五邑大学本科毕业设计
第2章 系统整体方案构建设计
2.1系统实现功能及要求
本设计是基于智能门禁系统的远程控制，其功能有：
(1) 利用IC的刷卡系统检测是否有人进出门，并进行远程无线报警； (2) 系统工作通过1602显示；
(3) 通过240L1通信实现2块单片机远程监控的功能。
(4)运用DMA功能实现温度的采集和超声波的高低电平的采集。
2.2 系统整体方案设计
基于上面四点功能要求，本系统最后确定设计以stm32f103c8t6单片机为控制核心，基于MFRC522非接触式读卡器系统。
2.2.1 MFRC522与IC卡概述
MFRC522是高度集成的非接触式的读卡芯片。此发送模块是利用调制和解调的原理，里面有支持很多种的通信方式有SPI，I2C，UART。这样的读卡器支持ISO 14443/MIFARE卡。现在很多收费系统都用这一块芯片，因为一张卡就可以达到借计的方式，特别现在的很流行一卡通的概念，所以这就满足大众的需求。
IC是高集密度的卡片，里面是一个电路芯片封装在一张塑料卡片里面。20世纪日本的一名工程师提出的，并获得这一项的专利。后来有几名工程师不断为这一方面的知识点专研，并得到一次又一次的飞跃，最终得到今天人们熟悉的IC卡。
防磁、防静电、防机械损坏和防化学腐蚀的特效，这都是IC卡的一个特点。其中卡中的信息可以存上一百年以上，可以读写10万次以上，一般的可以使用10年。IC卡的扇门多达16个，每一个扇区有4块，每一块有16个字节，与一块为一个单位，进行读写。其中每一张卡有唯一的序列号为16位，可以大多数的客户需求，所以在很多方面都用到IC卡系统，比如：金融理财，门禁系统，水电费收取，服务恒业的白金卡等等领域。
2.2.2 总体方案设计
本文研究的内容是基于IC卡无线门禁系统。在结合现在人们的需求现状，综合比较常用的门禁系统的基础上，进行对IC卡进行另一方面的应用的提升。这一个毕业设计里面包括了硬件的设计，软件的设计，并将硬软件综合调试成一个系统。
用nRF24l01的无线的模块将两块单片机通信连接在一起，进行对IC卡的系列号传送。通过外围搭建的电路，对一些电路的硬件的干扰进行分析，形成的设计方案：
(1)硬件设计主要包括单片机及其外围电路、nRF24L01、传感器电路、通信接口设计、MFRCC522,等。 如图2-1所示：
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MFRC522 五邑大学本科毕业设计
1602
稳压电路 NRF24L01 S T M 3 2 语音 超声波 稳压电路 热敏电阻 NRF24L01 S T M 3 2 按键
图2-1 硬件设计逻辑框图
(2) 系统的软件设计之一是发射单片机模块。软件设计主要包括24L01无线数据传输模块控制、温度采集、超声波的距离的采集、刷卡系统的采集。 如图2-2所示：
开始 初始化 DMA采集温度、超声波距离采集 IC卡采集卡号 24L01发射数据 N 接收规定IC号 24L01接收数据 Y N 蜂鸣器鸣一下表示开门 接收指令1 Y
图2 – 2 发射模块软件设计图
(3) 系统的软件设计之二接收单片机模块。软件设计主要包括24L01无线数据传输模块控1602的显示、LED、按键。 如图2-3所示：
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开始
240L01接收数据
发送数据 1602显示 N Y N Y 规 定 按 下 按 IC号 键S1
图2-3接收模块软件设计图
(4) 首先是着手系统的测试与优化设计。主要的框架有无线通信，IC卡的系列号的采集，等等的硬件的模块。还有对系统的设计是否合理进行评价，综合出一条可行的方案。
2.3 本章小结
本章统领整个系统的设计与开发，主要从软硬件，测试优化等方面进行总体阐述，以下各章内容均以本章为中心展开。
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第3章 系统硬件电路设计
3.1 STM32F103C8T6单片机介绍
STM32F103C8T6是ARM公司的高性能“Cortex-M3”内核，是32位处理器，可以升频到72MHZ。。 主要特性如下：
1. STM32F103C8T6单片机的工作的时钟可以从外部时钟的8MHZ升频到72MHZ 的32位微处理器。
2. 工作电压： 2.0～3.6V（3V 单片机） 3. 用户应用程序空间为64K字节 4. 片上集成6K字节 RAM
5. 通用 I/O 口（32 个）PA、PB这32个IO口有8种的输入输出的方式分别为：模拟输入（GPIO_Mode_AIN）、浮空输入模式（GPIO_Mode_IN_FLOATING）、下拉输入模式（GPIO_Mode_IPD）、上拉输入模式（GPIO_Mode_IPU）、通用开漏输出 （GPIO_Mode_Out_OD）、通用推挽输出（GPIO_Mode_Out_PP）、复用（开漏)输出（ GPIO_Mode_AF_OD） 复用（推挽)输出（GPIO_Mode_AF_PP），满足不同项目的需求，同时这些的IO的驱动能力是非常强可以输出30mA电流，对于加强灌电流时无什么问题。
6.这一款芯片是编程的时候是调用底层封装好的库函数，是非常方便快捷。
7. 2串口是这一款单片机的追基本的通信方式，还比较强大的我。都拥有普通串口的基本的功能还具有LIN总线功能（局部互联网）、IRDA功能（红外通信）、SmartCard功能。 8. 集成ADC的功能，内嵌1个12位的ADC，每个ADC有16个外部通道，可以实现单次或多次扫描转换。
9.在里面还有2个DMA，重而更加加快芯片的运行的速度；
10.有RTC的功能，外部接一个锂电池，加上一个外部的32.768KHZ的晶振，有一个独立时钟
11. 具有看门狗功能
12.共有8个定时器，TIM1和TIM8是16位的高级定时器，TIM2、TIM3、 TIM4、 TIM5是通用定时器。
13.芯片里面硬件已经集成两个I2C的功能，控制所有I2C总线特定的时序、协议、定时。同时可以用使用DMA方式操作。 14. 具有2个SPI通信接口，可以工作在全双工，单向发送，单向接收模式，同时可以DMA方式操作。
15.自带一个CAN控制器。
16. 内核具有强大的异常相应系统，它可以能够打断当前代码执行流程的事件分为异常（exception）和中断（interrupt）。有上升沿模式（EXTI_Trigger_Rising） 有上升沿模式
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（EXTI_Trigger_Falling） 有低电平模式（ EXTI_Trigger_Rising_Falling ） 13. 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级） 14. DIP48 封装
STM32F103C8T6 引脚功能说明：
VDD A（24 引脚）、VDD_1（24 引脚）、VDD_2（36 引脚）、VDD_3（48 引脚）：电源电压
VS S _1（23 引脚）、VS S_2（35 引脚）、VS S_3（47 引脚）：接地 有三个固件分配的UART，分别:PA2、PA3定义为UART2；PA9、PA10 定义为UART1；PB10、PB11定义为UART3；
有两个固件分配的SPI，分别：PA4、PA5 、PA6、PA7定义为SPI1；PB12、 PB13、PB14、 PB15定义为SPI2.
有两个固件分配的I2C，分别：PB6、PB7定义为I2C1；PB10、 PB11定义为I2C2. ADC的通道有10个分别为：PA0～PA7、PB0、PB1。 固件配置一个CAN引脚分别为：PB8、PB9 NRST（9 引脚）：复位输入。当输入低电平时为有效， 用来完成单片机单片机的复位初始化操作。
PC15和PC14是外部晶振32.768KHZ的输入，PD0和PD1是外部晶振8MHZ的输入。 这一款主控的运行的速度是可以通过程序升分频其时钟控制如下图3-1图
图3 -1时钟控制图
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