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想学习111 毕业设计,～ 课 单门门禁控制器 系 科 电子工程系 应用电子,通信, 专业(方向) 班 级 电子084 学 号 070202215 姓 名 胡芳浏 完成日期 指导教师 严飞 单门门禁控制器 摘 要 本设计是利用基于使用MFRC500的WBL500UGIC读卡模块实现的门禁控制器，由IC卡和密码控制，同时管理人员还可以通过按键，增加、删除用户卡和按键密码等操作，门禁刷卡控制刷卡距离约为0—6CM。 关键词:门禁系统,MFRC500,WBL500UG Single Door Access Controller Abstract This design is based on the MFRC500 WBL500UGIC reading card module implements gateway controllers, by IC card and password control, and management personnel but also through the key, adding, deleting using and buttons password operation, access card control card distance is about to 0-6CM. Key words:Single Door Access Controller,MFRC500,WBL500UG 目 录 摘要 Abstract 第1章 门禁系统的总体设计 .................................................................................................................... 1 1.1系统功能描述......................................................................................................................................... 1 1.2系统总体结构 ................................................................... 1 第2章 门禁系统的底层设计 ............................................................................................................................ 2 2.1控制模块 ................................................................................................................................................ 2 2.2输入模块 ....................................................................... 3 2.3显示模块 ....................................................................... 3 3.4读卡模块 ....................................................................... 3 2.5执行模块 ....................................................................... 4 第3章 门禁系统软件设计 ................................................................................................................................ 5 3.1系统流程 ................................................................................................................................................ 5 第4章 门禁系统的软、硬件调试 ......................................................... 6 6.1硬件调试................................................................................................................................................. 6 6.2软件调试 ................................................................................................................................................ 6 参考文献 致谢 附录 南通职业大学电子工程系 随着社会经济的发展，城市面貌发生了巨大的变化，高楼大厦拔地而起，随之也产生了不少安全隐患，利用高科技手段犯罪的行为日益增多。怎样才能使人们的安全防范措施跟得上科技的发展，并且更有效的阻止犯罪行为呢,仅仅靠传统的门锁和防盗门是远远不够的。“智能门禁系统”应运而生，它的出现打破了传统的由人来看门的方式— 白天有人站岗守门，晚上铁锁防护，而是仅用手中薄薄的一张卡片在读卡器前轻轻一晃，大门就可自动开启，既方便又快捷。当有人非法进入和破坏时，报警器就会自动报警，智能门禁系统置身于现代化大厦和生活小区内，给都市生活增添了风采。 门禁系统是对出入口通道进行管理的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人口很多的通道(办公室，酒店客房)，钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。 为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁、电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露。磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分(密码输入)与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁.这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁，应用也不广泛。 近几年，非接触IC卡在门禁市场上意气风发，由于它可以防水、防污、防尘、潮湿等恶劣环境，而其免刷卡动作，感应速度快，除了方便外，更可避免卡与读写器之间的摩擦，降低机器故障率及器材损耗，且感应式读卡系统具备隔墙感应的特性，可兼顾隐密性与装磺设计之美观。再者，由于非接触IC卡的大容量读写存储特性，使感应卡门禁与考勤、计费、停车场等功能相结合，提升了系统性能及潜在价值。因此，专家认为，非接触式IC卡系统是门禁市场的主流方向。 第1章 门禁系统的总体方案设计 1.1 系统功能描述 该系统要实现的主要功能为:通过IC或者按键密码开门，系统对密码或卡号信息进行识别，若密码正确或为有效卡，则执行打门，同时蜂鸣响提示已经开门。过一段时间后，构自动关闭。若密码错误或卡号无效，则无动作。 1.2 系统总体结构 根据模块化设计思想，按照设计要求，系统应由以下几个功能模块组成:控制模块、输入模块、显示模块、电源模块、读卡模块、执行模块。控制模块是整个系统的核心，它对其它模块提供的信息进行综合处理，控制各模块按照指定方式有条不紊的运行;输入模块实现按键信息的输入;显示模块对操作进行显示;电源模块为系统提供可靠、稳定的直流电源，使系统可以正常的工作;执行模块能够实现刷卡后执行机构的执行。系统设计总框图如所示 1 南通职业大学电子工程系毕业论文 读卡模块 显示模块 控 制 输入模块 模 块 执行模块 电源模块 第2章 系统硬件设计 2.1 控制模块 采用STC89C52单片机，有8K FLASH 存储器，并且有2K的EPROM可用于掉电保护。 2.2输入模块 采用行列式键盘电路，P1口作为键盘接口，P1.0-P1.3口作键盘行扫描输出线P1.4-P1.7口作为键盘检测输入。 键的识别功能就是判断是否有键按下。若有键按下，则确定其所在的行列位置。 1.查询是否有键按下。首先单片机向行扫描口P1.0-P1.3输出全为0的扫描码FOH，然后从列检测口P1.4-P.17输入列检测信号，只要有一列信号不为1，即P1口不为FOH，则表示有键按下。接着要查查处按下键所在的行，列位置。 2.查询按下键所在行，列位置。单片机将得到的信号取反，P1.4-P1.7口中为1的位子便是键所在列。 接下来要确定键所在的行，需进行逐行扫描。单片机首先使P1.0口接地，P1.1-P1.7口为1，即向P1口发送扫描码FEH，接着输入列检测信号，若为全1，则表示不在第一行。然后使P1.1接地，其余为1，再读入列信号??????。这样逐行发0扫描码，直到找到按下键所在的行，将该行扫描码取反保留。若各行都扫描，认为是键的误动作。 [3] 3.对得到的行号和列号译码，得到键值。 2 南通职业大学电子工程系毕业论文 2.3 显示模块 采用LCD12232点阵性液晶显示模块，具有低功耗，供应电压宽等特点。 下表为接口说明: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 VDD VSS Vo /RESET E1 E2 R/W Ao D0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LED+ LED- 管脚说明: VDD:逻辑电源正 GND(VSS):逻辑电源地 Vo(VEE):LCD驱动电源 RESET:复制端，对于68系列MPU:上升沿(L-H)复位，且复位后电平须保持为高电平(H); 对于80系列MPU:下降沿(H-L)复位，且复位后电平须保持为低电平(L)。 E1:读写使能。对于68系列MPU:连接使能信号引脚，高电平有效 连接/RD引脚，低电平有效。 对于80系列MPU: E2:同E1引脚。 /RD:读允许，低电平有效。 /WR:写允许，低电平有效。 R/W:对于68系列MPU，高电平时读数据，低电平时写数据; 对于80系类MPU，低电平时允许数据传输，上升沿时锁定数据。 A0:数据/指令选择 高电平:数据D0-D7将送入显示RAM; 低电平:数据D0-D7将送入指令执行器执行。 [5]D0-D7:数据输入输出引脚。 2.3 读卡模块 WBL500UG射频读写模块是采用最新Mifare技术的微型嵌入式非接触式IC卡读写模块。内嵌ISO14443 Type A 协议解释器，并且有射频驱动及接收功能，可以简单实现MifareOne等卡片的读写操作，读写距离最大可达100mm(与卡片及天线设计有关)。 该模块提供标准异步串行通讯接口，输出TTL电平。用户可不必了解非接触IC卡读写模块的协议标准及底层驱动，只需要通过串行通讯发送相关指令，即可实现对卡片的 [4]所有操作。 3 南通职业大学电子工程系毕业论文 基本参数如下: 作电压: 5V DC 工作电流: <100 mA 通讯接口: RS232接口TTL电平 @9600 BPS N,8,1(无效验，8位 数据位，1位停止位) 适用卡型: Mifare One 数据通讯: 106K BPS 射频频率: 13.56MHz 操作距离: <100 mm 工作温度: -20?-- +65? 存储温度: -40?-- +85? 引脚定义 2.4 执行模块 通过P1.5口来反映开门情况，若通过为低电 平“0”，蜂鸣器作响。可通过跟蜂鸣器串联电磁 开关来控制能的锁开操作。 4 南通职业大学电子工程系毕业论文 第3章 软件设计 3.1 系统流程 系统主要在是否刷卡，是否输入密码，是否按下管理键三个中进行循环。当有操作时对 其进行辨识，同时显示器对其相应操作结果进行显示。 开始 是否有刷卡 是 液晶显示失败 否 否 否 是否是授权卡 密码是否正确 是否输入密码 否 否 是 是是否按下管理键 是 密码是否正确 键1 键2 IC卡管理 输入新密 键2 键1 删除 添加 完成 完成 完成 液晶显示成功 返回开始 蜂鸣器响，灯亮 液晶显示成功 5 南通职业大学电子工程系毕业论文 第4章 门禁系统的软、硬件调试 完成了硬件的设计、制作和软件编程之后，要使系统能够按设计正常运行，必须进行硬件调试和软件调试。 4.1硬件调试 硬件调试的主要任务是排除硬件故障，其中包括设计错误和工艺性故障。 (1) 脱机检查。按照电路原理图用万用表逐步检测电路板中所有器件的各引脚，尤其是电源的连接是否正确;检查各开关按键是否能正常工作;为了保护芯片，应先对各[3]IC座(尤其是电源端)电位进行检查，确定其无误后再插入芯片检查。 (2) 联机调试。暂时拔掉AT89S52芯片，将仿真器的40芯仿真插头插入AT89S52的芯片插座进行调试，检验键盘电路是否满足设计要求。可以通过一些简单的测试软件来查看接口工作是否正常。例如，我们可以设计一个能过按键控制蜂鸣器声响检测键盘电路的好坏。如果运行测试结果与预期不符，很容易根据故障现象判断故障原因并采取针对性措施排除故障。 4.2软件调试 软件调试的任务是利用开发工具进行在线仿真调试，发现和纠正程序错误，同时也能发现硬件故障。 程序的调试应一个模块一个模块地进行，首先单独调试各功能子程序，检验程序是否能够实现预期的功能，接口电路的控制是否正常等;最后逐步将各子程序连接起来总调。联调需要注意的是，各程序模块间能否正确传递参数，特别要注意各子程序的现场保护与恢复。调试的基本步骤如下: (1)编写蜂鸣程序程序，调试是蜂鸣器是否会响。 (2)编写简单程序调试刷卡时是读卡模块是否有读入。 (3)编写键盘控制程序，调试是否有键按下及其按键值。 (4)编写修改密码程序，调试是否能实现。 (4)编写添加、删除用户卡程序，调试是否能实现。 (6)总体调试，看能否实现存储多张用户卡。通过按键能否实现添加、删除用户卡和修改密码等设计要求。 6 南通职业大学电子工程系毕业论文 总结内容 本门禁适用于单门管理，拥有按键密码和IC卡的两项进入方式。按键开门，方便与用户IC卡丢失或忘带时开门进入。可以通过按键管理IC卡权限和按键密码的修改。 7 南通职业大学电子工程系毕业论文 参考文献 [1] 宋戈《51单片机应用开发范例大全》 北京:人民邮电出版，2010 [2] 陈卫兵《单片机原理及应用》 西安:西安电子科技大学出版，2008 [3] 马忠梅《单片机的C语言应用程序设计》北京:北京航空航天大学出版 2010 [4] 互联网《WBL500UG模块资料》 [5] 互联网《LCD12232系列点阵型液晶显示模块使用说明》 8 南通职业大学电子工程系毕业论文 致谢 本次的毕业设计，从开题报告开始到现在已经两个多月了，这是大学期间一次比较完整的学习过程。通过本次毕设，不但学习了单片机技术与嵌入式系统、C51程序编写等学科，掌握了KEIL8、protel DXP等软件工具。更重要的是学会了分析问题、运用所学知识解决现实问题的。 在本科毕业论文完成之际，我要对所有帮助过我的人们表示诚挚的谢意～ 对我的导师严飞致以衷心的感谢～从毕设之初开始至今，从论文的选题、开题报告和中期报告的书写，到论文的组织、撰写、修改和完善，严老师都给了我非常多的关心、理解、指导和帮助。 最后，非常感谢我的伙伴苏良文在设过程中互相合作，共同完成设计。 最后真诚感谢于百忙中审阅论文、参与答辩并给予我指导的各位老师。谢谢大家～ 南通职业大学电子工程系毕业论文 附录 主要C程序: 主体程序: void main(void) { unsigned long time,time1; uchar dd[4]; uchar key,num; uchar dk[6]; uchar dh[6]; uchar i,number=0; lcdini(); delayms(); clrscr(); delay2s(); InitUART(); while(1) { search_card(dd); if(cardstatus==1) { clrscr(); if(cardsure(dd)!=0xff) { led=0; DrawBmp2(45, 32,succeed); delay2s(); led=1; } else DrawBmp2(45, 32,fail); delay2s(); delay2s(); clrscr(); } key=keyscan(); //调用键盘扫描， if(key<10) { dk[num]=key; 南通职业大学电子工程系毕业论文 if(dk[num]==read_EEROM(0x2029+num)) num++; else num=0; if(num==6) { num=0; clrscr(); DrawBmp2(45, 32,succeed); led=0; delay2s(); led=1; delay2s(); clrscr(); } // date(0, 1,key); // date(32, 2,num); } //修改密码 增删卡 if(key==10) { if(set()==TRUE) { clrscr(); DrawBmp2(0, 110,ka); DrawBmp3(0, 110,su); time=0; while(time<800) { key=keyscan(); //调用键盘扫描， //修改输入密码 if(key==1) { if(setmima(newmima,dk)==TRUE); { if(setmima(cong,dh)==TRUE) { if((dk[0]==dh[0])&&(dk[1]==dh[1])&&(dk[2]==dh[2])&&(dk[3]==dh[3])&&(dk[4]==dh[4])&&(dk[5]== dh[5])) { for(i=0;i<48;i++) { buf[i]=read_EEROM(0x2000+i); 南通职业大学电子工程系毕业论文 } buf[41]=dk[0]; buf[42]=dk[1]; buf[43]=dk[2]; buf[44]=dk[3]; buf[45]=dk[4]; buf[46]=dk[5]; erase_EEROM(0x2000); for(i=0;i<48;i++) { write_EEROM((0x2000+i),buf[i]); } DrawBmp2(45, 32,succeed); } else DrawBmp2(45, 32,fail); } } } //增加卡号或删除 if(key==2) { time1=0; clrscr(); while(time1<800) { search_card(dd); if(cardstatus==1) { if(cardgai(dd)==TRUE) goto here; } DrawBmp2(32, 64,setin); time1++; delayms(); } } /**********************************/ time++; 南通职业大学电子工程系毕业论文 delayms(); } clrscr(); } } here: number++; wait1(number); if(number==70) number=0; led=1; } } 按键扫描: uchar keyscan(void) //键盘扫描函数，使用行列反转扫描法 { uchar dat,cord_h,cord_l;//行列值中间变量 P0=0x0f; //行线输出全为0 cord_h=P0&0x0f; //读入列线值 if(cord_h!=0x0f) //先检测有无按键按下 { delay(100); //去抖 if(cord_h!=0x0f) { cord_h=P0&0x0f; //读入列线值 P0=cord_h|0xf0; //输出当前列线值 cord_l=P0&0xf0; //读入行线值 dat=cord_h+cord_l; while(cord_h!=0x0f) { P0=0x0f; cord_h=P0&0x0f; //读入列线值 } if(dat==0x7e)return(0); else if(dat==0x7d)return(1); else if(dat==0x7b)return(2); else if(dat==0x77)return(3); else if(dat==0xbe)return(4); else if(dat==0xbd)return(5); else if(dat==0xbb)return(6); else if(dat==0xb7)return(7); 南通职业大学电子工程系毕业论文 else if(dat==0xde)return(8); else if(dat==0xdd)return(9); else if(dat==0xdb)return(10); else if(dat==0xd7)return(11); else if(dat==0xee)return(12); else if(dat==0xed)return(13); else if(dat==0xeb)return(14); else if(dat==0xe7)return(15); } }return(0xff); //返回该值 } 输入密码 uchar set(void) { uchar numbuff[6]; uchar addr,key; unsigned long time; clrscr(); DrawBmp2(32, 64,mima); DrawBmp3(32, 64,kuang); addr=0; time=0; while(time<600) { key=keyscan(); //调用键盘扫描， if(key<10) { time=0; numbuff[addr]=key; if(numbuff[addr]==read_EEROM(0x2029+addr) else adder=0;) addr++; DrawBmp3(35+addr*9, 9,mi); if( addr==6) { clrscr(); return (TRUE); } if(addr>5)addr=0; } delayms(); 南通职业大学电子工程系毕业论文 time++; } clrscr(); return (FALSE); } 修改密码 uchar setmima(unsigned char code *new,uchar *buf) { uchar addr,key; unsigned long time; clrscr(); DrawBmp2(20, 80,new); DrawBmp3(32, 64,kuang); addr=0; time=0; while(time<600) { key=keyscan(); //调用键盘扫描， if(key<10) { time=0; *(buf+addr)=key; DrawBmp3(35+addr*9, 9,mi); addr++; if(addr>5) { clrscr(); return (TRUE); } } delayms(); time++; } clrscr(); return (FALSE); } 南通职业大学电子工程系毕业论文 IC卡增加管理 uchar cardgai(uchar *card) { uchar addr,key; unsigned long time; clrscr(); DrawBmp2(32, 64,zeng); DrawBmp3(32, 64,san); addr=0; time=0; while(time<600) { key=keyscan(); //调用键盘扫描， if(key==1) { if(cardsure(card)==0xff) add(card,1); clrscr(); DrawBmp2(45, 32,succeed); delay2s(); delay2s(); clrscr(); return (TRUE); } if(key==2) { if(cardsure(card)!=0xff) add(card,0); clrscr(); DrawBmp2(45, 32,succeed); delay2s(); delay2s(); clrscr(); return (TRUE); } delayms(); time++; } clrscr(); return (FALSE); } 南通职业大学电子工程系毕业论文 IC卡校验 uchar cardsure(uchar *card) { uchar j; for(j=0;j<10;j++) { if((read_EEROM(0x2001+4*j)==*card)&&(read_EEROM(0x2001+4*j+1)==*(card+1))&&(read_EERO M(0x2001+4*j+2)==*(card+2))&&(read_EEROM(0x2001+4*j+3)==*(card+3))) return (j); } return (255); } IC卡存入EPROM中 void add(uchar *card,uchar dat) { uchar i,j; if(dat==1) { for(j=0;j<10;j++) { if((read_EEROM(0x2001+4*j)==0xff)&&(read_EEROM(0x2001+4*j+1)==0xff)&&(read_EEROM(0x20 01+4*j+2)==0xff)&&(read_EEROM(0x2001+4*j+3)==0xff)) { for(i=0;i<48;i++) { buf[i]=read_EEROM(0x2000+i); } buf[4*j+1]=*card; buf[4*j+2]=*(card+1); buf[4*j+3]=*(card+2); buf[4*j+4]=*(card+3); erase_EEROM(0x2000); for(i=0;i<48;i++) { write_EEROM((0x2000+i),buf[i]); } } } }