1、基于单片机的射频门禁卡设计I基于单片机的射频门禁卡设计摘要：本设计采用 STC89C52 单片机作为控制核心，介绍了一种基于单片机的门禁系统的设计过程，主要由单片机控制中心、液晶模块、射频卡操作芯片MFRC522 模块、报警电路、存储电路等组成，实现对出入口通道进行管制。通过添加功能预先把合法卡的信息存储在存储器中，有卡读入时先把卡号信息读到存储卡中，判断存储器中是否有该卡号信息，如果为合法卡就通过液晶模块显示出来，否则就通过蜂鸣器报警。同时管理人员还可以通过按键实现增加，删除用户卡等功能，本设计主要通过硬件的设计调试和部分软件的设计调试相集合实现。本设计具有设计简单、性能优异、方便可行的优点
2、，具有一定的实用性。关键词：STC89C52 门禁系统 射频卡The design of RF card based on MCUAbstract:The design adopts the STC89C52 single-chip microcomputer as a control core, introduces a entrance guard system s design process, mainly designed by the single chip microcomputer control center MFRC522 chip, LCD display module,
3、 RF card operation module, buzzer circuit, storage circuit and so on, implementation of inward and outward channels for control purposes. By adding functionality prior to legal card information is stored in the memory, have a card is read in the first read the memory card, card number information to
4、 judge whether have the card number information in memory, if as legal card through the liquid crystal display module, or by a buzzer alarm. Managers also can be realized through the buttons to increase at the same time, the function such as delete , this design is mainly through the design of the h
5、ardware debugging and part of the software design and debugging phase collection implementation. This design is simple in design, performance, the advantages of convenient, has a certain practicality. Key words: STC89C52、entrance guard system、RF card基于单片机的射频门禁卡设计目录摘要 .IABSTRACTI1、 绪论 11.1. 门禁系统的设计背景
6、 11.2. 门禁系统的发展 11.3. 系统设计要求 22、设计方案简述 33、详细设计 53.1 总体设计 53.1.1 智能射频门禁卡功能介绍 53.1.2 硬件系统框图 .53.1.3 软件系统框图 73.2 模块设计 .73.2.1 单片机主控模块 73.2.2 射频模块 MFRC52293.2.3 LCD12864 液晶显示模块 .123.2.4 串行口数据传送模块 143.2.5 数据存储模块 153.2.6 键盘电路 163.2.7 报警控制部分 183.2.8 电源模块说明 184、软件设计 194.1 总体设计流程图 194.2 主程序流程图 204.3 键盘检测流程 21
7、5、设计总结 226、 致谢 237、 参考文献 24 附录 25基于单片机的射频门禁卡设计11.绪论1.1 门禁系统的设计背景随着经济的发展和管理技术的成熟，科学化的企业管理已成为企业发展的基础保障。科学、高效、安全的出入口门禁系统正是在这种情况下发展成为最主要的保安系统之一，它集微机自动识别技术和现代安全措施为一体，具有对门户出入控制，保安防盗，报警等多种功能。和传统的保安设备不同的是，它变被动的监控和报警为主动的控制，安全性更高。是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施，适用各种机要部门，比如银行、宾馆、公司、小区等。在数字技术网络技术取得高速发展的同时，基于单片机的门禁系统也得到
8、了迅猛的发展。出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理功能，逐渐完善为一套完整的出入管理系统。不仅方便了内部员工的出入，而且还杜绝外来人员得随意进出，实现了内部管理和保安的双重方便。具有维护工作环境安全、管理人事考勤等作用。因此，把门禁系统充分应用，实现单位通过门禁系统实现考勤管理，不仅节约了人力成本，实现管理的自动化，充分发挥技术的优点，实现对人员进出、查找和防盗报警等多种功能，有效避
9、免了迟到、早退等现象，使单位规律地进行运转，为单位的管理带来了极大的便利。正是由于门禁系统强大的实用性能，有着广阔的市场需求，并且应用领域广泛，因此我选此作为研究设计的课题。1.2 门 禁 系 统 的 发 展门 禁 控 制 系 统 自 上 世 纪 80 年 代 开 始 产 生 ， 由 于 其 技 术 实 用 很 快 得 到 迅 速的 发 展 ， 此 前 的 门 禁 安 全 管 理 一 直 采 用 机 械 钥 匙 管 理 的 方 式 ， 但 随 着 经 济 和社 会 的 日 益 发 展 ， 简 单 的 门 禁 安 全 管 理 已 远 远 不 能 满 足 社 会 的 需 要 ， 于 是 一种 简
10、单 的 电 子 门 禁 产 品 开 始 出 现 。 初 期 的 门 禁 系 统 仅 仅 是 独 立 的 磁 卡 系 统 ， 可以 用 编 程 卡 或 手 持 编 程 器 进 行 设 置 和 管 理 ， 后 来 随 着 计 算 机 的 快 速 发 展 ， 门 禁控 制 系 统 逐 渐 开 始 由 计 算 机 来 管 理 和 控 制 ， 门 禁 系 统 也 由 单 个 的 门 禁 控 制 发 展2到 网 络 的 计 算 机 控 制 ， 门 禁 的 管 理 功 能 也 日 见 增 多 ， 系 统 的 安 全 性 日 益 完 善 。 今 天 的 线 网 络 门 禁 系 统 已 经 广 泛 采 用 计
11、算 机 中 央 控 制 管 理 ， 门 禁 控 制 器 采用 智 能 分 布 式 处 理 技 术 ， 网 络 通 信 广 泛 采 用 RS-485/422 总 线 、 TCP/IP 远程 调 制 解 调 器 等 方 式 ， 门 禁 软 件 的 管 理 功 能 也 更 加 强 大 。 注 意 到 随 着 门 禁 控 制 技 术 的 成 熟 和 发 展 ， 门 禁 系 统 得 到 空 前 广 泛 的 应 用 和普 及 ， 作 为 安 全 领 域 3 大 部 分 之 一 （ 门 禁 、 监 控 、 报 警 ） 门 禁 系 统 并 不 是 孤立 的 系 统 ， 需 要 不 断 地 发 展 和 提 高
12、， 满 足 安 全 领 域 多 样 性 的 发 展 需 要 。1.3 系 统 设 计 要 求（1）读卡功能（2）增加、删除用户卡功能（3）清除所有用户卡（4）键盘实现用户卡记录的查寻（5）蜂鸣器实现刷卡、按键提示（6）成功开门继电器动作（7）单片机与 PC 机进行串口通讯，将卡号发送至主机系统2 设计方案简述方案一：采用 STC89C52 单片机作为主控芯片，以 NRF24L01 作为射频卡的读卡器，数码管作为显示器件来显示射频卡的卡号。本设计方案比较简单，只是显基于单片机的射频门禁卡设计3示当前卡号但是很难应用于现实当中。单片机主控模块射频卡模块 数码管显示模块图 2.1 方案一简图方案二：
13、在方案一的基础上将数码管显示改成液晶，并添加数据存储模块，由于液晶的显示信息更多可以更好的实现人机交互，并且可以将数据存储于外部设备，当设备掉电时保证信息的不丢失。单片机主控模块液晶显示模块数据存储模块射频卡模块图 2.2 方案二简图方案三：在方案二的基础上增加键盘模块、报警模块和串口通讯模块，键盘设备可以实现将个人信息送入存储器件，翻查人员进出记录。报警模块实现当有非法卡时进行声光报警，串口通讯模块是实现将人员的信息送入 PC 机，实现考勤机的基本功能。综合以上，我采用的是方案三，可以进一步完善形成产品。单片机主控模块液晶显示单元数据存储模块报警模块串行口通讯模块键盘模块射频卡模块图 2.3
14、 方案三简图43 详细设计3.1 总体设计本系统由 51 系列单片机 STC89C51、按键、报警、读卡、数据读写等模块构成。实现了存储多张用户卡的功能：同时管理人员还可以通过按键进行查询刷卡卡号，增加用户卡，清空所有用户卡等。对于非管理卡或用户卡，本门禁控制器会有声光报警，每个按键控制器都按照相应的功能提示进行操作。正常使用时，用户持卡靠近读卡模块，门禁控制器读入卡号，并与存储在内部的卡号比较，如果有相同的卡号，说明此卡合法，门禁机响三声，提示成功，并通过串口通讯模块在 PC 机上显示合法用户卡的信息，如果读卡失败，则蜂鸣器长响，实现报警功能。基于单片机的射频门禁卡设计53.1.1 智能射频
15、门禁卡功能介绍(1) 显示系统基本信息和欢迎信息。(2) 当所刷用户卡为合法卡时通过液晶显示模块正常显示卡号，当所刷用户卡的信息与存储的卡号不同时进行声光报警，并在液晶屏上显示非法卡。(3) 当卡的数据信息已经存在时再一次刷卡能够显示欢迎信息和卡号，继电器动作执行开门，蜂鸣器提示已经成功开门。(4) 可以通过按键进行上下翻查刷卡信息，以及有效卡的个数。(5) 管理员进行添加新卡以及删除所有卡进行重新设置。(6) 可以进行数据的读写，可以查询数据，当系统掉电时数据仍然保留，当下次上电时仍有数据。(7) 能够与 PC 机进行通讯，将卡的内部信息发送到电脑上，更加突出人机交互的强大功能。3.1.2
16、硬件系统框图图 3.1 主要模块的通讯过程图非接触式 IC 卡在靠近读卡器模块 3-5cm 时，读卡器能够检测卡的存在并获得其卡号，读卡器再经过 SPI 接口数据传输协议将卡号信息传送至单片机主控模块，当偏激经过串行口数据传输协议把卡号送入 PC 主机。计算机在接收完成时，给单片机出发信号，告知其接受完成，单片机出发中断系统。这样以数据传输协议为载体将数据进行多级多形同传输增加了可靠性。在本设计中，是将卡号信息传送到主机 PC，PC 主机将各个数据导出并加入到数据库中，作为传统门禁系统的采集与考勤技术 1。单片机主控模块液晶显示单元数据存储模块报警模块串行口通讯模块键盘模块射频卡模块6图 3.
17、2 硬件系统框图本设计中 51 单片机作为主要控制模块，射频卡在前端接收检测数据，当在检测范围内有数据的时候将数据传送到单片机，单片机首先送液晶显示器显示，再判断此卡是否合法，当此卡是非法卡时给出声光报警，如果合法就给出欢迎信息，并将此卡号送至计算机，计算机再将数据导入数据库作为今后考勤记录和依据。此外系统还设计了数据存储模块，可以将 IC 卡的信息转入到 E2PROM 数据存储器件中，这样能够方便的查询。本设计还有键盘检测电路，这样的话系统可能需要进一步的改善。3.1.3 软件系统框图图 3.3 软件系统框图卡号及欢迎信息显示判断是否有卡串行口发送数据主程序键盘检测读卡比较是否非法添加 删除
18、查询合法开门和开门提示基于单片机的射频门禁卡设计73.2 模块设计3.2.1 单片机主控模块（1）89C52 的简介89C52 是 INTEL 公 司 开 发 的 MCS-51 系 列 单 片 机 中 的 基 本 产 品 ， 它 是 采 用ATMEL 公 司 可 靠 的 CMOS 工 艺 技 术 制 造 的 高 性 能 8 位 单 片 机 ， 属 于 标 准 的MCS-51 的 HCMOS 产 品 。 T89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的微型单片机。它的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。89C52 结 合 了CMOS 的 高 速 、 高 密 度 技 术
19、以 及 CMOS 的 低 功 耗 的 特 征 ， 基 于 标 准 的 MCS-51 单片 机 体 系 结 构 和 指 令 系 统 ， 属 于 89C51 增 强 型 单 片 机 ， 集 成 了 时 钟 输 出 、 向上 计 数 、 向 下 计 数 等 更 多 的 功 能 ， 适 合 于 马 达 控 制 等 多 种 场 合 2。 89C52 内置 一 个 8 位 中央处理单元、 256 个 字 节 内 部 数 据 存 储 器 （ RAM） 、 8k 片 内 程 序存 储 器 （ ROM） 、 32 个 双 向 输 入 /输 出 (I/O)口 、 3 个 16 位 定 时 /计 数 器 和 5 个
20、两 级 中 断 结 构 、 一 个 全 双 工 串 行 通 信 口 和 一 个 片 内 时 钟 振 荡 电 路 。 另 外 ，89C52 还 可 以 在 低 功 耗 模 式 下 工 作 ， 可 通 过 两 种 软件选 择 空 闲 模 式 或 者 掉 电模 式 。 在 空 闲 模 式 下 冻 结 CPU 而 RAM 定时器、串 行 口 和 中 断 系 统 仍 然 维 持 其功 能 。 在 掉 电 模 式 下 ， 保 存 RAM 数 据 ， 时 钟 振 荡 停 止 ， 同 时 停 止 芯 片 内 的 其它 功 能 。STC89C52 是 一 种 带 8K 字 节 闪 烁 可 编 程 可 檫 除 只
21、 读 存 储 器 （FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压、高性能 COMOS8 的微处理器，俗称单片机 3。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器的制造技术，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相互兼容。下面为 89C52 的引脚图和门禁系统的控制原理图介绍。.04XGDV8图 3.4 89C52 的引脚图 图 3.5 门禁系统控制单元原理图（2）引脚介绍RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN
22、(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储 器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8 个 TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高 4。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4T
23、TL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入 5。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外
24、部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故 6。3.2.2 射频模块 MFRC522（1） MFRC522 简述MFRC522 是应用于 13.56MHZ 非接触式通信中高集成度读写卡系列芯片中的一员。是 NXP 公司针对“三表”应用推出的一款低成本、低电压、体积小
25、的非接基于单片机的射频门禁卡设计9触式读写卡芯片，是智能仪表和便携式手持设备研发的较好选择。MFRC522 采用了先进的调制解调概念，完全集成了在 13.56MHZ 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议。支持 ISO14443A 多层应用。其内部发送器部分可以驱动读写器天线与 ISO14443A/MIFARE卡和应答机的通信，不需要其它的电路。接收器部分提供了一个有效而坚固的解调和解码电路，用于处理 ISO14443A兼容的应答器信号。数字部分处理 ISO14443A 帧和错误检测（奇偶CRC） 7。此外，它还支持快速 CRYPTO1 加密算法， 用于验证 MIFARE 的系列产品。MFRC
26、522 支持 MIFARE更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达 424kbit/s。 作为 13.56MHz 高集成度读写卡系列芯片家族的新成员，不可避免地，MFRC522 与 MF RC500 和 MFRC530 有很多相似之处，但同时也具备诸多特点和差异。它与主机间的通信采用连线较少的串行通信，并且可以根据不同的用户需求，选取 SPI、I 2C 或串行 UART(类似 RS232)模式之一，有利于减少连线，缩小 PCB 板体积，降低成本。并且 RC522 具有以下特点：64 字节发送和接收的 FIFO 缓存；共 4 页，每页 16 个寄存器，共 64 个寄存器；具有硬件掉电、软件掉电
27、、发送掉电三种节电模式；（2）内部框图图 3.6 MFRC522 内部框图1.Analog Interface（模拟接口）：模拟接口处理调制和解调后的模拟信号2.Contactless UART（非接触式串行口通讯）：非接触式串行口通讯处理通讯协议所要求的通信方案来配合主机。3FIFO：空闲的 FIFO 缓冲允许快速并且方便的数据从主机转移到非接触式串行口通讯模块,反之亦然。104.各种主机接口可以被选择来实现不同的客户需求，包括串行通讯接口，I2C 接口，SPI 接口。（3）MFRC522 支持 SPI、I 2C、UART 接口；图 3.7 MFRC522 支持的三种接口本设计采用单片机的
28、I/O 口模拟 SPI 接口，进行数据传输，如图所示。145678P上KGND+.VSAMORT图 3.8 射频模块与单片机连接图本设计中，射频模块与单片机接口连接非常方便，只需要一条 8 pin 的插排，与单片机相连通过限流电阻即可，di8 管脚提供射频模块电源，第六管脚和系统接地，即可完成电路连接。基于单片机的射频门禁卡设计11IC1PVD23S45/RT6MFN7OU890XAQEJ-KG+.YLH上k图 3.9 RC522 模块板原理图（4）射频卡片功能简述读卡器通过天线发射激励信号(一组固定频率的电磁波)，IC 卡进入读写器工作区内，被读写器信号激励。在电磁波的激励下，卡内的 LC
29、串联谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到 2 V 时，此电容可以作为电源为其他电路提供工作电压，供卡内集成电路工作所需 8。射频卡片的各个模块如下：（1）ATR 模块：Answer To Request(“请求应答”)（2）Anticollision 模块：防(卡片)冲突功能（3）Select Application 模块：卡片的选择 （4）Authentication & Access Control 模块：认证及存取控制模块（5）Control & Arithmetic Unit：控制及
30、算术运算单元（6）RAM/ROM 单元（7）Crypto Unit：数据加密单元（8）EEPROM 存储器及其接口电路：EEPROM INTERFACE/EEPROM MEMORY 3.2.3 LCD12864 液晶显示模块（1）LCD12864 液晶概述 带中文字库的 128X64 是一种具有 4 位/8 位并行、2 线或 3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为 12864， 内置 8192 个 16*16 点汉字，和 128 个 16*8 点 ASCII 字符集。12利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交
31、互图形界面 9。可以显示 84 行 1616 点阵的汉字。也可完成图形显示。低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。（2）LCD12864 的基本特性:1.低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V）2.显示分辨率:12864 点 3.内置汉字字库，提供 8192 个 1616 点阵汉字(简繁体可选)4.内置 128 个 168 点阵字符 5.2MHZ 时钟频率 6.显示方式：STN、半透、正显 7.驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS 8.视角方向：6
32、 点 9.背光方式：侧部高亮白色 LED，功耗仅为普通 LED 的 1/51/10 10.通讯方式：串行、并口可选 11.内置 DC-DC 转换电路，无需外加负压 12.无需片选信号，简化软件设计13.工作温度: 0 - +55 ,存储温度: -20 - +60(3) 串行操作主要引脚介绍表 3.1 12864 串行操作重要引脚4 RS(CS） H/LRS=“H”,表示 DB7DB0 为显示数据RS=“L”,表示 DB7DB0 为显示指令数据5 R/W(SID) H/LR/W=“H”,E=“H”,数据被读到 DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0 的数据被写到 IR 或 DR
33、6 E(SCLK) H/L 使能信号本设计采用串行数据传送，将结晶的 15 引脚 PSB 接低电平保持对液晶暂存器写操作，仅仅使用三根数据线就可以控制液晶进行数据的写入并且显示。这样很好的预留了单片机的 I/O 设备，可以进行更多的数据操作和扩展外围设备。基于单片机的射频门禁卡设计13串并行工作方式的选择通过改接模块背面短路电阻来完成。当 PSB 脚接低电位（模块背面 S/P 的短路电阻在“S”侧） ，模块将进入串行模式；在串行模式下将使用三条传输线作串行资料的传送，主控制系统将配合传输同步时钟（SCLK）与接收串行数据线（SID） ，来完成串行传输的动作。不可在不改接短路电阻的情况下将此引脚
34、直接引线改接低电平。读写选择 R/W 作为串行数据输入 SID，读写使能信号作为串行输入时钟信号。VO 与 VOUT 引脚跨接 10K 电位器以调节液晶对比度。RST 复位信号可悬空。背光电源阳极 A 需接+5V。数据输入端 3.3V 高电平可正常驱动。 123RS4/W5EN6PB7890DUVCGK.图 3.10 液晶原理图 图 3.11 液晶实物图3.2.4 串行口数据传送模块MAX232 芯片是一种双组驱动器/接收器，片内含有一个电容性电压发生器以便在单 5V 电源供电时提供 EIA/TIA-232-E 电平。每个驱动器将 TTL/CMOS 输入电平转换为 EIA/TIA-232-E
35、电平。所有的驱动器、接收器及电压发生器都可以在德州仪器公司的 LinASICTM 元件库中得到标准单元。14C1+V2-3456out7in890 GNDUMAXJFP.图 3.12 MAX232 引脚图 图 3.13 MAX232 原理图16 脚 VCC（+5v） 。(2)Max232 主要特点：1.符合所有的 RS-232C 技术标准 2.只需要单一的+5V 电源供电 3.片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V 和-10V 电压V+、V- 4.功耗低，典型供电电流 5mA 5.内部集成 2 个 RS-232C 驱动器 6.内部集成两个 RS-232C 接收器 7.高集成度，
36、片外最低只需 4 个电容即可工作。3.2.5 数据存储模块AT24C02 是一个 2K 位串行 CMOS E2PROM， 内部含有 256 个 8 位字节，CATALYST 公司的先进 CMOS 技术实质上减少了器件的功耗,AT24C02 有一个 16 字节页写缓冲器 11。该器件通过 IIC 总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。AT24C02 支持 IC，总线数据传送协议 IC，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串基于单片机的射频门禁卡设计15行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器
37、，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端 A0、A1 和 A2 可以实现将最多 8 个 AT24C02 器件连接到总线上。 A0123GND4S5CL6WP7VUTK图 3.14 E2PROM 外部存储器件原理图AT24C02 串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。 （2）SDA 串行数据/地址 AT24C02 双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA 是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。（3）A0、A1、A2 器件地址输入端 这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些
38、脚悬空时默认值为0。当使用 AT24C02 时最大可级联 8 个器件。如果只有一个 AT24C02 被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）可悬空或连接到 Vss，如果只有一个 AT24C02被总线寻址这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）必须连接到 Vss12。 （4）WP 写保护 如果 WP 管脚连接到 VCC，所有的内容都被写保护只能读。当 WP 管脚连接到VSS 或悬空允许器件进行正常的读/写操作。键盘输入是人机交互界面中重要的组成部分，它是系统接受用户指令的直接途径。键盘是由若干个按键开关组成，键的多少根据单片机应用系统的用途而定。键盘由许多键组成，每一个键相当于一个机械开
39、关触点，当键按下时，触点闭合，16当键松开时，触点断开。单片机接收到按键的触点信号后作相应的功能处理。因此，相对于单片机系统来说键盘接口信号是输入信号。键盘是数学/微型计算机电路的重要输入器件，最常用的键盘包括弹性按键，贴片式按键和自锁式按键。弹性小按键被按下时闭合，松开时自动断开；自锁式按键按下时闭合且会自动锁住，只有再次按下时才弹起断开，通常我们把自锁按键当成开关使用，作为换挡使用。按键的闭与合反映在机械开关的接通和断开，在电压上的表示就是高电平和低电平。所以，我们可以通过检测是高电平还是低电平来确定按键有没有被按下。键盘接入单片机有独立式接法也有矩阵式接法，独立式接法比较适用于键盘比较少
40、的电路，矩阵式键盘适用于4个按键以上的，矩阵键盘一般方法是行扫描法 13。鉴于本设计按键较少所以采用独立按键方式，单片机检测独立按键的原理：单片机的 I/O 口既可以作为输出也可以作为输入使用，当检测按键时用的是它的输入功能。把案件的一端接地，另一端与单片机的 I/O 口相连，开始时先给该I/O 口赋值高电平，然后让单片机不断地检测该 I/O 口是否变为低电平，当按键闭合时，即相当于该 I/O 通过按键与地相连，变成低电平。程序一旦检测到 I/O口变为低电平则说明按键被按下，然后执行相应的指令。 10KVCS23GND图3.15 独立按键设计原理图基于单片机的射频门禁卡设计173.2.7 报警
41、控制部分 VCGNDP203.5图 3.16 蜂鸣器报警原理图工作原理：单片机通过 P3.5 来控制蜂鸣器的工作与关闭。当单片机给 P3.5=1 时，PNP 三极管关闭，蜂鸣器停止工作。当单片机给 P3.5=0 时，PNP 三极管导通，蜂鸣器发出报警。从而单片机只需要对 P3.5 输出 0 或 1 就可以控制蜂鸣器的响与灭，并且当蜂鸣器处于报警时液晶也显示报警信息。功能说明：（1）刷卡时蜂鸣器响一声，说明读到用户卡。3.2.8 电源模块说明本设计的电源电路，主要为了得到适合单片机及无线模块合适的稳压电源，电源输入是通过 USB 口中的 5 伏电源，5 伏电源输入通过 LM1117（集成稳压）稳
42、压芯片输出得到 3.3V 电压，经过滤波整形电路提供给系统的无线模块供电。采用滤波电容，主要滤除电源时干扰谐波，以保证系统的无线通讯电路能用纯净电源，特别是减少谐波对无线模块收发数据的干扰，使系统稳定工作。 7-uF+图 3.17 稳压芯片原理图4、软件设计4.1 总体设计流程图18图 4.1 总体设计流程图YN添加成功添加键记录增加声光报警开始初始化执行开门合法给出提示音寻卡记录满增加记录结束YN基于单片机的射频门禁卡设计194.3 键盘检测流程图 4.3 键盘检测流程键盘检测函数在主程序中不停的检测是否被按下，当上查案件被按下时，延时去抖等按键稳定执行相应的查询操作；当删除按键被按下时，去抖确认被按下就将 E2PROM 中存储的数据清除；同理当下查按键被按下时执行相应的操作；当添加按键按下时，如果射频模块检测到有 IC 卡并且此 IC 卡没有被添加，则执行添加键按下开始键盘检测延时去抖添加键按下删除键按下上查键按下执行添加延时去抖执行删除延时去抖执行添加延时去抖执行添加结束20添加卡程序，当卡添加完成时显示操作完成并给与声音提示基于单片机的射频门禁卡设计21
