基于单片机的门控系统的毕业设计.docx

局部字体为白色，需下载后改写颜色方能看见基于51单片机的门控系统的设毕业设计（论文）任务书一根本任务及要求：1 .设计任务是基于单片设计出一种机的多功能的门控系,要求设计合理，能完成门禁系统根本功能：a.该设计该达成的门控系统对通道进出密码输入、门号呼叫及对讲、异常报警等功能；b.进行硬件、软件设计；c.综合仿真。2.论文要求:1绘制与设计相关的电路原理图，框图;2）用KElLC进行软件编程，编程成功，生成hex文件，用PrOtUeS进行软件仿真要求成功；3结果分析，论文中应当有该设计的使用说明。二、进度安排及完成时间：第1-3周查阅资料、撰写文献综述及开题报告第6-7周原理框图、总体方案设计第8-11周软、硬件局部设计第12-13周撰写毕业设计说明书第14周指导老师检查毕业设计说明书第15-16周修改、装订毕业设计说明书、指导老师评阅第17周毕业设计辩论目录摘要IAbstractl第1章绪论11.l.本课题的研究背景11.2 本课题的主要研究工作21.3 本课题的研究意义21.4 本设计主要的应用场所2第2章基于单片机的门控系统电路硬件设计22.1 基于雅片机门控系统电路主框图和工作根本原理32.2 各分电路设计32.3 本章小结8第3章基于单片机门控系统的软件设计错误!未定义书签。3.1 软件整体框图93.2 主程序流程图93.3 DS1302子程序93.4 密码输入及其判断子程序103.5 门号输入及其判断子程序103.7 1602液晶模块显示子程序的设计113.8 本章小结13第四章protues仿真134.1 欢送界面134.2 密码输入开门功能的仿真144.3 门号输入及呼叫功能的仿真144.4 重复上次呼叫功能的仿真144.5 非正常情况下报警的仿真154.6 本章小结15第五章设计总结15参考文献17附录118附录240电路设计总原理图40仿真电路元件清单错误!未定义书签。产品设计蓝图41基于单片机的门控系统的设计摘要：在现代楼宇自动化的应用中，门控系统应用得十分广泛，它提高了住宅质量和人们的生活的平安性，本课题主要是设计出一种小型的门控系统，基于51单片机，以键盘密码的输入方式实现对门的出入控制，或者通过键盘输入门号的方式，进行对讲方式住户实现开门。适用于普通楼宇单位的进入控制，可实现：对通道进出权限的控制(密码输入进门的控制):对讲系统(可实现门外和住户的对话及开门控制)。在异常情况下(非法侵入、门超时未关)实现报警：本系统的核心器件是单片机，通过对单片机己经写入得程序的实现上述功能。可实现普通机械门锁所不能实现的自动门控系统。关键词：51单片机、门控系统、对讲系统、智能楼宇自动化TheEntranceGuardSystemBasedonMCUAbstract：TheAccesscontrolsystemhavebeingusingveryextensive,inthemodernbuildingautomationapplications,whatimprovethequalityofpeopleIifeandtheresidenceofsafety.TheprimarywrittenassignmentforthissubjectisdesignaSmallsystemsofAccesscontrolitbaseon51-MCU,whichrealizingtheaccesscontrolwiththeinputpasswordorcallway.Thissystemcanbeappliedingeneralbuildingunitofaccesscontrol.Itsfunctionasfollows:Thepermissionstoaccesscontrol(entrancewiththerightpasscode):Accesstalkbacksystem(thedoor,sopenandDialoguefiinction)；AlarmInexceptionalcircumstances(Illegalinvasion/thedoornotbeclosedovertime).TheMCUisthecoredeviceofthissystem.ThissystemFunsthroughoutthecourseofprogram.Itcanrealizethefunctionthatcommonmechanicallockcannotachieve.Keywords:51-MCU(MicroprogrammedControlUnit)»AccessControlSystem*DialogueSystem,IntelligentBuildingAutomationTechnology.第1章绪论1.1 本课题的研究背景门控（门禁）系统属于智能建筑楼宇自动化系统（BAS）种的安防系统，是一种新型的现代化平安管理系统，高水平的门控系统集成自动识别技术和现代平安管理措施为一体，能峥对各通道口的位置，通行对象及通行时间、方向等进行实时的控制，从而实现对出入口的平安控制。随着自动识别技术的开展，门控（门禁）系统得到了飞跃式的开展，进入了成熟期，但是总体来说门控（门禁）系统大体分为这一下三类：密码门禁系统，刷卡门禁系统，生物识别门禁系统。随着电子信息技术的高速开展，门控系统应用的自识别技术更为先进（感应接触技术、生物识别技术等），设计也趋于更合理，控制器与识别仪分体设计，识别仪安装在门外，控制器安装在门内，即只有识别仪对控制器的输入线露在门外，其他所有控制线均在门内，因此在平安性方面有很大的提高，系统的可靠性、管理和使用的方便性等方面也有很大的进步。在与微机的通信方面，从较早的门控系统多为单机控制型到采用RS485通信方式的网络系统，网络型门禁系统开始快速开展。这种类型的门控系统中门控制器与管理中心是通过局域网传递数据的，通信方式采用的是网络常用的TCP/IP协议，技术含量高，管理中心位置可以随时变更，不需重新布线，很容易实现网络控制或异地控制。随着人们对门控系统各方面要求的不断提高，门控系统的开展主要呈现出两种趋势：1）门控系统的应用范围越来越广泛门控系统的应用已不局限在单一的出入口控制。它不仅可以应用于智能大厦或智能小区的门禁系统，还可以应用在远程控制、停车场控制、电梯控制、交通管理或与其他系统联动控制等多种控制场合。感应式门控系统和生物辨识门控系统成为门控系统开展的两大热点。感应式门禁系统价格较低，使用简单，维护方便的优点是目前和今后研究使用的一大方向。随着技术的日渐成熟,生物辨识门禁系统本钱将逐步降低，实用性不断提高，成为门禁系统开展的另一方向。随着技术的日渐成熟，生物辨识门控系统本钱将逐步降低，使用性不断提高，成为门控系统开展的另一方面。2）门控系统的集成应用趋势门控系统可兼容多种读卡技术，同时具备先进的联网功能，通过联网组成智能大厦，智能小区等大型系统进行统一管理和监控。同时，好的门控系统集成消防系统，还具有消防联动功能。1.2 本课题的主要研究工作课题内容设计出一种能有密码输入进入、门号呼叫及对讲、异常报警等功能的门控系统，本课题要求完成门控系统的的硬件和软件设计及其软件仿真。课题要求本课题主要要求完成以下内容：（D硬件设计：供电电源电路、备用电源充电电路、门磁、蜂鸣报警电路、电控锁及其驱动电路、门号选择电路、单片机及其外围电路、（键盘电路、1602液晶显示电路、报警电路）对讲门铃电路的等电路；2）门控系统的软件设计；（3）门控系统的仿真。13本课题的研究意义门控（门禁）系统是在传统的门锁根底上开展而来的，传统的门锁是一种单纯的机械装置，虽然经过不断地改良，平安性有所提高，但是无论如何总能通过某种非正常的手段把它翻开，其平安性较差。对于使用者来说，一把锁配一把钥匙，多把就需要多把钥匙，使用起来不方便。在出入较多的通道（办公室，酒店客房等），钥匙的管理也相当麻烦，遇到钥匙丧失或人员更换都要把钥匙一起更换。为了解决这些问题，出现了电子密码锁,这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效率，使通道管理进入了电子时代。综合市场上的楼宇对讲系统和电子密码锁，我设计出了集合两种功能并且自带防盗报警的多功能门控系统。1.4 本设计主要的应用场所由于此设计综合了根本的门禁系统和楼宇对讲系统的功能，因此其主要的应用场所为小区综合楼，集体居住宿舍，写字楼等的平安程度要求不是很高的场所。基于单片机的门控系统电路硬件设计门控电路的硬件局部主要由主要供电电源电路、备用电源电路、推片机外围电路、键盘电路、1602液晶显示电路、报警电路、门号选择电路、对讲电路等电路模块组成。分为三块电路设计，一块电路实现电源电路，第二块电路是与单片机直接控制相关的电路，第三块是对讲电路，采用这种设计是根据各个电路模块之间的距离和功能来划分的，说明起来也更加合理。2.1基于单片机门控系统电路主框图和工作根本原理智能控制器由主要供电电源电路、备用电源充电电路、门磁、蜂鸣报警电路、电控锁及其驱动电路、门号选择电路、单片机及其外围电路、（键盘电路、1608液晶显示电路、报警电路）对讲门铃电路的等电路模块组成。主框图如图2.1所示。图b电控锁驱动电路图2.2.3aCD4067的引脚图图bCD4067的真值表U1918XTAl?RST32301疗SPLOm91111LXP1.2P1.3PL4P1.5'1.34>171.SREU2行5心RSlPSENP0.0/AD0口CigiP02AD2P0.3ADP0.4,AMP0.&/AD5PO2A饼F0.AD7F2ImP2.1/A9P22/7。P23'A11P2.4/A12P2513P2.6/A14F£7N5?4SCiK28ITSIFlREALARM25逐2710P3.0/RXDP3.noP3.2/INT0P3.3WTP3.VQP3.5/T1P3.&W&P3.7W1213DA-14PianxijanDRCONTACTR3UlAT89C52图2.2.5a4x4矩阵键盘接线及其键值示意图图2.2.5cDS1302引脚图图3.3a控制字节的含义S3.3bDS13O2的读写时序显示WELCOME!CALLORINPUT密码输 入按钮显示 CODE ERRORTHREE TIMES!.显示PLEASEINPUTTHECODE:_密码（6位）：（从键盘输入）初始密码为：888888显小PLEASEWAIT.显示SOORYYOUCODEERROR.持续2秒表3.7.11602的控制力旨令表：根本操作时序表读状态输入RS=L,RW=H,E=H狙】DO-D7=状态字写指令输入RS=L,RW=L,DOD7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H,RW=H,E=H输出DOD7=数据写数据:愉入RS=H,RW=L,DOD7=数据，E=高脉冲输出无操作时序如下图图b写操作时序.31602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否那么此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在，哪里显示字符，图是1602的内部显示地址。第四章protues仿真4.1欢送界面G后显小式吴显示界面输入开门功能的仿真PLERSEURlT!HRITPLEASE!密码输入错误显示界面6位密码输入完成后昴示界面密码输入三次错误后LCD显示仿真门_>Trr三=.F?*LU口=将101门号门号输入时，接通指示灯亮。模拟的门磁第五章设计总结参考文献1王汝淋.智能门禁控制系统，北京电子工业出版社.2004.92张振文.建筑弱电电工技术.国防工业出版社2023.1.3陈龙.居住小区智能化系统与技术.中国建筑工业出版社，2002.104盛啸涛等.楼宇自动化.西安电子科技大学出版社，2004.2.5吕景泉楼宇智能化技术.中国机械工业教育协会组编2002,4.6康华光.电子技术根底模拟局部）.华中科技大学电子技术组2005.77阎石.数字电子技术根底.清华大学电子学教研组.1997.28王迎旭.单片机原理与应用.机械工业出版社2004.79李强华等.基于单片机控制的楼宇对讲系统.电气应用.2006.410宋晓燕智能住宅小区保安监控系统概述自动化技术与应用，2001.111王兰君等.电工实用电子线路与电气线路360例河南科技出版社，2005.612周晓光等.射频识别（RFID）技术原理与应用实例.人民邮电出版社，2006.1213徐爱钧、彭秀华.KeilCx51V7.0单片机高级语言编程与UVion2应用实践.电子工业出版社，2004.61401ivierNicole.Accesscontrolsystem.Internetdata,Feb.202315WangJunbo.TheDesignofRFCardEntranceManagementSystemBasedonAT89C2051.EastChinaInstituteofTechnology,2005.1附录1C语言程序代码局部字体为白色，需下载后改写族色方能看见)/*基于单片机的门控系统*/*目标器件：AT89S52*/*晶振:11.0592MHZ*/*编译环境：Keil7.50A2.0-rs2.1-v2.2-e数据-PO口键盘-Pl口*/#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<math.h>#include<stdio.h>"函数声明voidIcdinit。；voidlcd_pos(unsignedcharpos);voidlcd_wdat(unsignedchardat);voidPassword_importation(void);/*ds302trj带口5*/sbitrst=P24;sbitsclk=P25;sbitio=P26;sbitrs=P20;sbitrw=P2l;sbitep=P22;SbitREL二P2""输出信号，为0是开门sbitbeep=P37;报警0为报警sbitdoorcontact=P3A6;/n6#detmeucharunsignedchar#defineuintunsignedint*显-*/WELCOME!INPUT”;CODE OR CALL?"'PLEASE ”；INPUT CODE:* );'THE NUM/CODE:”;'THE NUMCODE1 :M);unsignedcharcodedisl=unsignedcharcodedis2=unsignedcharcodedis3=unsignedcharcodedis4=unsignedCharCodedis5=unsignedcharcodedis6=unsignedcharcodedis7=unsignedcharcodedis8=,*',);unsignedcharcodedis9l="THENUMC0DE2:”;unsignedcharcodedisl="*"unsignedcharcodedis11(=("THENUMCODE3:"unsignedcha,codedisl2="*"unsignedcharcodedisl3="THECODE4:“;unsignedcharcodedis14J="*"unsignedcharcodedisl5二"THECODE5:");unsignedcharcodedisl611二"*r,;unsignedcharcodedisl7二"THEC0DE6:"unsignedcharcodedis!8="*m;unsignedcharcodedis50="PLEASEWAIT!”;unsignedcharcodedis51="WAITPLEASE!”;unsignedcharcodedis52J="SORRY!”;unsignedcharcodedis5311="NUMCODEERROR!");unsignedcharcodedis54=("RIGHTCODE;unsignedCharCodGdis55="UAREWELCOME!"unsignedcharcodedis56="CODEERROR”;unsignedcharcodedis57="THREETIMES!"unsignedcharcodedis60J=“PLEASEINPUT”;unsignedcharcodedis6In=r,THEDooRNUM"unsignedcharCUdedis62="RIGHTDOORNUMrr;UnSignedcharcodedis63="CONNECTING."；unsignedchartab-time;unsignedchartab_1302;unsignedchartab_ymdwtJ;intturedoornur61=101,102,103,201,202,203,30L302J03,401,402,403,501,502,503601;unsignedcharnumface二O;unsignedcharnunfacel=O;UnSignedcharnunface2=0;unsignedcharnunface3=0;unsignedcharcodeturepassword6=(8,8,8,8,8,8;"原始密码uchardoomumkey_data=O;unsignedcharkey_data=O;unsignedcharpassword=0,0t0,0,0,0;unsignedchardoornun=0,0,0);,unsignedcharerrortimes=0;ucharNUmbe口O;intnum;unsignedinttime;UChartab_13027;"初始化时时间EI期设置/-向DS1302写字节(上升沿有效)"一-数据输入从低位到高位voidwriteds-byte(uchardat)uchari,datw;"数据送给变量dat_w"数据线先拉低/如果是I/如果是0"右移一位dai_w=dai;hfor(i=0;i<8;i+)io=0;if(dat_w&0x01)io=Lelsei。=。；dat_w=dat_w»1;sclk=0;"先拉低B5t钟信号sclk=l;"拉高时钟信号sclk=。；"写一字节完毕，拉低时钟信号/-从DS1302读一字节（下降沿有效）一/-读出数据时从低位0位到高位7一ucharreadds_byte()UChari,k;k=0;for(i=0;i<8;i+)k=k>>l;if(i。)k=k0x80;)sclk=l;"先拉低时钟信号sclk=O;sclk=O;return(k);小一指定地址写一数据voidwriteds_add(ucharadd,uchardat)"dat为十进制数rst=O;SClkW);rst=l;拉高RSTwriteds_byte(add);/写地址writeds_byte(dat/10<<4)(dat%10);/DS1302中的时间数据是BCD码形式sclk=O;rst三O;小一指定地址读出一数据ucharreadds_add(ucharadd)uchartemp,dal1,dat2;rst=O;sclk=O;rst=1;writeds_byie(add);IemP=readdsbyle。;读取的数据为16进制sclk=0;rst=O;datl=temp16;读取完毕，拉低SCLK"拉低SCLK"16进制转成BCDdat2=temp%16;temp=dat1*10+dat2;转换成10进制数字return(temp);)小一DSl302初始化小一设置初始时间-voidds1302_init()uchari.add;add=0x80;writeds_add(0x8e,0x00);允许写入for(i=0；L<7;i+)writeds_add(add,tab_1302i);add+=2;writeds_add(0x90,0xa6);写充电控制存放器.writeds_add(0x8e,0x80);禁止写入小一获取DS1302时间一/一一在主函数中调用voidds1302()uchari,add=OX81;writeds_add(Ox8e,0x00);允许向DSl302写入数据forfi=0;i<7;i+)tab302i=rCaddS_add(add);获得的数据已转换为十进制add+=2;WritedS_add(OX8e,0x80):"获取完一次时间，禁止向DS1302写入数据，提高可靠/*函数名：时间限制*/bittrans()bitresult;result=(bit)(tab_13022!=0)&&(tab_13022!=l)&&tab_13022!=2&&tab_13022!=3&&tab_1302!=4&&tab3022!=5);"在凌晨0点到5点的时刻进行门号呼叫的限制returnresult;)/*函数名：两个延时子程序*/voiddelay10ms(void)/IOms延时程序unsignedchara,b;for(a=20;a>0;a)for(b=248;bX);b);voiddelaylms(intz)延时为ImS当delay(1000)为IOoO为一秒intx，y;for(x=z;x>0;x)for(y=l10;y>0;y);/*函数功能.血2的LCD延时子程序*/voiddelay(unsignedCharms)unsignedchari;while(ms-)for(i=0;i<250;i+)_nop_();】op_()；_nop_();_nop一();/*函数功能:测试LCD忙碌状态*/bitlcd_bz()bitresult;rs=0;ep=1;_nopj)；-110P-();result=(bit)(P()&0x80);ep=0;returnresult;/*函数功能:写指令数据到LCD了程序*/voidlcd_wcmd(unsignedcharcmd)While(Icd_bz();判断LCD是否忙碌rs=0;rw=0;ep=0;PO=cmd;_nop_()；ep=1；_nop_();_nop_();ep=0;/*函数功能:设定显示位置子程序*/voidlcd_pos(unsignedcharpos)lcd_wcmd(pos0x80);/*函数功能:写入显示数据到LCD子程序*，voidlcd_wdat(unsignedchardat)While(Icd_bz();/判断LCD是否忙碌rs=I;rw=0;ep=0;PO=dat;_nop一()；_nop_();ep-I;_nop_()；_nop_()；ep=0;/*函数功能LCD初始化子程序*/voidlcd_init()lcd_wcmd(Ox38);delay(l);Icd-Wcmd(OxOc);delay(l);IcdWcmd(OXO6);delay(l);lcd_Wcmd(OxOl);delay(l);*欢送界面*/voidwelcome(void)示位置i=0;while(dis2i!='01)lcd_wdat(dis2i);/显示字符i+；while(Pl!=OxOf);/*函数名：上次开门时间显示*/voidCheCkdiSPlay(Void)上次的开门时间unsignedchari;IcdJnitO;/初始化LCDdelay(10);lcd_pos(OxO1);"设置显示位置i=0;while(tabymdwil!='0,)lcd_wdat(iab_ymdwi);显示字符i+;1lcd_pos(0x42);/设置显示位置.i=0;while(tabtimei!=10')lcd_wdat(tab_timei);/显示字符i+；1delayIms(IO);延时为ImS当delay(1000)为IoOO为一秒延时2秒/*函数名：voiderror3times();功能：密码输入三次错误*木出*才*号voiderror3times(void)unsignedChari;IcdJnitO;/初始化LCDdelay(10);ICd_po$(Ox。1)；设置显示位置i=0;while(dis56i!=,0')ICd一WdaI(dis56i);显示字符i+；lcd_pos(0x42);/设置显示位置i=0;while(dis57i1=,0,)lcd.wdat(dis57il);/显示字符i+；delaylms(4000);延时为ImS当delay(100O)为100O为秒延时2秒welcoe();/*函数名：voidpassword_OK();功能：密码正确界面说明：dis54i,dis55i*/voidpassword_OK(void)unsignedchari;IcdJnitO;/初始化LCDdelay(10);ICd_pos(OXO1);设置显示位置i=0;while(dis54i1='0')ICd一Wdal(dis54i);显示字符i+；lcd_pos(0x42);/设置显示位置i=0;while(dis55i!=,0,)Icd_wdat(dis55i);/显示字符i+；)delaylms(2000);延时为Irm当delay(1000)为100O为一秒延时2秒welcome();/*函数名：voidpass-error()功能：密码错误界面说明：dis52i,dis53i*Vvoidpass_error(void)unsignedchari;lcd-init();/初始化LCDdelay(10);kxLps(0x01);"设置显示位置i=0;while(dis52i!=,0')ICd-Wdat(dis52i);显示字符i+;延时为Ims当曲Iay(100O)为1000为一秒延时2秒welcome();严*叱*函数名；voidnumpass_over();()功能：已经输入3个数字的显示显示为Wait说明：对输入密码输入模拟dis5Ui,tis51国徐*米*voidumpass_over(void)unsignedchari;ICdjnit();/初始化LCDdelay(10);kxLps(OXO1);/设置显示位置i=0;while(dis50iJ=,0,)lcd_wdaUdiS50i);显示字符i+;lcd_pos(0x42);/设置显示位置i=0;whi1e(dis5li!=,0,)Icd_wdat(dis51i);/Z显示字符i+；delaylms(2000);/延时J为ImS当delay(1000)为IOloO为-秒延时2秒I/*函数名.VoidPassovcr()功能：密码已经输入6个数字的显示显示为Wait说明：对输入密码输入模拟dis50i,dis51i*/voidpass_over(VOid)Iunsignedchari;lcdjnit();/初始化LCDdelay(10);lcd_pos(OxOI);设置显示位置i=0:while(dis50i!=0,)lcd_wdat(dis50i);显示字符i+；:Ilcd_pos(0x42);/设置显示位置i=0;while(dis51i!=,0')Icd_wdat(dis51i);/Z显示字符i+；Idelaylms(2000);延时为Ims当delay(1000)为100O为一秒延时2秒/*函数名：warning(void)功能：报警说明：未关报警*/voidwarning(void)bccp=O;delaylms(200);beep=1;delaylms(200);beep三O;delaylms(200);beep=l;delaylms(200);beep=O;delaylms(200);beep=l;delaylms(200);becp=O;delaylms(200);beep=l;delaylms(200);beep=O;delaylms(200);beep=l;/*函数名：voidPass_face6()功能：密码输入界面说明：对输入密码输入模拟disl7i,disl8i*/voidPass_face6(void)!unsignedchari;lcdjnit();/初始化LCDdelay(10);lcd_pos(OxOI);设置显示位置i=0;while(disl7fi!='0,)ICd一Wdat(dis17i);显示字符i+；1lcd_pos(0x42);/设置显示位置i=0;while(disl8i!=,0,)Icd_wdat(disl8i);/显示字符i+；1face6=lj/输入了6个密码字符标志While(Pll=OxOf);/*函数名：voidPass_face5()功能：密码输入界面说明：对输入密码输入模拟dis!5i,disl6i*/voidPass_face5(void)!unsignedchari;lcdjnit();/初始化LCDdelay(10);ICd_pos(OXo1);设置显示位置i=0;while(disl5i!=,0')ICCLWdat(dis15i);显示字符i+;ICd-POS(OX42);设置显示位置i=0;while(disl6i!=