劉裕舸（柳州鐵道職業(yè)技術學院，545616）

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單片機門禁系統(tǒng)的設計與研究

劉裕舸
（柳州鐵道職業(yè)技術學院，545616）

摘要：本文對單片機門禁系統(tǒng)的設計進行深層次的分析，希望能夠促使今后的單片機門禁系統(tǒng)設計更加合理，更加可靠。

關鍵詞：單片機；門禁系統(tǒng)；設計

對于企業(yè)、學校甚至交通設施而言，門禁系統(tǒng)所帶來的便利性與管理效果非常顯著，其普及程度以及應用效果均能夠代表該系統(tǒng)的重要性。對此，有效的分析單片機門禁系統(tǒng)當中的主要設計內(nèi)容是當前門禁行業(yè)的必行之道。

1　單片機門禁系統(tǒng)

單片機門禁系統(tǒng)則是一種基于單片機系統(tǒng)的門禁系統(tǒng)，其主要是將單片機系統(tǒng)作為門禁系統(tǒng)的核心控制器件，利用門禁系統(tǒng)的儲存、卡的讀寫、門鎖控制等功能實現(xiàn)控制目的。單片機門禁系統(tǒng)在我國的使用非常廣泛，在小區(qū)大門、企業(yè)學校機房等。如果有人想通過單片機門禁系統(tǒng)，則需要通過以下兩種方式進入。一種是在門禁處刷卡，當單片機系統(tǒng)識別該卡為合格進入卡之后，門會自動打開，反之則不開門；另外一種開門方式則是輸入驗證內(nèi)容加驗證信息開門，實際中普遍是號碼加密碼。

2　單片機門禁系統(tǒng)的硬件設計

本文將89C51單片機作為案例對單片機門禁系統(tǒng)分析，在單片機門禁系統(tǒng)的軟件設計中，主要分析系統(tǒng)當中的控制模塊、計時提示模塊以及讀取卡模塊等。89C51單片機門禁系統(tǒng)的基本模塊框架見圖1。

圖1　89C51單片機

2.1 89C51單片機

在本研究中主要將89C51作為特例進行分析。89C51單片機是美國ATMEL公司設計生產(chǎn)的AT89系列單片機中的一種，與MCS51系列的許多機種都具有兼容性，是只有8位的單片機。89C51單片機的主場配備頻率為11MHz，每一個機器的周期為1.085us。與此同時，89C51單片機的CPU主要是由定時控制部件、ALU以及專用寄存器組件所構成，其具備高性能的判斷、跳轉(zhuǎn)、調(diào)用以及豐富的數(shù)據(jù)傳輸功能。

2.1.1 讀卡電路

在89C51單片機門禁系統(tǒng)當中，主要是用戶通過非接觸式IC卡申請門鎖開門請求。如果用戶所提供的IC卡內(nèi)容與讀卡器當中的內(nèi)容相符合，則開門。在門禁系統(tǒng)開門時，會對開門記錄進行儲存，儲存IC卡卡號、時間以及其他相關內(nèi)容。

2.1.2 時鐘系統(tǒng)

在單片機門禁系統(tǒng)當中，普遍具有時間權限的控制。時鐘系統(tǒng)主要是用于規(guī)定刷卡時間，在規(guī)定時間之內(nèi)門禁系統(tǒng)不再具備常規(guī)的開關門要求。

2.1.3 儲存模塊

在單片機門禁系統(tǒng)當中，儲存模塊主要是儲存開門信息，開門信息的內(nèi)容主要是開門的IC卡卡號、開門時間以及其他內(nèi)容等。儲存模塊的出現(xiàn)主要是防止在斷電的情況之下閃存內(nèi)容丟失的情況。

2.1.4 通訊模塊

通訊模塊主要是連接單片機與刷卡模塊、單片機與上位機。

2.2 門禁控制模塊設計

門禁控制模塊的微處理器主要是通過89C51進行計算。89C51單片機是一種高性能、低電壓的單片機，其片內(nèi)的讀寫程序儲存器主要是8位的bytes可反復擦寫的制度程序。復位電路則是在單片機通電的情況下，給予硬件賦予的一種復位信號，該信號會依據(jù)單片機的形式不同，單片機的高電平有效與低電平有效會有一定的差別。復位檢測電路主要是在單片機工作過程中，檢測系統(tǒng)本身的電壓變化情況，從而對系統(tǒng)進行保護，保障單片機的電壓復位。

3　單片機門禁系統(tǒng)的軟件設計

3.1 單片機門禁系統(tǒng)的工作流程

例如在樓宇內(nèi)，單片機門禁系統(tǒng)的主要工作流程為：1、本樓

宇住戶使用已經(jīng)注冊的IC卡刷卡進入，如果住戶忘記攜帶IC卡則可以通過密碼進入；2、如果某個住戶有訪客時，首先需要輸入住戶對應的門牌號，如果門牌號正確則會即可接通住戶室內(nèi)的通話機，在樓宇住戶接聽之后則可以選擇開門或拒絕開門；3、任何形式的進出入均需要使用到IC卡或密碼，并且還會將開門記錄存儲到儲存器當中，留作今后的復查記錄。

3.2 89C51單片機顯示模塊程序

89C51單片機門禁系統(tǒng)中，通過顯示模塊，顯示屏的顯示流程主要為：開始、查“忙”、延時、清屏、寫入字串符、返回。但是，在實際的使用中，可能會因為使用的需求加入更多的顯示內(nèi)容，但是所有功能的顯示內(nèi)容均是在清屏之前進行。

3.3 讀寫卡程序

讀寫卡模塊主要是在刷卡的過程中對卡進行讀寫，通過對卡內(nèi)所具有的內(nèi)容判定該進入卡是否符合浸出要求。首先需要讀取數(shù)據(jù)，然后判斷數(shù)據(jù)是否正確，如果卡內(nèi)的信息有效則開門，反之則不開門。

3.4 通訊程序

89C51單片機當中有單獨工作的通訊處理器，通訊程序與PC機之后的數(shù)據(jù)交換并不頻繁，其主要是在對PC機發(fā)送指令之后才開始，微處理器才對PC機傳輸數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。在89C51單片機門禁系統(tǒng)當中，PC機與微處理器的通信主要是使用主從式通信協(xié)議，主要是將PC作為主機，微處理器作為從機。PC能夠完成多功能的串行通信，其主要包含接受單片機所發(fā)出的卡片內(nèi)容，卡片內(nèi)容則主要是包含刷卡的卡號、時間以及請求內(nèi)容等。

3.5 門控程序設計

單片機門禁系統(tǒng)使用門控程序設計可以實現(xiàn)開門、報警、記錄等功能。主要是通過用戶在鍵盤上輸入門號編碼與密碼，由程序辨別門號與密碼，并利用密碼判斷結果決定是否開門。并在鍵盤輸入的同時對鍵盤進行掃描，判斷輸入時間并記錄。

4　總結

綜上所述，在企業(yè)當中，門禁系統(tǒng)是非常重要的應用系統(tǒng)之一，其既能夠應用于重要區(qū)域的進出許可，還能夠完成記錄統(tǒng)計。與此同時，在設計單片機門禁系統(tǒng)時，還可以增加其他功能模塊，如加入生物特征識別等，從而使單片機門禁系統(tǒng)更加全能、高效、安全。

參考文獻

[1]高科，張大林，劉炳承等.采用89S52單片機門禁系統(tǒng)設計[J].《電子制作》,2015(16)：393-394.

[2]王軍波，饒運濤，等.基于AT89C2051單片機的RF卡門禁系統(tǒng)設計[J].《科技廣場》,2005(1):87-89.

The design and research of the access control system of single chip microcomputer

Liu Yuge
（Liuzhou Railway Vocational Technical College，545616）

Abstract：In this paper,the design of access control system based on MCU were in-depth analysis, hope to be able to promote future access control system based on MCU design more reasonable,more reliable.

Keywords：single chip microcomputer;entrance guard system;design