基于組態(tài)王的智能家居課程設(shè)計(jì)--門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　數(shù)字監(jiān)控、智能小區(qū)、智能家居</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè) 電子信息技術(shù)與科學(xué) </p><p>　　班 級(jí) </p>

2、;<p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間 2013-2014學(xué)年下學(xué)期 </p><p>　　教師評(píng)分

3、 </p><p>　　2014年 06 月 25 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、概述：1</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課

4、題研究的背景1</p><p>　　1.2門禁系統(tǒng)的發(fā)展3</p><p>　　1.3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?</p><p>　　1.4 方案選擇4</p><p>　　1.5課程設(shè)計(jì)組成部分：5</p><p>　　二、IC卡門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：6</p><p>　　1.總體設(shè)計(jì)框圖：6

5、</p><p>　　2.總體功能設(shè)計(jì)：7</p><p>　　2.1組態(tài)王設(shè)計(jì)界面：7</p><p>　　2.2主要功能：8</p><p>　　2.3各模塊功能8</p><p>　　2.4.設(shè)計(jì)界面效果圖9</p><p>　　三、 硬件設(shè)計(jì)：10</p>&l

6、t;p>　　3.1電源模塊：10</p><p>　　3.2數(shù)碼管顯示電路：10</p><p>　　3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路11</p><p>　　3.4蜂鳴器電路12</p><p>　　3.5 LED顯示：13</p><p>　　四、軟件界面設(shè)計(jì)14</p><p&g

7、t;　　4.1 軟件設(shè)計(jì)環(huán)境14</p><p>　　4.1.1組態(tài)王界面：15</p><p>　　4.2單片機(jī)與組態(tài)王通訊協(xié)議：15</p><p><b>　　4.2.115</b></p><p><b>　　五、 總結(jié)：22</b></p><p>　　

8、5.1 系統(tǒng)調(diào)試22</p><p>　　5.2 系統(tǒng)總結(jié)23</p><p><b>　　七、附件23</b></p><p><b>　　概述：</b></p><p>　　智能門禁系統(tǒng)是一種新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng),集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體,涉及電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊

9、技術(shù)、生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。由計(jì)算機(jī)或管理人員在中心控制室監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的控制。智能化門禁作為環(huán)境安防系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分， 不僅可以取代傳統(tǒng)的鑰匙及人工出入登記的功能， 更是多元化的管理工具：一套功能齊全的智能化門禁管理系統(tǒng)，可透過(guò)簡(jiǎn)單的預(yù)定操作程序， 對(duì)各類場(chǎng)所的出入口實(shí)行計(jì)算機(jī)管理， 從而建立起有序化管理機(jī)制與模式。對(duì)內(nèi)管理， 它可以隨時(shí)控制不同人員的出入?yún)^(qū)域及出入。間并記錄各類人員的出入情況，為各種管理機(jī)制提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖?/p>

10、段和詳實(shí)的數(shù)據(jù)；對(duì)外管理，可以禮貌地拒絕不素之客，有效的保護(hù)控制區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)財(cái)產(chǎn)不受非法侵犯，維護(hù)區(qū)域內(nèi)正常的工作秩序。門禁系統(tǒng)采用STC-89C52RC單片機(jī)作為控制核心，外圍加蜂鳴器控制電路、開(kāi)門指示燈電路、電控鎖控制電路及信息上傳電路。門禁系統(tǒng)主要組成：由CPU、復(fù)位電路、電源指示、工作指示、振蕩電路、蜂鳴器電路、門控鎖電路、出門按鈕、讀卡模塊。采用射頻卡完成刷卡進(jìn)門，按鈕出門功能。</p><p><

11、b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的背景</p><p>　　1.1.1 門禁系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　出入口門禁安全管理系統(tǒng)是新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，它集微機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，它涉及電子，機(jī)械，光學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)。它是解決重要部門出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施。

12、適用各種機(jī)要部門，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫(kù)、機(jī)要室、辦公間、智能化小區(qū)，工廠等。</p><p>　　在數(shù)字技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，門禁技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。門禁系統(tǒng)早已超越了單純的門道及鑰匙管理，它已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一套完整的出入管理系統(tǒng)。它在工作環(huán)境安全、人事考勤管理等行政管理工作中發(fā)揮著巨大的作用。在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)的輔助設(shè)備可以進(jìn)行電梯控制、車輛進(jìn)出控制，物業(yè)消防監(jiān)控、保安巡檢管理、餐飲收費(fèi)管理

13、等，真正實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一卡智能管理。</p><p>　　1.1.2 門禁系統(tǒng)出現(xiàn)的背景</p><p>　　當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們都在感受著高科技帶來(lái)的便利與益處，同時(shí)，人們對(duì)高科技服務(wù)于生活的要求和質(zhì)量也越來(lái)越高。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市人口也迅速增加，社會(huì)財(cái)富不斷積累，因此對(duì)建筑的安全防護(hù)系統(tǒng)要求也越來(lái)越高。高科技在帶給人們生活便利的同時(shí)，也帶來(lái)了一些人運(yùn)用這些高科技手段進(jìn)行盜竊

14、和搶劫等違法犯罪行為，造成了人們的人身和財(cái)產(chǎn)安全的隱患，人們只有寄希望于更安全、更可靠的安全防范措施，來(lái)阻止這些犯罪份子的侵犯。自古以來(lái)，人們一直使用一把普通的鎖來(lái)保護(hù)他們的財(cái)產(chǎn)，對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行控制，這種簡(jiǎn)單的方法一直沿襲了幾千年，這種普通的門鎖始終離不開(kāi)鑰匙，而且一把門鎖需要一把與之相對(duì)應(yīng)的鑰匙，多把鎖就需要配多把鑰匙。鑰匙多了就繁瑣不便于攜帶，并且容易丟失和被盜，不管其結(jié)構(gòu)多么的合理，材料多么堅(jiān)固，總可以通過(guò)某種非正常的手段打開(kāi)，因

15、此安全性差。在科技飛速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的門鎖在很大程度上不能滿足人們對(duì)安防的需求，為了從根本上改變這種局面，產(chǎn)生了智能門禁系統(tǒng)，它是在電子、機(jī)械、光學(xué)、生物識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等新技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。</p><p>　　1.1.3 課題研究的意義</p><p>　　當(dāng)今科技飛速發(fā)展，給人們帶來(lái)利益的同時(shí)，也帶來(lái)了不法份子利用高科技進(jìn)行盜竊、搶劫和犯罪等問(wèn)題。怎樣才能使人們

16、的安全防范措施跟上科技的發(fā)展、有效的阻止這些犯罪行為呢？?jī)H依靠普通的防盜門、門鎖和監(jiān)控是不夠的。原始的安防措施就是把門鎖上，由人巡邏保證安全，隨著科技的進(jìn)步，智能化的門禁系統(tǒng)已成為現(xiàn)代化管理的重要手段。</p><p>　　目前，智能化已成為自動(dòng)化領(lǐng)域新技術(shù)、新方法和新產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)和標(biāo)志，智能化迅速擴(kuò)展到儀器、儀表、設(shè)備以及整個(gè)大系統(tǒng)之中。它不僅深入到軍事，也深入到工業(yè)控制、商業(yè)、建筑業(yè)和農(nóng)業(yè)，包括計(jì)算機(jī)控制、

17、管理、輔助設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域。智能門禁系統(tǒng)是智能建筑樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的安全系統(tǒng)，作為一種新型現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)把自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施結(jié)合起來(lái)。在社會(huì)財(cái)富不斷增長(zhǎng)的今天，建筑物內(nèi)的主要管理區(qū)、出入口、貴重物品的庫(kù)房、設(shè)備控制中心、電梯口等重要部門的通道口都需要加強(qiáng)安全防護(hù)措施，這就需要開(kāi)發(fā)出與之相對(duì)應(yīng)的智能門禁系統(tǒng)，識(shí)別出入口人員的身份，對(duì)出入口進(jìn)行控制。</p><p>　　正是在

18、這種背景下，本課題提出了基于射頻識(shí)別的智能門禁控制系統(tǒng)，具體分析和研究了其中的一個(gè)重要部分——門禁控制系統(tǒng)。門禁控制系統(tǒng)作為居民人身和財(cái)產(chǎn)安全的重要措施，其研究結(jié)果具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　1.2門禁系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　門禁系統(tǒng)到底是如何發(fā)展起來(lái)的呢?門禁系統(tǒng)，就是對(duì)進(jìn)口和出口人員的控制，也叫做出入口控制系統(tǒng)。在什么地方放人進(jìn)出，什么地方拒絕人的入，以及什么時(shí)候

19、需要拉響警報(bào)和對(duì)出入人員信息的存檔，從而保障人身和財(cái)產(chǎn)的安全，是早期門禁系統(tǒng)的基本功能。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，門禁系統(tǒng)也逐步的發(fā)展進(jìn)步和智能化。從人類社會(huì)的形成開(kāi)始，隨著人們的不斷勞動(dòng)創(chuàng)造了財(cái)富，人們有了屬于自己的財(cái)物，為了保障自己財(cái)物的安全，人們將門用栓子鎖起來(lái)，因此，人類從找個(gè)時(shí)候起就對(duì)進(jìn)出門人口的控制，從而產(chǎn)生了早期的門禁系統(tǒng)。隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們的安全防范意識(shí)也不斷的提高，出現(xiàn)了安全性能越來(lái)越高的門鎖設(shè)備。</p&g

20、t;<p>　　生物識(shí)別的門禁系統(tǒng)是通過(guò)檢測(cè)人體個(gè)人所具有的唯一特征的方法來(lái)進(jìn)行出入的控制，研究表明，人的指紋、掌紋、面部特征、聲音、視網(wǎng)膜、虹膜、骨骼都具有唯一性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，即每個(gè)人的這些特點(diǎn)與他人不同而且終身不會(huì)發(fā)生變化，因此可以用這些特征作為判別人員身份的依據(jù)。從而產(chǎn)生了基于這些特點(diǎn)的指紋識(shí)別、聲音識(shí)別、臉部識(shí)別等生物識(shí)別的技術(shù)，指紋識(shí)別技術(shù)是生物識(shí)別技術(shù)的熱點(diǎn)。由于這些人體的這些生物特征具有可靠性和唯一性，終身

21、不變，不會(huì)遺失和復(fù)制，其他的介質(zhì)取代不了的優(yōu)點(diǎn)，所以，基于生物識(shí)別的門禁系統(tǒng)從識(shí)別的方式來(lái)講安全性高，可靠性高，而且成本高，對(duì)環(huán)境要求也高，對(duì)用戶的要求也高，使用不方便。</p><p><b>　　1.3實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?lt;/b></p><p>　　眾所周知，高科技帶給我們生活的不斷改善，更為我們提升需求層次，盡快達(dá)到馬斯洛人類需求理論的第四層次，體驗(yàn)尊貴的價(jià)值提供了保障

22、。如何把高科技盡快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，是世界各國(guó)技術(shù)人才追求的目標(biāo)。隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，家居門禁的研制也已成規(guī)模。門禁系統(tǒng)又稱出入口控制系統(tǒng)，是一種高度智能化既可實(shí)時(shí)控制又可脫機(jī)使用的通道監(jiān)管、報(bào)警安全系統(tǒng)。它是安全防范系統(tǒng)中非常重要的組成部分。在家庭防盜和智能控制中起到非常重要的作用，受到現(xiàn)代家庭的親睞。如何使家居的門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)變的人性化、個(gè)性化、趣味化、實(shí)現(xiàn)智能性已經(jīng)成為家居門禁設(shè)計(jì)的一個(gè)值得研究拓展和有市場(chǎng)價(jià)值的方向，本文就是基于這樣的思

23、想，以STC-89C52RC單片機(jī)為核心結(jié)合一些傳感器、其它智能芯片，以模塊化、積木式的原則設(shè)計(jì)了一種家居門禁系統(tǒng)，其功能性，實(shí)用性，價(jià)值性都得到相當(dāng)完善的理論研究。</p><p><b>　　1.4 方案選擇</b></p><p>　　1.4.1　密碼門禁系統(tǒng)： </p><p>　　通過(guò)輸入密碼，系統(tǒng)判斷密碼正確就驅(qū)動(dòng)電鎖，打開(kāi)門放行。

24、</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：只需記住密碼，無(wú)需攜帶其他介質(zhì)，成本最低。</p><p>　　缺點(diǎn)：速度慢， 輸入密碼一般需要好幾秒中，如果進(jìn)出的人員過(guò)多，需要排隊(duì)。如果輸入錯(cuò)誤，還需重新輸入，耗時(shí)更長(zhǎng)。安全性差，旁邊的人容易通過(guò)手勢(shì)記住別人的密碼，密碼容易忘記或者泄露。趨勢(shì)：密碼門禁使用的場(chǎng)合越來(lái)越少了，只在對(duì)安全性要求低，成本低，使用不頻繁的場(chǎng)合還在使用。</p><

25、p>　　1.4.2　刷卡門禁系統(tǒng)：</p><p>　　根據(jù)卡的種類又分為接觸卡門禁系統(tǒng)（磁條卡 條碼卡）和非接觸卡（又叫感應(yīng)卡 射頻卡）門禁系統(tǒng)。</p><p>　　接觸卡門禁系統(tǒng)由于接觸卡片容易磨損，使用次數(shù)不多，卡片容易損壞等，使用的范圍已經(jīng)越來(lái)越少了，只在和銀行卡（磁條卡）有關(guān)的場(chǎng)合被使用，例如：銀行VIP通道門禁系統(tǒng)，無(wú)人值守取款機(jī)門禁系統(tǒng)等局部行業(yè)性領(lǐng)域還在使用。<

26、;/p><p>　　非接觸射頻卡卡，由于其耐用性、性價(jià)比好、讀取速度快、安全性高等優(yōu)勢(shì)是當(dāng)前門禁系統(tǒng)的主流。所以，當(dāng)前很多人就把非接觸射頻卡卡門禁系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為門禁系統(tǒng)了。</p><p>　　1.4.3　生物識(shí)別門禁系統(tǒng)：</p><p>　　根據(jù)人體生物特征的不同而識(shí)別身份的門禁系統(tǒng)。常見(jiàn)的有：指紋門禁系統(tǒng)（每個(gè)人的指紋紋路特征存在差異性），掌型儀門禁系統(tǒng)（每個(gè)人的手掌

27、的骨骼形狀存在差異性），虹膜門禁系統(tǒng)（每個(gè)人的視網(wǎng)膜通過(guò)光學(xué)掃描存在差異性），人像識(shí)別門禁系統(tǒng)（每個(gè)人的五官特征和位置不同）等。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需攜帶卡片等介質(zhì)，重復(fù)的機(jī)率少，不容易被復(fù)制，安全性高。</p><p>　　缺點(diǎn)是：成本高。由于生物識(shí)別需要比對(duì)很多參數(shù)特征，比對(duì)速度慢，不利于人員人數(shù)過(guò)多的場(chǎng)合。人體的生物特征會(huì)隨著環(huán)境和時(shí)間的變化而變化，因此容易產(chǎn)生拒識(shí)率。&

28、lt;/p><p>　　1.5課程設(shè)計(jì)組成部分：</p><p>　　該課程設(shè)計(jì)主要有兩大部分構(gòu)成：采用組態(tài)王來(lái)做界面設(shè)計(jì)（上位機(jī)）主要做門禁系統(tǒng)的界面和簡(jiǎn)單控制，51單片機(jī)做下位機(jī)利用RS-232串口進(jìn)行通訊。利用keil編程軟件編寫代碼，調(diào)試，在通過(guò)STC程序燒寫軟件把代碼生成的HEX文件下載到單片機(jī)中進(jìn)行相應(yīng)控制。</p><p>　　IC卡門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：&l

29、t;/p><p><b>　　1.總體設(shè)計(jì)框圖：</b></p><p><b>　　2.總體功能設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　2.1組態(tài)王設(shè)計(jì)界面：</p><p><b>　　2.2主要功能：</b></p><p><b>　　主要功能

30、</b></p><p>　　主要負(fù)責(zé)小區(qū)住宅自動(dòng)開(kāi)關(guān)門管理，一般情況下可以采用密碼和刷卡方式進(jìn)入，并記錄每一次登陸的信息保存為報(bào)表?？梢圆樵儦v史明細(xì)和登記的住戶信息。</p><p><b>　　2.3各模塊功能</b></p><p>　　2.3.1 門禁控制器 </p><p>　　門禁系統(tǒng)的

31、核心部分，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的CPU，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)輸入、輸出信息的處理和儲(chǔ)存，控制等等；</p><p><b>　　2.3.2 讀卡器</b></p><p>　　用來(lái)讀取標(biāo)簽的信息，是固定讀卡器；主要感應(yīng)IC卡里的信息，如果使用者的IC卡登記過(guò)，數(shù)據(jù)傳給控制器，能檢索出磁卡信息，控制器控制電磁鎖，失電達(dá)到開(kāi)門效果；</p><p>　　2.3.

32、3 電磁鎖：</p><p>　　主要負(fù)責(zé)門的開(kāi)關(guān)，工作原理，電生磁，磁鐵遇鐵吸合，達(dá)到鎖門效果；反之，斷電無(wú)電流，失去磁力，達(dá)到開(kāi)門效果，只要控制電流即可?！?</p><p>　　2.3.4密碼器 </p><p>　　有四個(gè)數(shù)字（1~4隨機(jī)組合），當(dāng)使用者登記了密碼，進(jìn)門時(shí)在密碼器上輸入正確的密碼，數(shù)據(jù)傳給控制器，控制器判斷正確，門就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，密碼錯(cuò)誤則返

33、回重新輸入。</p><p><b>　　2.3.5電源</b></p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)的供電設(shè)備，分為普通和后備式（帶蓄電池的）兩種；</p><p>　　2.3.6 人機(jī)界面</p><p>　　由電腦和組態(tài)王軟件，對(duì)住戶信息進(jìn)行記錄。方便查詢，并在住戶忘記帶磁卡時(shí)通過(guò)申請(qǐng)登記打開(kāi)住戶所對(duì)應(yīng)的門。</p&

34、gt;<p>　　圖 3 小區(qū)門禁系統(tǒng)工作原理</p><p>　　2.4.設(shè)計(jì)界面效果圖</p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　硬件電路圖主要應(yīng)用了DXP軟件。</p><p><b>　　3.1電源模塊：</b></p><p>

35、;　　該電源按常規(guī)設(shè)計(jì)，為系統(tǒng)工作提供所需直流電，由USB供電，電壓5.0V，不接數(shù)據(jù)接口，僅作為供電使用，電路圖如3-1。D1為電源指示燈，POWER為自鎖開(kāi)關(guān)，按下后不斷開(kāi)，可持續(xù)接通供電。</p><p>　　3.2數(shù)碼管顯示電路：</p><p>　　此電路僅供系統(tǒng)顯示擴(kuò)展使用，本系統(tǒng)的顯示部分采用4位數(shù)碼管顯示，用來(lái)顯示刷卡號(hào)、修改密碼時(shí)的密碼值等其他操作指示信息。為了節(jié)省單片機(jī)

36、I/O口資源，本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示的方法，所謂動(dòng)態(tài)顯示方式是指所要顯示的數(shù)據(jù)在LED上一個(gè)一個(gè)逐一顯示，它是通過(guò)位選端控制在哪個(gè)LED上顯示數(shù)字，由于這些LED數(shù)字顯示之間切換的時(shí)間非常的短，使的人眼看起來(lái)它們是一起顯示數(shù)字的[13]，所以其能很好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的要求，同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示方式所用的接口較少，節(jié)省了單片機(jī)的管腳資源。</p><p>　　3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路</p><p>

37、　　本設(shè)計(jì)中采用的單片機(jī)是宏晶科技的STC89C52RC，該單片機(jī)具有1T的機(jī)器周期，且指令代碼完全兼容8051系列單片機(jī)，但速度卻快8~12倍，并且可通過(guò)串口直接下載用戶程序，不需要專用的編程器和仿真器，片上集成有高容量的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)RAM，無(wú)需拓展存儲(chǔ)器件就可滿足設(shè)計(jì)需要，下圖3-3是其最小系統(tǒng)電路，集合了系統(tǒng)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和程序下載接口電路[14]。</p><p>　　STC89C52是STC公

38、司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EE

39、PROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T

40、可選。</p><p><b>　　3.4蜂鳴器電路</b></p><p>　　電路組成如圖3-9所示：</p><p>　　圖3-9 蜂鳴器電路</p><p>　　以Q1的基極作為蜂鳴器控制信號(hào)的輸入端與BEEP口相連，主要由蜂鳴器、8550三極管及5.1K偏置電阻組成。</p><p>&

41、lt;b>　　工作原理：</b></p><p>　　當(dāng) Q2輸出高電平時(shí)，Q1截止，蜂鳴器不響。</p><p>　　當(dāng) Q2輸出高電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出響聲。</p><p>　　3.5 LED顯示：</p><p>　　采用八位共陽(yáng)極設(shè)置，低電平亮，高電平熄滅.</p><p><b

42、>　　四、軟件界面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 軟件設(shè)計(jì)環(huán)境</p><p>　　本系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)以模塊化和結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)。單片機(jī)開(kāi)發(fā)所使用的語(yǔ)言一般為匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是代碼生成效率高，程序運(yùn)行速度快，但是程序的可讀性和可移植性都較差，而且用匯編語(yǔ)言編寫單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序的周期長(zhǎng)，調(diào)試和排錯(cuò)比較困難。C語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)

43、言，在國(guó)際上十分流行，它既可用來(lái)編寫計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序，也可用來(lái)編寫一般的應(yīng)用程序。用它編寫的程序，具有較好的可讀性和可移植性。有經(jīng)驗(yàn)表明，用C語(yǔ)言編寫的程序生成代碼的效率僅比用匯編語(yǔ)言編寫的程序低10%～20%。德國(guó)Keil軟件公司的C51編譯器可以直接對(duì)8051單片機(jī)的內(nèi)部特殊功能寄存器和I/O口進(jìn)行操作，直接訪問(wèn)片內(nèi)或片外存儲(chǔ)器，還可以進(jìn)行各種位操作，能產(chǎn)生簡(jiǎn)潔、高效率的程序代碼，在代碼質(zhì)量上可以與匯編語(yǔ)言相媲美。因此系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中使

44、用了C語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)環(huán)境Keil軟件如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 Keil軟件開(kāi)發(fā)界面</p><p>　　4.1.1組態(tài)王界面：</p><p><b>　　程序燒寫軟件界面：</b></p><p>　　4.2單片機(jī)與組態(tài)王通訊協(xié)議：</p><p><b>　

45、　4.2.1</b></p><p>　　組態(tài)王（kingView）內(nèi)置了通用單片機(jī)通信模塊，這樣，我們自己開(kāi)發(fā)的單片機(jī)儀表就可以掛接在KingView上了。因?yàn)檫@樣，所以對(duì)這個(gè)東西有了些興趣，做了些研究。</p><p>　　Keil軟件，Porteus，這些就不多說(shuō)了。</p><p>　　Virtual Serial Ports Driver XP

46、 5.1 虛擬串口軟件，用此軟件可以生成一對(duì)相互聯(lián)接的虛擬串口，這樣，初期的研究工作就在電腦上完成了，省得用硬件電路板了。</p><p><b>　?。?）資料</b></p><p>　　KingView提供了一份簡(jiǎn)單的說(shuō)明材料，就在下載后的解壓縮文件包中。具體的位置是：Value Pack\技術(shù)資料\常用協(xié)議\單片機(jī)ASCII碼通訊協(xié)議</p>&

47、lt;p><b>　　（3）電路搭建</b></p><p>　　注意單片機(jī)的TXD與虛擬串口的TXD，單片機(jī)的RXD與虛擬串口的RXD是連在一起的，不要交叉哦，我在這上面可吃了不少的苦頭。。。。</p><p>　　這個(gè)虛擬串口元件的設(shè)置如下圖所示：</p><p>　　在first后面選一個(gè)串口名，然后在Second后面再選一個(gè)串口名

48、，然后點(diǎn)一下Add Pair 就行啦。怎么選都可以，就算是選com1也是可以的，雖然com1是真實(shí)存在的物理串口，但是這個(gè)VSPD照樣把它給虛擬了。這里我選的是com2和com4，大家可以看到在左側(cè)的窗口中出現(xiàn)了這樣一對(duì)互聯(lián)的串口了，也就是說(shuō)，我從串口2發(fā)數(shù)據(jù)，然后串口4就能收到。同樣，我從串口4發(fā)數(shù)據(jù)，串口2就能收到。</p><p><b>　?。?）組態(tài)王置</b></p>

49、<p>　　根據(jù)自己屏幕選擇演示項(xiàng)目中的一個(gè)</p><p>　　找到設(shè)備->DDE，雙擊“新建...”</p><p>　　選擇：智能模塊（上面的圖中看不到）->單片機(jī)->通用單片機(jī)ASCII->串口</p><p>　　起個(gè)名字，然后選擇串口號(hào)，我們選擇com4</p><p>　　這一步選擇地址，需

50、要為自己的單片機(jī)設(shè)備確定一個(gè)地址，這有點(diǎn)麻煩。需要看一看地址幫助，這里簡(jiǎn)單說(shuō)明一下。如果在同一個(gè)串口上連接多個(gè)單片機(jī)設(shè)備，那么就需要確定究竟與哪一個(gè)設(shè)備通信，這就需要有個(gè)地址，這是上面我取的地址2.0中的2的由來(lái)，而小數(shù)點(diǎn)后面可取0/1，按kingview的介紹是打包還是不打包。我還沒(méi)有理解打包是什么，所以先取0.</p><p>　　現(xiàn)在“設(shè)備”下面多出來(lái)了com4，并且在右側(cè)多出了一個(gè)“我的單片機(jī)”的圖標(biāo)，這

51、是我為自己的單片機(jī)設(shè)備起的名字。右擊該圖標(biāo)，在彈出的快捷菜單中選擇“測(cè)試我的單片機(jī)”，打開(kāi)對(duì)話框。</p><p>　　在這里選擇通信參數(shù)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們將校驗(yàn)選為“無(wú)”，其他按圖上選擇，然后單擊“設(shè)備測(cè)試”進(jìn)入到設(shè)備測(cè)試頁(yè)面。</p><p>　　增加一個(gè)寄存器，寄存器X后面加個(gè)0，數(shù)據(jù)類型選擇“BYTE，SHORT，F(xiàn)LOAT”三者之一。我們選擇BYTE，選擇添加。</p>

52、;<p>　　OK，至此kingview也設(shè)置好了。下面就是編程了。</p><p><b>　　1．通訊口設(shè)置：</b></p><p>　　通訊方式：RS-232</p><p>　　波特率： 由單片機(jī)決定（9600bps）。</p><p>　　字節(jié)數(shù)據(jù)格式：由單片機(jī)決定。</p>&

53、lt;p>　　注意：在組態(tài)王中設(shè)置的通訊參數(shù)如波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，奇偶校驗(yàn)必須與單片機(jī)編程中的通訊參數(shù)一致</p><p>　　2．在組態(tài)王中定義設(shè)備地址的格式</p><p><b>　　格式：＃＃．＃ </b></p><p>　　前面的兩個(gè)字符是設(shè)備地址，范圍為0－255，此地址為單片機(jī)的地址，由單片機(jī)中的程序決定 ；</

54、p><p>　　后面的一個(gè)字符是用戶設(shè)定是否打包，“0”為不打包、“1”為打包,用戶一旦在定義設(shè)備時(shí)確定了打包，組態(tài)王將處理讀下位機(jī)變量時(shí)數(shù)據(jù)打包的工作。</p><p>　　3．在組態(tài)王中定義的寄存器格式</p><p>　　斜體字dd代表數(shù)據(jù)地址，此地址與單片機(jī)的數(shù)據(jù)地址相對(duì)應(yīng)。</p><p>　　注意：在組態(tài)王中定義變量時(shí)，一個(gè)X寄存器根

55、據(jù)所選數(shù)據(jù)類型（BYTE,UINT,FLOAT）的不同分別占用一個(gè)、兩個(gè)，四個(gè)字節(jié)，定義不同的數(shù)據(jù)類型要注意寄存器后面的地址，同一數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)不可交叉定義不同數(shù)據(jù)類型的變量。為提高通訊速度建議用戶使用連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)。</p><p>　　3．組態(tài)王與單片機(jī)通訊的命令格式：</p><p>　　讀寫格式（除字頭、字尾外所有字節(jié)均為ASCII碼）</p><p><b&

56、gt;　　說(shuō)明； </b></p><p>　　字頭：1字節(jié)1個(gè)ASCII碼，40H</p><p>　　設(shè)備地址： 1字節(jié)2個(gè)ASCII碼，0—255（即0---0x0ffH）</p><p>　　標(biāo)志：1字節(jié)2個(gè)ASCII碼，bit0~bit7，</p><p>　　bit0= 0:讀，bit0= 1:寫。</p>

57、<p>　　bit1= 0：不打包。</p><p>　　bit3bit2 = 00,數(shù)據(jù)類型為字節(jié)。</p><p>　　bit3bit2 = 01,數(shù)據(jù)類型為字。</p><p>　　bit3bit2 = 1x,數(shù)據(jù)類型為浮點(diǎn)數(shù)。</p><p>　　數(shù)據(jù)地址： 2字節(jié)4個(gè)ASCII碼，0x0000~0xffff</p

58、><p>　　數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)：1字節(jié)2個(gè)ASCII碼，1—100，實(shí)際讀寫的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。</p><p>　　數(shù)據(jù)…：為實(shí)際的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼，個(gè)數(shù)為字節(jié)數(shù)乘2。</p><p>　　異或：異或從設(shè)備地址到異或字節(jié)前，異或值轉(zhuǎn)換成2個(gè)ASCII碼</p><p><b>　　CR：0x0d。</b></p>

59、<p>　　--------------</p><p><b>　　總結(jié)：</b></p><p><b>　　5.1 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　本智能門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)方案論證、硬件電路設(shè)計(jì)、電路板制作、軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了要求的部分功能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不可避免的遇到了各種各樣的問(wèn)題，但是經(jīng)

60、過(guò)老師的指導(dǎo)和自己的不斷努力，最終實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能。在對(duì)系統(tǒng)調(diào)試的過(guò)程中遇到了很多問(wèn)題，以下面四個(gè)問(wèn)題為例簡(jiǎn)要說(shuō)明一下：</p><p>　　第一，蜂鳴器不能正常的發(fā)聲；</p><p>　　第二，讀卡模塊不工作，不能正常的讀取卡片；</p><p>　　第三，鍵盤在按下時(shí)不能正確的顯示定義的數(shù)字；</p><p>　　第四，模擬指示燈不能按要

61、求模擬控制現(xiàn)象。</p><p>　　第二個(gè)問(wèn)題，出現(xiàn)在程序里面，具體情況說(shuō)明：在調(diào)試程序過(guò)程中，由于對(duì)程序理解不徹底，組態(tài)王與單片機(jī)通訊協(xié)議不是太理解導(dǎo)致編譯可以通過(guò)，但是單片機(jī)不能連接組態(tài)王，一直在檢查，最后確定硬件沒(méi)有問(wèn)題，在請(qǐng)教了同學(xué)和在網(wǎng)上搜索后，最終解決了以上問(wèn)題。</p><p>　　第三個(gè)問(wèn)題可以說(shuō)最簡(jiǎn)單但也是最容易出錯(cuò)的地方，矩陣鍵盤雖說(shuō)節(jié)省空間和引腳資源，但其連線方式較

62、為復(fù)雜，對(duì)于產(chǎn)生固定思維的設(shè)計(jì)思想很容易認(rèn)為鍵盤是從上倒下，從左到右，其實(shí)不然，實(shí)際電路板上按鍵的排布不能按照電路圖所畫，不然連線會(huì)有交叉和重疊，在重新定位了按鍵之后，此問(wèn)題得到了解決。</p><p><b>　　5.2 系統(tǒng)總結(jié)</b></p><p>　　在從事本論文課題的研究工作期間，主要開(kāi)展了以下幾方面的工作．</p><p>　　(

63、1)根據(jù)項(xiàng)目的成本和實(shí)際需要，選擇系統(tǒng)的主要硬件，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)項(xiàng)目的功能需求，進(jìn)行硬件系統(tǒng)構(gòu)造和設(shè)計(jì)．</p><p>　　(2)根據(jù)系統(tǒng)的軟件需求，采用現(xiàn)在比較成熟的Keil編程環(huán)境，大大加快了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)速度和可靠性。</p><p>　　(3)研究了軟件系統(tǒng)中的串口底層通信，初步接觸單片機(jī)與組態(tài)王的通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和多線程同步編程。</p><p>　

64、?。?）給出的程序，還需進(jìn)一步的優(yōu)化，減少其大小，提高程序執(zhí)行效率。六、參考資料：</p><p>　　【1】蘭吉昌.51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)百例[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.9-11.</p><p>　　【2】姚永平.STC13C5A32S2系列單片機(jī)器件手冊(cè)[J].宏晶科技,2011:8-9.</p><p>　　【3】劉波文,劉向宇,黎勝榮.51單片

65、機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用開(kāi)發(fā)三位一體實(shí)戰(zhàn)精講[M]. 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2011.20-22.</p><p>　　【4】郭天祥.51單片機(jī)C語(yǔ)言教程—入門,提高,開(kāi)發(fā),拓展全攻略[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.86-90.</p><p>　　【5】康光華,陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）[M].北京:高等教育出版社,2004.443-458.</p><

66、;p>　　【6】戴佳:戴衛(wèi)恒.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006.107-111.</p><p><b>　　附件</b></p><p><b>　　硬件原理圖：</b></p><p><b>　　清單：</b></p><p&g

67、t;<b>　　單片機(jī)引腳分配表</b></p><p>　　P00-P07 —— 4位數(shù)碼管的段碼數(shù)據(jù)線，共陽(yáng)數(shù)碼管</p><p><b>　　LCD數(shù)據(jù)并行總線</b></p><p>　　P10-P13 —— 數(shù)碼管位控制（共陽(yáng)）</p><p>　　P10-P13

68、----LCD功能控制引腳</p><p>　　P14—— 繼電器 控制引腳</p><p>　　P15—— 蜂鳴器 控制引腳</p><p>　　P15、P16、P17 —— ISP下載器接口</p><p>　　P20-P27 —— 8路LED發(fā)光二極管，共陽(yáng)接法</p><p>

69、;　　P30 —— 串行通信 RXD 通過(guò)短接帽連接</p><p>　　P31 —— 串行通信 TXD通過(guò)短接帽連接</p><p>　　P32 —— 溫感接口數(shù)據(jù)引腳</p><p>　　P33 —— 紅外接口數(shù)據(jù)引腳</p><p>　　P32-P37 —— 6鍵獨(dú)立鍵盤與中斷按鈕</p>