基于單片機(jī)的自動(dòng)門門禁控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

□李曉芳 郭小春

(南昌理工學(xué)院 江西 南昌 330044)

基于單片機(jī)的自動(dòng)門門禁控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

□李曉芳 郭小春

(南昌理工學(xué)院 江西 南昌 330044)

IC卡門禁系統(tǒng)隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而被人們越來越廣泛的應(yīng)用于日常生活中?，F(xiàn)在很多建筑物里的大公司或者是寫字樓的出入口都已經(jīng)從原來用鑰匙開鎖的方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)IC卡開關(guān)門。出入的人們只需用一張卡就可以實(shí)現(xiàn)打開許多門禁鎖，當(dāng)然開啟門禁的時(shí)間是有一定要求的。如果IC卡持有者不慎將卡丟失，只需要在控制主機(jī)里注銷自己的卡號(hào)，而不必進(jìn)行門鎖的更換，方便了人們的出行。通過對(duì)出入口的人員是否允許通行進(jìn)行有效控制，同時(shí)對(duì)來往的人員進(jìn)行記錄和管控，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)出入人員的監(jiān)管和跟蹤。

單篇機(jī)；自動(dòng)門；門禁

1 概述

整個(gè)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，它包括很多方面的內(nèi)容，主要表現(xiàn)在LCD1602液晶顯示模塊、4X4鍵盤模塊、電子鎖門禁繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、IC卡讀卡模塊、晶振電路、復(fù)位電路以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊等內(nèi)容。

2 進(jìn)行系統(tǒng)的總體規(guī)劃

由電子鎖門禁繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、IC卡讀卡模塊、4X4鍵盤模塊、LCD1602液晶顯示模塊、晶振電路、復(fù)位電路以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊等幾大塊共同組成了自動(dòng)門的整個(gè)系統(tǒng)硬件電路。具體如圖1所示。

圖1

2.1 自動(dòng)門基本設(shè)計(jì)示意圖

2.2 單片機(jī)引腳介紹

圖2 單片機(jī)AT89C51引腳圖

3 IC卡讀卡模塊接口電路設(shè)計(jì)

在五個(gè)IO口的接連下，IC卡讀卡器模塊和電路系統(tǒng)的單片機(jī)有效結(jié)合在一起，通過SPI總線模式使驅(qū)動(dòng)程序?qū)C卡成功進(jìn)行讀寫操作。下圖表示的是單片機(jī)接口電路與IC卡讀卡器：

圖3 ic卡底座插口圖

射頻刷卡模塊的引腳分別由圖中的1-8編號(hào)表示的，如圖所示，它們分別代表了RST、CS SI SCK SO的接口，當(dāng)有模塊與這個(gè)底座上相連接時(shí)，單片機(jī)的P10、P11 P12 P13 P14就會(huì)對(duì)應(yīng)連接在一起。

4 矩陣電路的設(shè)計(jì)

通過八個(gè)不同的IO口，系統(tǒng)里的4X4矩陣鍵盤和單片機(jī)連接在一起，其中P1口是我們在電路中能用到的接口。通過程序識(shí)別系統(tǒng)，每個(gè)按鍵對(duì)唯一的編號(hào)進(jìn)行有效識(shí)別，然后在程序中開始定義按鍵的鍵值，使按鍵賦予更先進(jìn)的使用功能。下圖表示的是矩陣鍵盤電路以及按鍵的定義：

圖4 矩陣電路圖

5 電子鎖門禁的繼電器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

在本系統(tǒng)里，我們利用的是S8550的PNP三極管驅(qū)動(dòng)電路來設(shè)計(jì)的電子鎖門禁系統(tǒng)，采用這種方法可以使驅(qū)動(dòng)電流有效增大，繼電器線圈驅(qū)動(dòng)必須保障電流足夠大才能有效完成啟動(dòng)，但由單片機(jī)IO輸出的電流太小，無法滿足繼電器線圈的正常驅(qū)動(dòng)。

繼電器線圈在S8550三極管單片機(jī)IO口輸出低電平時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，電磁感應(yīng)把開關(guān)吸住，使電子鎖的電源被接通，電子鎖就被成功的打開了。如果IO口進(jìn)行高電平的提供時(shí)，沒有電流從線圈里通過，此時(shí)繼電器是斷開的。

圖5 繼電器驅(qū)動(dòng)電路示意圖

6 LCD1602液晶顯示電路設(shè)計(jì)

LCD1602是一種點(diǎn)陣型的液晶模塊，主要是用來顯示字符，下圖是LCD1602的引腳圖。

引腳介紹：

圖6 LCD1602引腳圖

結(jié)束語

這篇文章里所研究的IC卡門禁系統(tǒng)是控制核心為STC89C51的89C51系列單片機(jī)，當(dāng)用戶把手里的IC卡對(duì)準(zhǔn)識(shí)別點(diǎn)后，高頻Mifare非接觸式IC卡模塊快速的讀取卡里的信息，成功識(shí)別后，門禁系統(tǒng)開始同自身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，如果門禁系統(tǒng)里的數(shù)據(jù)庫里含有持卡人卡里信息數(shù)據(jù)，則該卡合法，通過繼電器，單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子鎖門禁的打開和關(guān)閉。該門禁系統(tǒng)使用的是四乘四的矩陣式輸入鍵盤，人機(jī)交互顯示器為LCD1602液晶科技，這就最大程度的發(fā)掘了系統(tǒng)的便捷性和實(shí)用性。

[1]楊欣.電子設(shè)計(jì)從零開始[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.P1-P374.

[2]康華光.電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,1998.P9-P13.

[3]呂汀,石紅梅.變頻器技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.P263-P268.

1004-7026（2016）18-0106-02

TP273

A

DOI：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.18.079