基于单片机的智能门禁系统的设计(3)

2019-04-14 10:06

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1和X2接晶振电路。P22管脚接蜂鸣器电路;与P31和P32连接的分别为取消和存储按钮;P13、14、15、16连接RC522读卡模组;P23管脚接电机驱动模组。

3.2 各单元电路原理 3.2.1 蜂鸣器电路

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等)表示。

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单片机通过P2.2来控制蜂鸣器的工作与关闭,通过三极管放大电流使蜂鸣器发出响声。 当P2.2=1时,PNP三极管关闭,蜂鸣器停止工作。 当P2.2=0时,PNP三级管导通,蜂鸣器开始工作。 从而单片机只需要P2.2输出0或者1开关控制蜂鸣器即可。 功能说明: (1) 刷卡时,蜂鸣器响起,二极管被点亮说明此卡为有效卡。 (2) 刷卡时,蜂鸣器没有响应,二极管也没反应,说明此卡为无效卡。 (3) 没有卡时,蜂鸣器没有响应,二极管也不会点亮。

3.2.2 显示模块

课题的显示部分选择采用1602LCD液晶显示,该方案具有低压、功耗低,平板型结构、所能显示的信息比较多、没有电磁辐射、而且使用寿命长等优点。

1602液晶也叫1602字符型液晶,它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间有一个点距的间隔,每行之间也有间隔,起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。这些字符包括常见的阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号等,每一个字符对都应着一个唯一的编号,也就是一个特定的代码。

3.2.3 读卡模块

此次课题设计上采用了市面上比较普遍的RC522读卡模组。RC522感应式读卡器主要是非接触式晶片的读卡模组,市面上使用的125KHz非接触式RFID晶片或者与其它规格较为类似的产品,它都可以进行信息的读取与数据的判断,开发者可以一次性开发感应

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式读卡以及相关应用系统,RC522模块主要应用有:公交一卡通、智能门禁管理系统、人员签到管理、动物或物品辨识及产品管理。 此读卡模组主要具有如下优点:

(1) 系统有较高的独立性,二次开发比较容易,安装较为简单 (2) 对卡片的信息读取稳定性好

(3) 系统有较高的安全性,RFID信息不重复,而且难以被复制 (4) 可自主选择数据输出格式

缺点: 主机必须24小时开机,否则数据传送会中断。

使用RC522读卡模块,在5-7cm距离内读取时间不超过70ms。非接触式读卡系统电源为5V,系统中最重要的部分是感应线圈,它既可以与系统分开,也可以囊括在系统中,注意要将金属板放在线圈前面,这是为了防止电磁场造成干扰。

3.2.4 电机驱动模块

工作原理:本次智能门禁系统设计用电机转动来模拟开门效果,当卡片靠近读卡模块时,若识别为有效卡,那么指示灯将会亮起,蜂鸣器发出声音,电机转动。如果此时按下取消按钮,那么这张卡下次刷卡时,系统不做反应,也就是不打开门锁。若为无效卡时系统不做反应,此时按下存储按钮,待这张卡下次刷卡时,系统将会判定为有效卡,指示灯亮起,蜂鸣器发出声音,电机转动。 为了让电机能正常运行,并且系统有两个5V电源,其中一个为电机驱动模块供电。驱动电路主要采用市场上普遍被应用的驱动芯片L9110H,有它来驱动电机转动模拟开锁效果,L9110H为一块集成电路、高电流、高电压、四通道驱动,它的额定工作电流为1A,最大可达1.5A,所以采用单独电源供电,VSS电压最小4.5V,最大可达36V,可直接的对电机进行控制,无需隔离电路。L9110H从主控单片机STC89C52那里接受指令直接控制电机的工作状态。可以对电机进行正反转,停止的操作,非常方便。L9910有8个管脚,2和3号管脚同时接VCC,5和8号管脚同时接GND。1号、6号管脚分别为A路输出管脚和A路输入管脚,4号、7号管脚分别为B路输出管脚和B路输入管脚。 为了达到效果,本次课题设计使用L9110驱动模块来驱动电机转动。

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3.2.6 存储模块

为了实现对卡片权限的设置,就需要用一个芯片存储卡片的信息,在本次设计中使用24C02存储芯片,AT24C02是2K位CMOS E2PROM串行电可擦除只读存储器,内部组织为256个字节,每个字节8位。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。

管脚配置:24C02与单片机的接口非常简单,如图3-10:

图3-10 24C02管脚图

管脚描述:

SCL 管脚:实现串行时钟的功能,它是一个输入管脚,与单片机的P21号管脚相连。SCL串行时钟输入管脚实现发送和接收器件产生的数据的时钟的功能。

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)。

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

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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AT24C01被总线寻址这三个地址输入脚(A0、A1、A2 )必须连接到Vss。

如图3-11 为存储模块原理图:

4 软件的设计与实现 4.1 软件设计思路

软件设计上,根据功能分了几个模块编程,包括主程序模块、读卡模块、显示模块,存储模块、延时子程序模块和中断子程序模块等。系统工作时当卡片靠近读卡模块时指示灯亮起,屏幕显示卡片信息,然后程序判断权限,若合法,开锁模块程序点亮指示灯,蜂鸣器发出警报,电机转动模拟门锁打开。若非合法卡,是否赋予权限,如果赋予权限电机转动,指示灯亮起,蜂鸣器发出警报,如果不赋予则返回。

4.2 射频模块软件体系结构

#define RF_LPCTL BIT3 P2.3 射频卡休眠控制---RST #define RF_SS #define RF_SCLK

BIT7 p2.7 射频卡从机选择(SS)---SDA BIT6 p2.6 射频卡数据时钟输出(SCLK)

#define RF_DATA_OUT BIT5 p2.5 射频卡数据输出(MOSI) #define RF_DATA_IN BIT1 p2.1 射频模块输入(MISO)

需要完成4个步骤:寻卡→防冲撞处理→选卡→读卡/写卡,就能完成对模块内部的数据块进行读写。 第一步:寻卡

status2=PcdRequest(0x52,Temp); if(status2== MI_OK)

寻卡 参数Temp为返回的卡类型

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