1、福州大学至诚学院本科生毕业设计说明书题 目： 基于 AT89S52单片机的宾馆套间门禁系统的设计 姓 名： 李远征 学 号： 210892221 系 别： 机械工程 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2008 级 指导教师： 陈德为 2012 年 5 月 24 日独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。论文作者签名： 日期： 关于论文使用授权的说明本人完全了解福州大学至诚学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷
2、本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 基于 AT89S52单片机的宾馆套间门禁系统的设计摘要随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC 卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC 卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度
3、，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。本课题设计的门禁系统主要采用 AT89S52 单片机作为控制核心，外围加蜂鸣器控制电路、开门指示灯电路、电控锁控制电路以及 4 位数码管显示电路等。门禁系统主要组成：由 CPU、复位电路、时钟电路、工作指示、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮、4X4 矩阵键盘输入模块、四位共阳显示模块、烟雾传感器感应模块等组成。其门禁系统的工作原理：由输入模块输入密码， 显 示 模 块 显 示 数 位 。 如 果 密 码 正 确 ， 则 门控锁电路的继 电 器 动 作 控 制 门 锁 打 开 ， 同 时 指 示 灯 点 亮 ， 延 时 一 段 时 间 后 继 电 器 再 次
4、 动 作 将 门 锁 锁闭 ， 指 示 灯 熄 灭 。 当 按 下 出 门 按 钮 时 亦 如 此 ； 如 果 密 码 错 误 ， 则 蜂鸣器发出声响，同 时指 示 灯 点 亮 。 从而实 现 门 禁 。 当 烟 雾 传 感 器 感 应 到 灾 情 时 ， 蜂鸣器发出声响，门控锁电路的继 电 器 动 作 控 制 门 锁 打 开 。本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。关键词：AT89S52 单片机，门禁，MQ-2 烟雾传感器，ADC0809 芯片IBased on the hotel suites AT89S52 SCM entranceguard system designAbstra
5、ctAs people to safety attention and the development of science and technology, many electronic intelligence lock (fingerprint identification, IC card recognize) has set up a file in the domestic and foreign have appeared. But the characteristics of these products for a particular fingerprints and ef
6、fective card, only applicable toward secrecy from a parochial view of the box, ark, request door, etc. And if a fingerprint reader in general public use existing easy mechanical damage, IC card there are easily lost, damaged, etc. Plus its cost is higher, to a certain extent, limits the popularizati
7、on and promotion of the products. In view of the technical level and market receiving degree, electronic locks is this kind of electronic security products of the mainstream.This subject mainly by the entrance guard system design of AT89S52 SCM as control core and periphery add a buzzer control circ
8、uit, open the door indicator light circuit, control circuit and control lock four digital tube display circuit, etc. Entrance guard system main composition: by the CPU and reset circuit, oscillating circuit, work instructions, a buzzer circuit, door control circuit, go out and lock button 4 X4 keybo
9、ard input matrix, four modules of Yang display module, smoke sensors in the module. Its entrance guard system working principle: the input password input module, display module digital display. If the correct password, the lock of the door control circuit relay action control door open, and at the s
10、ame time indicator light, delay after period of time relay action will again only door lock, lights go out. When the press the button when go out too; If the password mistake, then a buzzer sound, and at the same time indicator light. So as to realize the entrance guard. When the smoke sensors to di
11、saster, a buzzer make noise, lock the door control circuit relay action control door open. The system is simple in design, good performance, and has practical value.Key Words: AT89S52 SCM, access control, MQ-2 smoke sensor, ADC0809 chip II目 录第 1 章 绪论.11.1 论文研究的背景和意义 .11.2 门禁系统的现状和发展趋势 .11.3 论文主要设计内容
12、 .2第 2 章 系统总体设计方案.32.1 系统方案的比较 .32.1.1 选题论证 .32.1.2 CPU 的选择 .32.2 系统总体设计方案简介 .6第 3 章 系统硬件电路的设计.73.1 AT89S52 单片机最小系统的设计 73.1.1 AT89S52 单片机的简介 73.1.2 时钟电路 .73.1.3 复位电路 .83.2 各部分电路原理 .93.2.1 工作指示灯电路 .93.2.2 蜂鸣器报警电路 .103.2.3 出门按钮 .103.2.4 门控锁电路 .113.2.5 显示模块 .113.2.6 输入模块 .133.2.7 感应模块 .143.2.8 A/D 转换模块
13、 153.2.8.1 ADC0809 简介.153.2.8.2 ADC0809 与 AT89S52 的接口设计.17第 4 章 系统软件设计.204.1 系统主程序 .204.2 子程序分析 .214.2.1 密码显示子程序 .214.2.2 密码设置显示子程序 .224.2.3 键盘扫描子程序 .25结论.28III参考文献.29谢辞.30附录 1 程序.31附录 2 系统 PCB 图44附录 3 实物图.45福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)0第 1 章 绪论1.1 论文研究的背景和意义随着现代化经济建设和管理的发展，各种酒店、宾馆、写字楼、智能大厦、政府机关和企事业单位、高级物业管理
14、部门等，对门禁系统的需求正发生着重大的变化，其核心是对门锁及其开启、关闭实现智能化管理。最近几年随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指 纹 门 禁 系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长。在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。通过本论文的研究，我不仅了解门禁系统的相关知识，还掌握了 AT89S52 系列单片机的性能特点及连接使用，编程方法，以及一些外围芯片
15、的使用及模拟电路的设计。1.2 门禁系统的现状和发展趋势电子门锁是近几年随着电子计算机技术的提高发展起来的，随之而产生的接触式智能 IC 卡和密码键盘门禁系统也越来越被人们重视和使用。它改变了以往如闭路监控、防盗报警等安防产品被动的安防模式，以主动控制替代了被动监视。从而便构成一个现代化的门禁系统。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁为主的门禁系统逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了
16、智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC 卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC 卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品发展趋势的主流。基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计11.3 论文主要设计内容本设计的目的是利用单片机对门 禁 系统进行控制。
17、本设计所采用的控制芯片为AT89S52 单片机，此芯片功能强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，使得单片机作为控制器核心，对门禁系统的工作过程进行控制，并用声音将门禁系统的一些工作过程进行提示，使控制过程更人性化。使用 4X4 矩阵键盘作为输入模块，通过四位共阳数码管显示数据，利用 5V 继电器控制门的状态通过 MQ-2 烟雾传感器对室内和室外烟雾浓度进行检测，并将产生的模拟信号，通过 ADC0809 进行 A/D 转换送入单片机；再利用单片机控制蜂鸣器是否进行报警。福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)2第 2 章 系统总体设计方案2.1 系统方案的比较2.1.1 选题
18、论证门禁管理系统的应用范围和目的：门禁管理系统主要应用范围包括：各种酒店、宾馆、写字楼、智能大厦、政府机关和企事业单位、高级物业管理部门等，并配合消防、监控、防盗等系统实施安防联动，以实现最大意义上的安全保护。门禁系统的最基本的三要素为“3W”：When（何时）、Where（何地）、Who（何人）。即什么人在什么时间可以出入什么地点，以增强安全管理的便利性和实时性，实现对出入口进行科学、有效地管理。电子密码锁门禁管理系统的优越性：在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一
19、步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC 卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC 卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。在现今社会，
20、随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，特别是在各式各样的宾馆。因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。也正是由于门禁系统实用性强，市场需求大，应用广泛，我们便选此作为研究设计的课题。2.1.2 CPU的选择我们在这个课题的设计上采用了 AT89S52 单片机系统，之所以采用单片机系统是由于成本较低，功能完全可以满足，发展也比较成熟且完善。而 DSP、ARM 系统虽然科技含量高于 51 单片机系统，但是其价格昂贵并且发展尚未成熟。因此，根据我们学的知识和市面上的应用，经过比较我们选择了技术成熟、价格便宜、设计简单、使用方便的单基于 AT89S52 单片
21、机的宾馆套间门禁系统的设计3片机平台。图 2-1 AT89S52 引脚图引脚说明：P0 口 ： P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL逻辑电平。对 P0 端口写“1” 时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址 /数据复用。在这种模式下，P0 不具有内部上拉电阻。在flash 编程时， P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口 ： P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口
22、写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。 此外，P1.0 和 P1.1 分别作定时器 /计数器 2 的外部计数输入（ P1.0/T2）和定时器/计数器 2 的触发输入（P1.1/T2EX） 。在 flash 编程和校验时，P1 口接收低 8 位地址字节。引脚号第二功能： P1.0 T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入，时钟输出） ；P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制） ；P1.5 MOSI（在系统编程用） ；P1.6 MISO（在系统编程用；P1.7 SC
23、K（在系统编程用） 。P2 口 ： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)4在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送 1。在使用 8位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出 P2 锁存器的内容。在 fl
24、ash编程和校验时，P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口 ： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P3 输出缓冲器能驱动 4个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下所示。在 flash 编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。 端口引脚第二功能：P3.0 RXD(串行输入口 )； P3.1 TXD(串行输出口)；P3.2 INTO(外中断 0)；P3.3 I
25、NT1(外中断 1) ；P3.4 TO(定时/计数器 0)； P3.5 T1(定时/计数器 1)；P3.6 WR(外部数据存储器写选通)；P3.7 RD(外部数据存储器读选通)。 此外，P3 口还接收一些用于 FLASH 闪存编程和程序校验的控制信号。RST： 复位输入。当振荡器工作时，RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG： 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将
26、跳过一个 ALE 脉冲。对 FLASH 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG） 。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。 PSEN： 程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP：
27、 外部访问允许，欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H-FFFFH） ，EA 端必须保持低电平（接地） 。需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。如 EA 端为高电平（接 VCC 端） ，CPU 则执行内部程序存储器的指令。FLASH 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 VPP，当然这必须是该器基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计5件是使用 12V 编程电压 VPP。XTAL1： 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2： 振荡器反相放大器的输出端。2.2 系统总体设计方案简介门禁系统主要组成框图如
28、2-2 所示：显 示 音 响键 盘门 控门 锁出 门 按 钮 A/D转 换 烟 雾 传 感 器AT89S52图 2-2 门禁系统的主要组成门禁系统主要组成：由 CPU、复位电路、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、出门按钮、A/D 转换模块模块、感应模块、显示模块等组成。门禁系统的工作原理：由输入模块输入密码， 显 示 模 块 显 示 数 位 。 如 果 密 码 正 确 ，则 门控锁电路的继 电 器 动 作 控 制 门 锁 打 开 ， 同 时 指 示 灯 点 亮 ， 延 时 一 段 时 间 后 继 电 器 再次 动 作 将 门 锁 锁 闭 ， 指 示 灯 熄 灭 。 当 按 下 出 门 按 钮
29、时 亦 如 此 ； 如 果 密 码 错 误 ， 则 蜂鸣器发出声响，同 时 指 示 灯 点 亮 。 从而实 现 门 禁 。 当 烟 雾 传 感 器 感 应 到 灾 情 时 ， 蜂鸣器发出声响，门控锁电路的继 电 器 动 作 控 制 门 锁 打 开 。福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)6第 3 章 系统硬件电路的设计3.1 AT89S52 单片机最小系统的设计3.1.1 AT89S52单片机的简介AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 ATMEL 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片
30、上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。主要性能：1、与 MCS-51单片机产品兼容；2、8K 字节在系统可编程 FLASH 存储器；3、1000次擦写周期；4、全静态操作：0Hz-33MHz；5、三级加密程序存储器；6、32个可编程 I/O 口线；7、三个16位定时器/计数器；8、六个中断源；9、全双工 UART 串行通道；10、低功耗空闲和掉电模式；11、掉电后中断可唤醒；12、看门狗定时器；13、双数据指针；14、掉电标识符。3.1.2 时钟电
31、路时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在 AT89S52 单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过 XTAL1 和 XTAL2引脚接入定时控制元件（晶体振荡器和电容） ，即可构成一个稳定的自激振荡器。在AT89S52 芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之间基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计7跨接晶体振荡器和微调电容。AT89S52 的时钟电路如图 3-1 所示：图 3
32、-1 时钟电路用晶振和电容构成谐振电路。电容 C1、C2 容量在 1540pf 之间，大小与晶振频率和工作电压有关。但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，为了提高精度，本实验板采用 30pf 的电容作为微调电容。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，以减小分布电容，保证振荡器振荡的稳定性。3.1.3 复位电路复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使单片机从 0000H 单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化以外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境也需按复位键以重新启动。AT89S52 芯片内部有复位电路，RST 引脚是复位信号的输入端高电平有效，
33、复位方式有自动复位和手动复位两种。本单片机系统采用手动复位方式复位。AT89S52 的复位电路如图 3-2 所示：福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)8图 3-2 复位电路3.2 各部分电路原理3.2.1 工作指示灯电路图 3-3 工作指示灯电路电路组成如图 3-3：工作原理：当 P3.4 口输出低电平时，D2 导通，绿色发光二极管点亮，指示密码正确门锁打开。当 P3.5 口输出低电平时，D3 导通，红色发光二极管点亮，指示密码错误门锁不打开。基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计93.2.2 蜂鸣器报警电路图 3-4 蜂鸣器电路电路组成如图 3-4：以 Q6 的基级作为蜂鸣器
34、控制信号的输入端与 P2.6 口相连，主要由蜂鸣器、三极管9012 以及 10K 的偏置电阻组成。工作原理：当 P2.6 输出高电平时， Q6 截止，蜂鸣器电路断开，蜂鸣器不发出声响。当 P2.6 输出低电平时， Q6 导通，蜂鸣器电路闭合，蜂鸣器发出声响。若蜂鸣器发出声响表示密码输入错误或者烟雾传感器感应到灾情。3.2.3 出门按钮图 3-5 出门按钮电路福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)10电路组成如图 3-5工作原理：当按下出门按钮时，给 P2.7 口输入低电平。继而通过单片机控制门控锁电路打开门锁以及点亮开门指示灯。3.2.4 门控锁电路YL90-4图 3-6 门控锁电路电路组成如
35、图 3-6：以 Q5 的基极作为门控信号的输入端与 P3.2 口相连。此电路由 5V 继电器、交流电机、开关二极管、三极管 9013 以及 10K 的偏置电阻组成 【2】 。工作原理：如图 3-6 所示门锁接于继电器常闭端。当 P3.2 口输出高电平时 Q5 导通，此时继电器的控制线圈闭合，继电器动作，继电器常闭端断开，即电机断电，门处于锁死状态。当 P3.2 口输出低电平时 Q5 截止，此时继电器的控制线圈为开路，继电器不动作，门锁接于继电器常闭端，即电机通电，门处于打开状态。3.2.5 显示模块基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计11图 3-7 数码管显示电路显示部分有二种
36、方案可供选择；一种是采用 LCD 液晶显示，该方案具有低压微功耗、平板型结构、显示的信息量大、无电磁辐射、使用寿命长等优点，但本设计要求显示的数据量小，不能发挥其显示内容丰富的优点，同时占用 I/O 口线较多。第二种方案采用LED 数码管显示，该方案具有实现容易、发光亮度大、驱动电路简单等优点，且其可靠性也优于 LCD 的显示，所以，我们通过比较，选用第二种方案数码管显示。电路组成如图 3-7：数码管的八段显示通过 200的电阻外接单片机的 P0 口，用四个 9015 的三极管的基极作为控制数码管位显的输入端与 P2.0 到 P2.3 相连。主要由四位共阳数码管、四个 9015的三极管以及 2
37、00的电阻组成。工作原理：由 P0 口控制数码管显示数。由 P2 口的高低电平控制数码管位显，当 P2 口输出低电平时三极管导通，这时位为高电平即选中显示。福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)123.2.6 输入模块图 3-8 44 矩阵键盘电路为了减少按键与单片机接口时所占用的 I/O 线的数目，本设计采用矩阵键盘。在按键比较多的时候，通常采用这样方法。其原理如图 3-8：每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种矩阵结构只需要 N 条行线和 N 条列线，即可组成具有 NN 个按键的键盘。在这种矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等
38、待按键并确认有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的线反转法。逐行扫描查询法工作原理：1、判断键盘中有无键按下：将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与 4 根行线相交叉的 4 个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。 2、判断闭合键所在的位置：在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计13其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它
39、线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。3.2.7 感应模块设计上我采用MO-2烟雾传感器感应模块。因为MQ-2烟雾传感器适用于室内外和工厂的烟雾监测装置，特别是对液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等混合气体的探测。MO-2烟雾传感器具有如下优点：1、广泛的的探测范围；2、灵敏度高；3、使用寿命长；4、优异的稳定性；规格：表3-1 标准工作条件符号 参数名称 技术条件 备注VC 回路电压 小于15V AC or DCVP 加热电压 5.0V AC or DCRL 负载电阻 可调RH 加热电阻
40、 30 室温PH 加热功耗 小于900mW表3-2 环境条件符号 参数名称 技术条件 备注Tao 使用温度 -10oC-50oCTas 存储温度 -20oC-70oCRH 相对湿度 小于95%RHO2 氧气浓度 21%（标准条件） 最小值大于2%福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)14图 3-9 MQ-2 烟雾传感器电路组成如图 3-9：MQ-2气敏元件的结构由微型 Al2O3陶瓷管、SnO 2敏感层以及由测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内组成，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，如图3-9中的1、3、4、6，
41、2个用于提供加热电流，如图3-9中的2、5 【4】 。3.2.8 A/D转换模块3.2.8.1 ADC0809简介1.主要特性：1） 8 路 8 位 A/D 转换器，即分辨率 8 位；2） 具有转换起停控制端；3） 转换时间为 100s；4） 单个5V 电源供电；5） 模拟输入电压范围 05V，不需零点和满刻度校准；6） 工作温度范围为-4085 摄氏度；7） 低功耗，约 15mW。2ADC0809 的芯片封装及引脚功能简介：基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计15图 3-10 ADC0809 引脚图ADC0809 芯片为 28 引脚，为双列直插式封装，其引脚排列如图 3-10
42、 所示:引脚说明：IN7IN0模拟量输入通道ALE：地址锁存允许信号。对应 ALE 上跳沿，A、 B、C 地址状态送入地址锁存器中。START：转换启动信号。START 上升沿时，复位 ADC0809；START 下降沿时启动芯片，开始进行 A/D 转换；在 A/D 转换期间，START 应保持低电平。本信号有时简写为ST。A、B、C：地址线。通道端口选择线，A 为低地址，C 为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB 和 ADDC。其地址状态与通道对应关系见表 3-3。表 3-3 ADC0809 地址通道对应关系A B C 选通的通道0 0 0 IN01 0 0 IN10 1 0 IN21 1
43、0 IN30 0 1 IN41 0 1 IN50 1 1 IN61 1 1 IN7福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)16CLK：时钟信号。ADC0809 的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为 500KHz 的时钟信号。EOC：转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。D7D0：数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位，D7 为最高。OE：输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻 ；
44、OE=1 ，输出转换得到的数据。VCC：+5V 电源。Vref：参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+ 5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V)。3.转换数据的传送:A/D 转换后得到的数据应及时传送给单片机进行处理。数据传送的关键问题是如何确认 A/D 转换的完成，因为只有确认完成后，才能进行传送。为此可采用下述三种方式。(1)定时传送方式对于一种 A/D 转换其来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。例如ADC0809 转换时间为 128s，相当于 6MHz 的 MCS-51 单片机共 64 个机器周期。可据此设计一个延时子程
45、序，A/D 转换启动后即调用此子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了，接着就可进行数据传送。(2)查询方式A/D 转换芯片由表明转换完成的状态信号，例如 ADC0809 的 EOC 端。因此可以用查询方式，测试 EOC 的状态，即可却只转换是否完成，并接着进行数据传送。(3)中断方式把表明转换完成的状态信号(EOC)作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。不管使用上述那种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。首先送出口地址并以 RD 信号有效时，OE 信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。另外，ADC0809 对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是 05V，若
46、信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。3.2.8.2 ADC0809 与 AT89S52 的接口设计基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计17AT89S52+5VADC0809P0 D0-D7SRQQCLK4013235ALE CLOCKALESTARTEOCOEINT1WRP2.4RD AD A AD BAD CVREF(+)VREF(-)VSIN0IN1P3.0感 应电 路图 3-11 AT89S52 与 ADC0809 电路连接图电路组成如图 3-11：此电路由单片机 AT89S52、芯片 ADC08
47、09、分频器 4013、与非门、或非门以及反相器组成。AT89S52 的 P0 口接 ADC0809 的八位数据输出口。AT89S52 口 WR 和口 P2.4 通过与非门和反相器外接 ADC0809 的“启动脉冲”输入线 START 和“地址锁存允许输入线”ALE。AT89S52 口 RD 和口 P2.4 通过或非门和反相器外接 ADC0809 的“输出允许”输入线 OE。 AT89S52 通过口 P3.0 接 ADC0809 地址线 ADD A 来控制被选模拟电压路数是 IN0 还是 IN1。AT89S52 的 ALE 口经触发器二分频接到 ADC0809 的 CLOCK 端 【10】 。
48、在这里用到分频器的优点：AT89S52 的 ALE 信号通常是每个机器周期出现两次，故它的 AT89S52 的 ALE 引脚上输出的脉冲是 1/6 的单片机晶振，经二分频后，提供ADC0809 的时钟脉冲，有利于两者的工作步调协调。工作原理：ADC0809 的三位地址 A，B，C 对 8 条通道进行选择，其中，A 为低位地址，C 为高位地址。IN0 输入的是安装在室内的 MQ-2 烟雾传感器； INT1 输入的是安装在室外的MQ-2 烟雾传感器。EOC 是标志通道中数据完成模拟到数字的转换的信号。当通道中数据完成从模拟到数字的转换后，EOC 发出脉冲，经反相后，输入单片机的 INT1 接口，产
49、生中断信号。产生中断信号后，单片机结合中断程序，对中断进行处理，控制烟雾传感器福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)18的工作和停止工作。基于 AT89S52 单片机的宾馆套间门禁系统的设计19第 4 章 系统软件设计4.1 系统主程序经过分析，我们选用单片机平台。因为单片机技术比较成熟，开发过程可利用的资源和工具丰富，最大的优点是价格便宜，成本低。在调试程序中，软件仿真功能也很强，软件调通，再通过编程器下载到 AT89S52 中，然后插到系统中即可独立完成所有的控制。开 始初 始 化是 否 修 改 密 码调 用 密 码 显 示 子 程 序密 码 是 否 正 确门 开 ， 开 门 指 示 灯 亮键 盘 是 否 有 输 入结 束选 择 功 能输 入 密 码延 时门 关 ， 指 示 灯 熄 灭延 时停 止 报 警报 警调 用 密 码 设 置 显示 子 程 序修 改 密 码烟 雾 浓 度 是 否 达 到 设 定 值开 门报 警是 否 按 下 出 门 按 钮NNNNYYYY调 用 扫
