基于單片機的自動門門禁控制系統硬件電路設計

□李曉芳 郭小春

(南昌理工學院 江西 南昌 330044)

基于單片機的自動門門禁控制系統硬件電路設計

□李曉芳 郭小春

(南昌理工學院 江西 南昌 330044)

IC卡門禁系統隨著社會的發展和科學技術的進步而被人們越來越廣泛的應用于日常生活中。現在很多建筑物里的大公司或者是寫字樓的出入口都已經從原來用鑰匙開鎖的方式轉變為感應IC卡開關門。出入的人們只需用一張卡就可以實現打開許多門禁鎖，當然開啟門禁的時間是有一定要求的。如果IC卡持有者不慎將卡丟失，只需要在控制主機里注銷自己的卡號，而不必進行門鎖的更換，方便了人們的出行。通過對出入口的人員是否允許通行進行有效控制，同時對來往的人員進行記錄和管控，這樣就可以實現對出入人員的監管和跟蹤。

單篇機；自動門；門禁

1 概述

整個系統硬件電路設計復雜，它包括很多方面的內容，主要表現在LCD1602液晶顯示模塊、4X4鍵盤模塊、電子鎖門禁繼電器驅動模塊、IC卡讀卡模塊、晶振電路、復位電路以及數據存儲模塊等內容。

2 進行系統的總體規劃

由電子鎖門禁繼電器驅動模塊、IC卡讀卡模塊、4X4鍵盤模塊、LCD1602液晶顯示模塊、晶振電路、復位電路以及數據存儲模塊等幾大塊共同組成了自動門的整個系統硬件電路。具體如圖1所示。

圖1

2.1 自動門基本設計示意圖

2.2 單片機引腳介紹

圖2 單片機AT89C51引腳圖

3 IC卡讀卡模塊接口電路設計

在五個IO口的接連下，IC卡讀卡器模塊和電路系統的單片機有效結合在一起，通過SPI總線模式使驅動程序對IC卡成功進行讀寫操作。下圖表示的是單片機接口電路與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編號表示的，如圖所示，它們分別代表了RST、CS SI SCK SO的接口，當有模塊與這個底座上相連接時，單片機的P10、P11 P12 P13 P14就會對應連接在一起。

4 矩陣電路的設計

通過八個不同的IO口，系統里的4X4矩陣鍵盤和單片機連接在一起，其中P1口是我們在電路中能用到的接口。通過程序識別系統，每個按鍵對唯一的編號進行有效識別，然后在程序中開始定義按鍵的鍵值，使按鍵賦予更先進的使用功能。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動電路設計

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

繼電器線圈在S8550三極管單片機IO口輸出低電平時就會產生電磁感應，電磁感應把開關吸住，使電子鎖的電源被接通，電子鎖就被成功的打開了。如果IO口進行高電平的提供時，沒有電流從線圈里通過，此時繼電器是斷開的。

圖5 繼電器驅動電路示意圖

6 LCD1602液晶顯示電路設計

LCD1602是一種點陣型的液晶模塊，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

結束語

這篇文章里所研究的IC卡門禁系統是控制核心為STC89C51的89C51系列單片機，當用戶把手里的IC卡對準識別點后，高頻Mifare非接觸式IC卡模塊快速的讀取卡里的信息，成功識別后，門禁系統開始同自身存儲的數據進行對比驗證，如果門禁系統里的數據庫里含有持卡人卡里信息數據，則該卡合法，通過繼電器，單片機可以實現對電子鎖門禁的打開和關閉。該門禁系統使用的是四乘四的矩陣式輸入鍵盤，人機交互顯示器為LCD1602液晶科技，這就最大程度的發掘了系統的便捷性和實用性。

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1004-7026（2016）18-0106-02

TP273

A

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