操作方便，功能易于实现，我们的论文课题选择了不联网型，但通过追加电路可以实现联网功能。 1.1.3 功能实现论证门禁系统主要组成：由AT89S52 CPU、复位电路、电源指示、工作指示、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮电路、读卡模块、显示模块，RS232数据传输电路组成。门禁系统的工作原理：当刷卡时，蜂鸣器响一下，如卡权限获得允许，显示模块显示卡号，同时继电器动作将门锁打开指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭指示

17、灯熄灭。当按下出门按钮时，继电器无电流通过，门锁打开指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭指示灯熄灭。当非法卡刷卡时，没有任何动作。这些功能的实现可以通过向AT89S52芯片下载主控程序，来实现继电器、蜂鸣器等外围电路功能的实现。第2章 硬件选择2.1 关于CPU选择2.1.1 AT89S52芯片介绍我们在这个课题的设计上采用了51单片机系统，之所以采用单片机系统是由于成本较低，功能完全可以满足，发展也比较成熟且完善。而DSP、ARM系统虽然科技含量高于51单片机系统，但是其价格昂贵并且发展尚未成熟。因此，根据我们学的知识和市面上的应用，经过比较我们选择了技术成熟、价格便宜、设计简

18、单、使用方便的单片机平台，自己设计了外围硬件电路。AT89S52与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz 、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器、八个中断源 、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、电后中断可唤醒、门狗定时器、数据指针、掉电标识符。AT9S52性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。

19、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。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，门狗定时器，2个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位

20、为止。8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash AT89S52P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。表2-1为89S52引脚功能表。表2-1 AT89S52引脚功能端口引脚位置第一功能第二功能符号功能符号功能P03932P0.0P0.7通用IO口AD0AD7地址数据总线P118P10P1.7通用IO口P22128P20P2.7通用IO口A8A15地址总线（高位）P310P3.0通用IO口RXD串行通信发送口11P3.1TXD串行通信接受口12P3.2INT0外部中断013P3.3INT1外

21、部中断114P3.4T0计数器0输入端口15P3.5T1计数器1输入端口16P3.6WR外部存储器写功能17P3.7RD外部存储器读功能 2.1.2 I/O资源分配软、硬件设计是设计中不可缺少的，为了满足功能和指标的要求，因为射频卡的读卡头选用EM4000型，读卡模块我们采用EM9913B型号的读卡模块，辨别距离在513cm之间，适用于门禁、防盗、管理、考勤等系统，通过RS232数据传输来实现数据的记录、保存，其读卡频率是11.0592MHZ，所以最小系统晶振，必须用11.0592MHZ才能读卡。由于CPU中其它IO口可以留作用于外部扩展，可以通过外部程序存储器实现扩展来实现其他功能，为了不占

22、用资源，我们设计方案只用了P1口和P3口，资源分配如下表2-2。表2-2 内存分配P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0显示蜂鸣器锁显示灯读卡0响0开0不亮1不响1不开1亮2.2 射频卡选择2.2.1 射频卡原理非接触式IC卡又称射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分，它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破.卡片在一定距离范围(通常为510mm)靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。一种新型的智能卡，功能与接触ID卡、IC

23、卡一样，只是它无需电源，由接收天线从读卡器磁场感应取电，并工作运算数据，反馈到读卡器。非接触式卡，诞生于90年代初，是世界上最近几年发展起来的，由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点，立即引起广泛的关注，以惊人的速度得到推广应用。非接触式IC卡的读写过程， 通常由非接触式IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。非接触型IC卡本身是无源体，当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，其本身的L/C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、存储等， 并返回给读写器。由非接触式IC卡所形

24、成的读写系统，无论是硬件结构， 还是操作过程都得到了很大的简化， 同时借助于先进的管理软件，可脱机的操作方式， 都使数据读写过程更为简单。每个卡片内部有一个小芯片和感应线圈，价格低廉，国内最普及的IC卡，每张卡有且只有一个唯一的，不可更改和复制的ID内码（64位2进制机密的永不重复的卡号），因其安全可靠，价格低廉而大量应用于身份识别、产品防伪等领域。由于历史的原因，或者不同领域习惯的原因，最常见到的有五种读卡方式，国际标准wiegand26卡号的取法： Mifare卡标示卡序列号（卡号）是四个字节 ，FF FF FF FF. 取第三个字节FF 转换为 10进制是 3位数。例如：255 两个字节

25、一起 FFFF 转换为十进制是 5位数。例如 65535 3位数和5位数连接在一起（例如25565535），共8位数，就是这张卡的符合国际标准wiegand26的卡号。非接触式IC卡具有可靠性高、操作方便、加密性好、防冲突性强，所以我们这次设计运用的非接触式IC射频卡。6第3章 门禁电路原理3.1 原理分析3.1.1 门禁系统工作原理门禁系统数控部分采用AT89S52单片机作为控制核心，通过汇编程序编程P1.3控制门禁控制锁；P1.0和P1.4控制门禁的显示部分，显示模块采用静态现实；P1.5控制门禁系统的指示灯；P1.2控制门禁系统的蜂鸣器；在发卡系统（中央控制电脑）里把用户的卡号及个人信息

26、输入系统数据库，并将该卡号作为合法卡号下载给所有门禁机。当有一张IC卡在门禁机的有效工作范围内时，系统会自动向卡发出命令，卡接收到命令后向门禁机反馈SN，门禁机判断收到的卡号是否合法。如果合法，则驱动电磁门锁开门并实时上传其开门纪录；如果是非法卡（未经授权或以挂失的卡），则拒绝开门并上传报警信息。只有最高权限者（掌握授权密码）对此卡进行授权，系统才会对此卡执行开门命令，且授权命令只有效一次，即只对授权后进入范围的第一张非法卡进行提权，如有第二张非法卡进入范围，系统依然执行拒绝开门命令并上传报警信息。AT89S52其内部组成包括：一个8位的微处理器CPU及片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微

27、调电容需要外接；片内数据存储器RAM低128字节，存放读/写数据；高128字节被特殊功能寄存器占用；片内程序存储器4KB ROM；四个8位并行I/O（输入/输出）接口P3 -P0，每个口可以用作输入，也可以用作输出；两个定时/计数器，每个定时/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口。门禁系统主要有CPU、复位电路、电源指示、工作指示、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮、门禁电源模块、RS232数据传输电路、读卡模块、显示模块组成，

28、图3-1为门禁系统的主要组成图。主控单片机芯片（AT89S52）时钟电路（DS1302）传输模块（MAX23）2）中央控制电脑数据存储电路24C64EM9931B模块电控锁天线液晶显 示示出门按 钮钮复位电路图3-1 门禁系统的主要组成图 第4章 电路软硬件设计4.1 硬件电路原理分析4.1.1 开门控制灯电路以Q5的基极与P1.5口相连，由三极管9013、发光二极管、限流电阻组成。主要工作原理：当P1.5为高电平时，三极管Q5的发射极接地为低电平，所以Q5 导通，而Q5的集电极为低电平，发光二极管的两端有电位差，使电流流过发光二极管和电阻，所以发光二极管导通并发亮；其工作电路图如图4-1。图

29、4-1 开门工作指示灯电路4.1.2 蜂鸣器电路 以Q5的基极与P1.5口相连，由三极管9013、发光二极管、限流电阻组成。其工作原理：以Q1的基极作为蜂鸣器控制信号的输入端与P1.2口相连，主要由蜂鸣器、9013与9014两个三极管及5.1K偏置电阻组成。当 P1.2输出高电平时，Q1导通，Q2截止，蜂鸣器回路开路，蜂鸣器不响。当 P1.2输出高电平时，Q1截止，Q2导通，蜂鸣器回路闭合，蜂鸣器发出响声。其工作电路图如图4-2。图4-2 蜂鸣器电路图4.1.3 门控锁电路 电磁锁的设计和电磁铁一样，是利用电生磁的原理，当电流通过硅钢片时，电磁锁会产生强大的吸力紧紧的吸住吸附铁板达到锁门的效果

30、。只要小小的电流电磁锁就会产生莫大的磁力，控制电磁锁电源的门禁系统识别人员正确后即断电，电磁锁失去吸力即可开门。因为电磁锁没有复杂的机械结构以及锁舌的构造，适用在逃生门或是消防门的通路控制。其内部用灌注环氧树酯(epoxy)保护锁体。目前电磁锁的吸力强度以LB表示(磅)，测试的方法是静态加压。所谓静态加压就是电磁锁通电后慢慢地逐渐增加对吸附铁板的拉力，当超出电磁锁的吸力时瞬间拉开吸附铁板，此拉力的数据就是电磁锁的拉力值。而且电磁锁与吸附铁板的作用力必须是面对面而且是直线加压(collinear load test)，如此电磁锁的吸力(Holding Force)才是最大。吸附铁板因为长时间受电

31、磁铁的磁力感应有可能被短暂磁化。以Q16的基极作为门控信号的输入端与P1.3口相连，此电路由12V继电器、限流二极管、5.1K偏置电阻以及9014与8050两个三级管复合成的驱动电路组成。在这里用到复合管的优点：是为了用低电平控制，考虑到由于AT89S52的I/O口输出高电平时的驱动能力可能会不足，所以本电路采用复合三级管就可以避免驱动能力不足的情况发生。工作原理：当P1.3口输出高电平时Q7导通，Q6截止，此时继电器的控制线圈为开路，继电器不动作。门锁接于继电器常闭端，门锁闭合，门处于锁死状态。当P1.3口输出低电平时Q7截止，Q6导通，此时继电器的控制线圈闭合，继电器动作。继电器常闭端断开

32、，门锁打开，门处于打开状态。由于电磁锁的原理当图示中SUO接电磁锁的12V电源，因为有电流的原因，因此磁力锁一直处于锁的状态，当继电器把电源开关吸附下来时，门锁没有电流，因此门锁打开。图4-3为门锁控制电路图。图4-3 门禁控制锁电路图4.1.4 读卡连接电路设计上我们采用ID射频卡读卡器。EM9913BF 125KHz感应式读卡模组是针对125KHz非接触式RFID晶片而设计的读卡模组，它能针对目前市面上125KHz非接触式RFID晶片及其它规格现相近产品进行资料读取与资料判断，使用者可以一次开发感应式读卡及相关应用系统，该模块主要范围为互动式玩具、门禁管制系统、人员考勤管理、动物或物品辨识

33、及产品管理，用EM9913BF模块，在5-15cm距离内读取GK4001的时间不超过70ms。感应式读卡系统电源DC 5V，感应线圈（Antenna）为系统必需，感应线圈可以与系统分开放置，亦可设计与系统中，为防止感应电磁场干扰，请勿将金属板置于感应线圈前后。图4-4、4-5为读卡器组成及其连接示意图。感应线圈读卡器模组RS232outpu接CPU3.0图4-4 读卡器组成示意图图4-5 读卡器连接示意图对于读卡显示模块我们设计采用了硬件/软件规则如下：1. 读卡模块硬件结构RF电路为125KHz解码比较电路，当EM格式卡片进入电磁场范围，引起感应电压振幅变化（amplitude modula

34、tion）时，用以解码。内部微控制器依据Manchester码的规则将这些方波信号转成16进制码。2.读卡模块软件功能组成(1) 卡片进入感应范围，触发读卡模块进入读卡状态。 (2) 读卡模块读入资料整理成输出格式。(3) 读卡模块将读入资料整理成输出格式。(4) 读卡模块将数据按RS232和国际Wiegand26格式输出。3.卡模块资料输入/输出引脚表4-1 读卡模块输入出引脚表NumberNameI/ODescription1DC 5V输入+5V直流输入2ANT输入线圈引脚输入3NC空引脚4GND输入接地5NC空引脚6ENLED输入指示灯控制线，低电平使用7ENBEEP输入蜂鸣器控制线，低

35、电平使用8OK_SD输出Wiegand 26数据输出指示9BZ输出蜂鸣器信号线10D0输出Wiegand 26数据DATAO输出11D1输出Wiegand 26数据DATA1输出12LED输出指示灯信号输出13TXD输出RS232数据输出4.读卡模块输出RS232串行口规格介绍RS232数据由内部控制器产生，内部控制器将 40 bits 数据 （注：内码总计64 bits 其中 9 bits 作为数据头，15 bits 作为校验位，40bits为卡号数据）转换为10 位 ASCII，其传输率9600BPS，起始位元为0，停止位元为1。数据位元是8 bits，无同位元检查，硬件控制其流量 。4.

36、1.5 读卡显示电路显示部分有二种方案可供选择；一种是采用LCD液晶显示，该方案具有低压微功耗、平板型结构、显示的信息量大、无电磁辐射、使用寿命长等优点，但本设计要求显示的数据量小，不能发挥其显示内容丰富的优点，同时占用I/O口线较多。第二种方案采用LED数码管显示，该方案具有实现容易、发光亮度大、驱动电路简单等优点，且其可靠性也优于LCD的显示，所以，我们通过比较，选用第二种方案数码管显示。主要由8个数码管和8个74LS164组成，采用串行静态显示的方法。将数码管的8个输入端与74LS164的输出端Q0Q7相连。P1.0和74LS164的CLK连接，P1.4接74LS164的A端。74LS1

37、64原理：74LS164是一块14个引脚双面直插式芯片，它的工作电源比较宽，可以是3V至12V的电压；它工作的频率范围也比较宽，从0-5MHZ都能正常工作。它是一个串行输入，并行输出的移位寄存器，并带有清除端的IC芯片，它为8位串入并出移位寄存器，1、2为串行输入端，Q0Q7为并行输出端，CLK为移位时钟脉冲，上升沿移入一位；MR为清零端，低电平时并行输出为零。VCC与GND为工作电源脚：它一般正常工作电压为正5V。CLR（/MR）端：为清除端，当此脚为低电平时，使得74LS164输出全部为0；CLK端：时钟脉冲输入端，在CP脉冲的上升沿的作用下实现移位，在CLK为0，芯片不工作；CLR为1时

38、，74LS164保持原始状态不发生变化。显示电路图祥见附录。4.2 电路软件设计4.2.1 流程图发卡系统里把用户的卡号及个人信息输入系统数据库，并将该卡号作为合法卡号下载给权限门禁机。当有一张卡在门禁机的有效工作范围内时，系统会自动向卡发出命令，卡接收到命令后向门禁机反馈其合法的卡号信息，门禁机判断收到的卡号是否合法。如果合法，则驱动电磁门锁开门并实时上传其开门纪录；如果是非法卡（未经授权或以挂失的卡），则拒绝开门并上传报警信息，并且记录刷卡卡号通过RS232数据传输到电脑，图4-6为门禁系统的流程图。初始化装载权限寻 卡加入权限？下一张卡提权执行报警执行开门取卡号在加权限开门 灯亮写入数据

39、存储电路延时发送刷卡时间记录NNNYYY卡号在数据库？显示卡号图4-6 门禁系统流程图4.2.2 keil软件介绍单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种Keil软件图标是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管

40、理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。图4-7为keil软件介绍图。图4-7 keil软件介绍图4.3 门禁电源设计4.3.1 外围电源工作原理图4-8为门禁锁电源示意图，门禁电源采用12V电源供电，常备有12V蓄电源，PUSH接继电器12V输出端，出门按钮也是通过继电器工作实现的，门控锁通过PUSH电流控制，NO端口不接。门禁电源+12VVPUSH接继电器门禁锁出门按钮GndNO+12VVGnd图4-8 门禁电源示意图17第5章 方案的验证及创新5.1 方案的验证5.1.1 方案验证方法此次设计采用读卡显示、门锁打开、蜂

41、鸣器发出声音等一系列动作来验证方案的正确性。当读卡器检索到合法IC卡时，由CPU的P1.4引脚提供一个低电平信号，因为，89S52 单片机复位状态是高电平，而一般实用电路必须有看门狗电路，一旦出现故障，也需要复位，也是高电平。在设计上如果采用高电平开门，是不可以的。所以，我们在设计电路时，通过论证，选用低电平作为信号，控制门的开启，此时门锁自动打开。出门按钮开锁按钮按下，给出一个开关信号，此时门锁同样被打开。从消防安全考虑，如果发生意外或危险，只要断开电源，门锁同样可以被打开。读卡显示当读卡器检索到合法射频卡时，七段数码管可以显示出此卡的卡号，以便识别出持卡人身份。蜂鸣器报警当门锁处于开启状态

42、时，超过延时时间，蜂鸣器发出蜂鸣，以提示用户及时关门。工作指示灯 绿色指示灯提示门锁工作状态，刷卡合法，绿色指示灯亮。5.2 方案的创新5.2.1 方案创新总结本设计实现门态检测功能。关上门，保证门态是关闭状态，非正常打开门或门没有正常关闭时，报警，起到电子门卫的作用，从而实现了智能门禁的作用。采用非接触的IC卡。系统还采用了更为先进的非接触式IC卡。我们之所以使用非接触式IC卡，是由于非接触式IC卡相对于以往传统的接触式系统，具有更多的优点。非接触式IC卡，是感应卡家族中的一员，除具有接触式IC卡的优点，更有存储容量大，安全性强，无机械磨损等优点。而且它还克服了接触式IC卡所无法避免的缺点，

43、如读写故障率高，由于触点外露而导致的污染、损伤、磨损、静电以及插卡不便、易受恶意攻击等。通过RS232数据的传输来记录考勤及刷卡记录，以及软件管理系统的操作，从而实现了智能联网考勤的目的，这样数据不易丢失，也方便公司、银行、实验室等单位的管理。20 结论本次设计通过验证近距离非接触式RFID的感应来实现刷卡进门的要求，实现了门禁的功能，同时室内开门采用了开关式，方便了人们的进出；在消防安全上我们设计了只要断开电源就能开门的要求；通过联网我们实现了考勤记录数据的功能。鉴于目前市场对于RFID在一些特定场所的应用，其原有的RFID系统已经远远不能满足应用需求。对于RFID如何进行物流跟踪，如何实现

44、远距离物品自动识别，成了广大RFID供应商急需思考和解决的问题。RFID门禁系统应用状况：对于一些智能大厦,智能小区,要实现远距离感应停车和近距离刷卡门禁、消费，实现小区内一卡通系统，国内目前无特定的解决方案。对于一些特定场所、开放式通道进行验证管理，国内目前无特定的解决方案。工厂大人流快速考勤，国内目前无特定的解决方案。根据国内门禁系统需求发展和国内门禁系统的发展状态，我们可以发现国内门禁系统的未来需求，RFID卡的发展趋势为可读写的大容量IC卡，实现一卡通系统，对于指纹等要求高安全性的门禁系统只适用于一些特定的场合。一些开放式通道实现门禁验证安全管理。大流量人流的快速通过，快速计数、快速考

45、勤、快速验证。基于全国全世界连锁企业，基于LANWAN网络的异地化管理、数据共享门禁管理系统，这是目前研究的方向。河南科技大学毕业设计论文谢 辞时间就如同朱自清笔下匆匆所述：洗手的时候,日子从水盆里过去；吃饭的时候,日子从饭碗里过去;默默时,便从凝然的双眼前过去时间真的很快，让我学到了很多，感谢母校，感谢给予我帮助的老师同学。本论文设计在老师的悉心指导和严格要求下完成的，从课题准备到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，刘老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不

46、会这么顺利的完成毕业设计。在此向刘老师表示深深的感谢和崇高的敬意！在临近毕业之际，我还要借此机会向在这四年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！49参考文献1 李朝青.单片机原理及接口技术.3版. 北京：北京航空航天大学出版社, 2006：17-29 2 吴金戊,沈庆阳，郭庭吉.51单片机实践与应用. 北京: 清华大学出版社, 2002：6-25 3 潘新民, 王燕芳.微型计算机控制技术实用教程.北京：电子工业出版社, 2006,：60-80