基于单片机的门禁系统的设计.doc
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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奉献均已在谢辞中表达;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本、复印件和电子版
2、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: 学习文档 仅供参考基于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卡识别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。而且指纹识识别器假设在公共场所使用存在容易机械损坏,IC卡还存在容易丧失、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
3、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
4、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Based on the hotel suites AT89S52 SCM entrance guard system designAbstractAs people to safety attention and the development of science and technology, many electronic intelligence lock (fingerprint ident
5、ification, 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 effective card, only applicable toward secrecy from a parochial view of the box, ark, request door, etc. And if a fingerprint reader
6、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 popularization and promotion of the products. In view of the technical level and market receiving degree, electronic locks is this kind of elec
7、tronic 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 circuit, open the door indicator light circuit, control circuit and control lock four digital tube display circuit, etc. Entrance guard
8、 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 keyboard input matrix, four modules of Yang display module, smoke sensors in the module. Its entrance guard system working principle: th
9、e 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 same time indicator light, delay after period of time relay action will again only door lock, lights go out. When the press the butt
10、on 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 disaster, a buzzer make noise, lock the door control circuit relay action control door open. The system is simple in design, good per
11、formance, and has practical value.Key Words: AT89S52 SCM, access control, MQ-2 smoke sensor, ADC0809 chip 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7 时钟电路73.1.3 复位电路
12、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.28参考文献.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学习
13、文档 仅供参考第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
14、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电脑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
15、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卡识别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。而且指纹识别器假设在公共场所使用存在容易机械损坏,IC卡还存在容易丧失、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
16、主流。1.3 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。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。第2章 系统总体设计方案2.1 系统方案的比较 选题论
17、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步。随着大规模
18、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卡识别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。而且指纹识识别器假设在公共场所使用存在容易机械损坏,IC卡还存在容易丧失、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,随着人们对门禁系统各
19、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。 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、价格廉价、设计简单、使用方便的单片机平台。 图2-1 AT89S52引脚图引脚说明:P0口:P0口是
20、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,和分别作定时器/计数器2的外
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