住宅小區樓宇門禁系統設計

王沁竹

【摘要】本設計是由STC89C52單片機、1602液晶顯示器、松樂繼電器和矩陣按鍵以及相關硬件電路等元件組成的住宅小區樓宇門禁系統，可以在其端子上鏈接各種鎖芯，來完成保護居民財產安全的目的，并且它具有成本低廉、安全性高、便于操作等特點。本次設計完成的智能門禁系統，只要記住密碼就可以快速打開門禁。用戶只需通過矩陣按鍵進行密碼輸入的操作就能開門，并且此系統還擁有設置、修改開門密碼、超次報警、密碼錯誤提示等功能。

【關鍵詞】STC89C52單片機;LCD1602;矩陣按鍵;報警電路

一、住宅小區樓字門禁總系統設計

本設計的智能門禁系統主要是由1602顯示屏、STC89C52單片機、矩陣按鍵、蜂鳴器、松樂繼電器等外部硬件和儲存硬件組成。在實際中將負載松樂繼電器改換成智能門禁用的電磁鐵吸合式線圈就可以使用并實現相應的功能。STC89C52單片機能夠智能記憶每次輸入的密碼，若是密碼連續錯誤超出三次，系統中的核心單片機就會自動處理并發送信息至蜂鳴器，使其報警，從而達到安全信息處理的功能。其中的矩陣按鍵由數字和字母組成，使密碼更加安全可靠。

二、硬件電路工作原理

電源輸入電路中STC89C52產生的直流電供給電源輸入電路。其中的復位電路是讓89C52單片機系統中的功能各部件和CPU同時在一個設置好的初始狀態，并且是從這個初始狀態開始工作。而矩陣按鍵的接口電路是用來實現密碼的輸入和其他指令，其中的品振電路的一個重要作用是提供一個基準頻率。當運行電路產生震蕩電流的時候，它會及時發出時鐘信號傳遞給單片機。開鎖電路作用是當輸入的密碼正確時，單片機處理信號并發出打開門禁的信號，門禁電路就會驅動電路，使其打開電磁鎖，達到打開門禁的目標。報警電路的作用就是當密碼輸入錯誤超過3次時，蜂鳴器發出聲響報警，達到安全可靠的目的。

三、各主要單元的硬件電路設計

（一）門禁電路

因為本次設計主要突出的是芯片控制門禁系統單元，為了更好地體現出核心單片機控制其各個電路，使其更加直觀地看到整個系統配合控制門禁的現象，使用了松樂繼電器代替各類鎖芯。因其原理和現象相同，門禁系統電路通電之后，電磁繼電器的線圈兩端就會出現一定的電壓，如果線圈中有電流流過時，就會產生電磁效應，繼電器中的鐵塊就會受到電產生的磁場的吸引，從而克服彈簧拉力接觸鐵芯，就會使常開觸點閉合，就是這樣達到了等同開關控制門禁的作用。

（二）矩陣按鍵的電路設計

因為本次設計應用到的按鍵數量比較多，門禁系統的密碼等輸入都是由按鍵完成的，而這種矩陣按鍵比傳統獨立式按鍵因節省許多I/O口，所以在按鍵多且參數功能復雜的設計系統中，矩陣按鍵是比較有優勢的，因為它是由行線與列線組成的，有人也稱為行列式鍵盤，而節省的I/O口就是因為每個按鍵位于行列的交叉點上。本次設計應用得是4*4矩陣式按鍵。

（三）LCD1602液晶顯示電路的設計

LCD1602液晶顯示器因其顯示信息多，顯示量大，能力強且設計簡單美觀，使用戶能直觀看到顯示內容，并且LCD1602液晶顯示器的制作安裝時為了簡化電路，使用的排線也是將排阻和總線進行了大量的簡化的連接方式。當電路接通電源后，必須先按下啟動鍵，LCD1602顯示器才會進入工作狀態，清楚地顯示芯片反映的信息。而當長時間不使用液晶顯示時，門禁系統便會自動使液晶顯示器進入休眠狀態，以用來保證使用年限和節約資源的目的。

當用戶在開啟狀態按下0-9的數字鍵或者A-D和*、#鍵時，LCD1602液晶顯示器就會顯示出你輸入的按鍵，用戶輸入的密碼位數就是顯示屏上“*”的個數，密碼輸入完成，點擊確認之后，如果密碼正確，液晶顯示屏就會顯示“open”，反之，液晶顯示屏就會顯示出“error”，用戶可以通過液晶顯示屏清晰地看到門禁系統的門禁是開啟還是關閉。

（四）報警電路的設計

報警電路在裝置通電之后沒有任何聲音，但是當有按鍵輸出時都會發出聲響。在使用門禁系統時，密碼輸入錯誤超過三次時，系統將會自動出現長鳴的報警聲;密碼輸入正確時則無聲響。這部分主要是由外部電路和陶瓷壓電發聲裝置組成，保證了裝置的安全可靠。

本次門禁系統的設計是將電子門鎖與液晶顯示、蜂鳴器報警、矩陣按鍵的輸入和繼電器的開關功能和顯示電路、報警電路、按鍵輸入電路、密碼儲存及品振、復位和電源電路的相互結合編寫總程序到主控單片機STC89C52內得到的一個實現了操作簡單、運行穩定、安全可靠的樓寧門禁系統。

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