基于51單片機的非接觸式lC門禁卡設計

西北民族大學 馬 祥 黃冬林 李貽昌 劉 海 梁婷婷

基于51單片機的非接觸式lC門禁卡設計

西北民族大學 馬 祥 黃冬林 李貽昌 劉 海 梁婷婷

電子技術的發展使得各種各樣的電子產品都趨于方便攜帶和小型化，從而也使得非接觸式IC卡控制系統有了更好更快的發展。基于51單片機的IC卡門禁系統是對傳統門等帶來的巨大改變，通過一鎖一卡或一鎖多卡，甚至是多鎖一卡的形式進行管理，設計上選擇高效，可靠的器件。系統的硬件組成有單片機電路，RC522的工作原理等，軟件設計方面使用C語言開發工具進行編程。

51單片機；IC門禁卡；非接觸式

1 設計背景

我國目前對門禁系統的研究已進入關鍵的研發時期，但在制造和設計方面還存在著很多問題。在技術方面，我國很多很多廠家都是仿制國外優秀的門禁系統，造成價格很昂貴。非接觸式IC卡的研究和使用也只是近幾年在個別發達國家的事。

2 設計意義

智能門禁系統是建筑樓宇自動化系統中的安全系統，作為一種新型現代化安全系統，門禁系統把自動識別技術和現代安全管理措施結合起來。門禁系統，它是集微機自動識別技術和現代安全管理措施為一體，涉及電子，機械，計算機技術，通訊技術等諸多領域，是解決重要部門出入口實現安全防范管理的有效措施。

3 系統主要器件的選擇

系統主要有單片機最小系統和24C02串行EEPROM.FRIDRC522射頻識別非接觸式IC卡片組成。

3.1 主控器件

本設計是STC89C52RC單片機為控制核心，RC522為非接觸式IC卡讀寫器。基于FRID的視頻識別技術綜合實現所有功能。系統框圖如圖1所示：

圖1 系統框圖

表1 HS12864產片與單片機連接接口

3.2 12864液晶

（1）HS12864產片與單片機連接接口（表1）

（2）12864讀寫操作時序

八位并口寫操作時序（圖2）：

圖2 八位并口寫操作時序圖

八位并口讀操作時序（圖3）：

圖3 八位并口讀操作時序圖

串行連接操作時序（圖4）：

圖4 串行連接操作時序圖

串行數據傳送共分三個字節完成：

第一字節：串行控制---格式 11111ABC

A 為數據傳送方向控制：H表示數據從 LED 到 MCU 到MCU, L表示數據從MCU 到 LCD

B 為數據類型選擇：H表示數據是顯示數據，L 表示數據是控制指令C固定為零

第二字節：（并行）8位數據的高4位---格式 DDDD0000

第三字節：（并行）8位數據的低4位---格式 0000DDDD

3.3 RFID-RC522智能門禁卡

讀卡器通過天線發射激勵信號（一組固定頻率的電磁波），IC卡進入讀寫器工作區內，被讀寫器信號激勵。在電磁波的激勵下，卡內的LC串聯諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷，在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存，當累計的電荷達到2V時，此電容可以作為電源為其他電路提供工作電壓，供卡內集成電路工作所需。

4 硬件電路設計及其原理

智能充電器硬件的設計有單片機電路，充電控制電路，電壓轉換電路等：單片機電路充電控制實現充電器的智能化控制。

4.1 最小系統的原理圖（圖5）

單片機最小系統由電源接口，開關，時鐘電路，下載接口，復位電路和STC89c52單片機組成。

圖5 最小系統的原理圖

4.2 12864原理圖

選用并行讀寫模式，故根據引腳定義，通過Vout腳引出，通過電位器調節后，從接口的V0腳引入模塊用來驅動LCD。直接驅動LCD的是V0，V0電壓越高，對比度越深。其原理圖如圖6所示：

圖6 12864原理圖

5 程序設計

智能卡系統主要由單片機通過RC522控制，當其完成檢測到有非接觸卡IC卡進入場內，產生耦合，對卡內信息進行讀寫，其數據的傳輸根據協議的內容，可有IIC,SPI,UART等通信方式進行通信。智能卡系統程序需要完成以下功能：

（1）矩陣鍵盤，可以設置是IC卡信息錄入和IC信息輸入；

（2）矩陣鍵盤，可以設置密碼開鎖及密碼重置；

（3）IC卡長時間放在RC522接觸區時，閉鎖關閉；

（4）系統按鍵，IC卡輸入，IC卡登記，密碼輸入，等級提示音；

（5）用12864液晶顯示功能狀態。

程序流程圖如圖7所示：

圖7 程序流程圖

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馬祥（1994—），男，寧夏人，大學本科，現就讀于西北民族大學電氣工程及其自動化專業。