基于單片機(jī)的門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘要隨著目前各公司對(duì)安全要求的提高，管理水平的不斷提升，公司需要加強(qiáng)對(duì)進(jìn)出人員的管理，門(mén)禁被許多公司采用。但大多使用的都是單門(mén)禁，對(duì)于有很多出入通道的公司顯然不適用，既不能做到統(tǒng)一管理也缺少了統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)和考勤等附加功能，與此同時(shí)目前市面上的智能門(mén)禁系統(tǒng)多是基于有線通信的方式實(shí)現(xiàn)的，具有布線復(fù)雜、成本高、定型后不利于重新布線、擴(kuò)展等諸多缺陷。無(wú)線通信方式則克服了有線通信的很多不利因素，因此基于無(wú)線通信方式的門(mén)禁系統(tǒng)是未來(lái)門(mén)禁系統(tǒng)的方展方向，本課題設(shè)計(jì)的就是基于單片機(jī)的無(wú)線通信聯(lián)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外門(mén)禁系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)以及技術(shù)難點(diǎn)的研究，首先提出一套適合寫(xiě)字樓安全管理的基于單片機(jī)的聯(lián)網(wǎng)式門(mén)

2、禁系統(tǒng)。系統(tǒng)基于無(wú)線通信模式，采用基于rf射頻模塊的無(wú)線傳輸平臺(tái)作為系統(tǒng)的無(wú)線傳輸方式。硬件設(shè)計(jì)方面，系統(tǒng)采用的是簡(jiǎn)單實(shí)用的直線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無(wú)線信號(hào)的收發(fā)核心模塊選用的是選擇性?xún)r(jià)比高、集成度高的rf射頻模塊rfm12。軟件設(shè)計(jì)中，用c語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)主要子程序易讀性高，擴(kuò)展性好。通過(guò)visual basic建立合理人性化的人機(jī)界面，方面管理者使用。該門(mén)禁系統(tǒng)性能價(jià)格比高，解決了寫(xiě)字樓管全管理門(mén)禁系統(tǒng)采用有線通信方式所存在的難以擴(kuò)展、難以升級(jí)等問(wèn)題。關(guān)鍵詞：門(mén)禁系統(tǒng)，無(wú)線通信，非接觸式ic卡目錄1緒論11.1門(mén)禁系統(tǒng)簡(jiǎn)介11.2 門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析12 門(mén)禁的方案設(shè)計(jì)42.1 門(mén)禁

3、的系統(tǒng)組成 42.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)組成52.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)63硬件設(shè)計(jì)73.1 電源設(shè)計(jì)73.2 門(mén)禁控制器73.3.基于rf射頻模塊rfm12的無(wú)線傳輸平臺(tái)設(shè)計(jì)93.4讀卡器113.5 rs232 轉(zhuǎn)化電路123.6電子鎖133.7周邊設(shè)備134 軟件設(shè)計(jì)174.1 主控設(shè)備的軟件設(shè)計(jì)174.2 無(wú)線傳輸模塊的軟件設(shè)計(jì)304.3 管理軟件設(shè)計(jì)425總結(jié)48參考文獻(xiàn)49致謝501緒論1.1門(mén)禁系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，門(mén)禁系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)得到廣泛的普及。作為智能弱電系統(tǒng)中的一種安防系統(tǒng)，門(mén)禁系統(tǒng)集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉及光電，電子，機(jī)械，計(jì)算機(jī)，通訊，生物技術(shù)等諸多新技術(shù)

4、，體現(xiàn)了現(xiàn)代智能化管理的要求1。實(shí)際上，門(mén)禁系統(tǒng)就是在建筑物內(nèi)外的出入口通過(guò)持有非接觸式卡片來(lái)對(duì)人（或物）的進(jìn)出實(shí)施放行，拒絕，記錄等操作的智能化管理系統(tǒng)，為大門(mén)門(mén)禁控制，考勤管理，智能樓宇系統(tǒng)，高安全性出入口管理等安全，方便的實(shí)施出入控制。門(mén)禁控制系統(tǒng)有時(shí)也稱(chēng)為出入監(jiān)督智能系統(tǒng)，其功能是有效地管理門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉，保證授權(quán)出入門(mén)人員的自由出入，限制未授權(quán)人員的進(jìn)入，對(duì)暴力強(qiáng)行入門(mén)行為，予以報(bào)警。同時(shí)可對(duì)出入人員分類(lèi)管理，對(duì)出入?yún)^(qū)域分類(lèi)管制，對(duì)出入人員代碼，出入時(shí)間，出入號(hào)碼進(jìn)行登錄與存儲(chǔ)2。電子門(mén)鎖是近幾年隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，尤其是智能ic卡應(yīng)用技術(shù)的提高發(fā)展起來(lái)的，隨之而產(chǎn)生的接觸式智能ic

5、卡和密碼鍵盤(pán)門(mén)禁系統(tǒng)也越來(lái)越被人們重視和使用。電子計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)管理主機(jī)，通過(guò)聯(lián)接系統(tǒng)的各個(gè)讀卡器(即開(kāi)門(mén)控制器)管理門(mén)鎖。智能ic卡具有存儲(chǔ)運(yùn)算功能，經(jīng)初始化和授權(quán)后成為控制門(mén)鎖開(kāi)和關(guān)的特殊鑰匙，從而便構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)代化的門(mén)禁系統(tǒng)。從上面的描述，我們可以看到門(mén)禁系統(tǒng)發(fā)展完善的過(guò)程是現(xiàn)代科技與人類(lèi)文明相結(jié)合而逐步完善的過(guò)程。門(mén)禁系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能和方便、安全的操作為人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。但是目前的智能門(mén)禁系統(tǒng)大多數(shù)是基于有線通信的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。眾所周知，有線通信具有安全、穩(wěn)定性好、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)有線通信方式具有初裝費(fèi)用高、施工時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)法移動(dòng)、變更余地小、維護(hù)費(fèi)用高、覆蓋面

6、積小、擴(kuò)展困難等缺陷。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了一個(gè)新的天地。功能強(qiáng)、容易安裝、組網(wǎng)靈活、即插即用的網(wǎng)絡(luò)連接、可移動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供了不受限制的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)管理人員可以迅速而容易地將其加入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行。隨著無(wú)線數(shù)據(jù)通信逐漸成為一種越來(lái)越重要的通信方式，人們?cè)O(shè)計(jì)出一種更安全有效、方便智能的門(mén)禁系統(tǒng)無(wú)線門(mén)禁系統(tǒng)。本課題針對(duì)人們對(duì)智能安防系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的追求，提出一套基于無(wú)線傳輸方式的門(mén)禁系統(tǒng)。1.2 門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析門(mén)禁系統(tǒng)是在傳統(tǒng)門(mén)鎖的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，后者是機(jī)械裝置，在人出入很多的地方，例如辦公室，酒店等鑰匙的管理造成不便。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，這一問(wèn)題

7、得到了解決，出現(xiàn)了電子磁卡鎖，電子密碼鎖等電子門(mén)禁系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高了人們對(duì)出入口的管理程度。又隨著電子芯片的高度集成化和生物識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，智能門(mén)禁系統(tǒng)得以出現(xiàn)。以下是門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程3：第一代門(mén)禁：鍵盤(pán)輸入密碼方式會(huì)有因忘記密碼而被拒之門(mén)外。第二代門(mén)禁：接觸卡式門(mén)禁系統(tǒng)，例如：(1)磁碼卡，是把瓷質(zhì)貼在朔料卡片上制成。磁卡可改寫(xiě)，應(yīng)用方便。缺點(diǎn)是易消磁，易磨損。(2)鐵碼卡，是用特殊的金屬線排列編碼，采用金屬磁燒的原理制成，不易被復(fù)制。第三代門(mén)禁：非接觸式ic卡門(mén)禁卡片采用了先進(jìn)半導(dǎo)體制造技術(shù)和信息安全技術(shù)，利用電子回路及感應(yīng)線圈在讀卡器本身產(chǎn)生特殊震蕩頻率，當(dāng)卡片進(jìn)入讀卡器能量范圍時(shí)產(chǎn)生

8、共振，感應(yīng)電流使電子回路發(fā)射信號(hào)到讀卡器，經(jīng)讀卡器將收到信號(hào)轉(zhuǎn)換成卡片資料，送到控制器進(jìn)行判斷、決策。第四代門(mén)禁：生物辨識(shí)門(mén)禁系統(tǒng)它包括指紋機(jī)，掌紋機(jī)，視網(wǎng)膜辨別機(jī)和聲音識(shí)別及人臉識(shí)別裝置。目前指紋識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。ic卡是由一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片組成，并封裝成人們攜帶的卡片。世界上第一張ic卡誕生于1974年一位名叫羅蘭莫雷諾（roland moreno）的法國(guó)工程師手中6。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，芯片的集成度、容量、安全性都得到了很大的提高，尤其是eeprom技術(shù)的成熟，使得ic卡的生產(chǎn)、應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。ic卡按使用方法和信息交換方式又可分為接觸式ic卡和非接觸式ic卡（射頻卡）。接

9、觸式ic卡是通過(guò)物理接觸方式，將卡插入卡座后，與外界交換信息，所用集成電路芯片露在塑料卡外面的一面是一塊含有電路腳的接觸片，大部分都鍍金9。非接觸式ic卡是通過(guò)電磁波與外界交換信息，帶有射頻收發(fā)及相關(guān)電路的芯片與環(huán)形天線全部埋在塑料基片中，在進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，讀寫(xiě)設(shè)備向射頻卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)與讀寫(xiě)設(shè)備發(fā)射頻率相同的lc串聯(lián)諧振電路，在電磁波的激勵(lì)下產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)貯存，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2v時(shí)，此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓，從而完成將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫(xiě)設(shè)備的數(shù)據(jù)4。本課題選擇非

10、接觸式ic卡門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是因?yàn)榕c接觸式ic卡相比較，非接觸（感應(yīng)）式ic卡具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)操作方便、快捷 由于采用非接觸無(wú)線通訊，讀寫(xiě)器對(duì)在感應(yīng)范圍內(nèi)的卡就可以進(jìn)行操作，免去了插拔卡，所以非常方便用戶(hù)使用(2) 抗干擾性高 非接觸式ic卡中有快速防沖突機(jī)制，能有效防止卡片之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，在多卡同時(shí)進(jìn)入讀寫(xiě)范圍內(nèi)時(shí)，讀寫(xiě)設(shè)備可一一對(duì)卡進(jìn)行處理。(3) 可靠性高 非接觸式ic卡與讀寫(xiě)器之間沒(méi)有機(jī)械接觸，這就從根本上消除了由于接觸讀寫(xiě)而產(chǎn)生的各種故障.(4) 高安全性 非接觸式卡的序列號(hào)是唯一的，制造商在產(chǎn)品出廠前已將此序列號(hào)固化在芯片中，不可以更改；非接觸式卡與讀寫(xiě)器之間采用雙向互認(rèn)驗(yàn)證

11、機(jī)制，即讀寫(xiě)器要驗(yàn)證ic卡的合法性，ic卡也要驗(yàn)證讀寫(xiě)器的合法性。(5)適合于多種應(yīng)用 非接觸式ic卡的存貯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其可以做到一卡多用，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合或系統(tǒng)，例如，企業(yè)或機(jī)關(guān)內(nèi)部員工“一卡通”，可用作考勤、食堂就餐、電話管理、停車(chē)場(chǎng)、門(mén)禁等；校園“一卡通”，可用作學(xué)生證、借書(shū)證、消費(fèi)卡、門(mén)禁“銅匙”等，此時(shí)用戶(hù)可根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)置不同的密碼和訪問(wèn)條件。 (6) 適應(yīng)于多種要求 非接觸式ic卡系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境與應(yīng)用對(duì)象的不同而做到作用距離不同，如用于高速公路或一般路、橋收費(fèi)，可選用作用距離為0.6m20m的系統(tǒng)，如用于電子錢(qián)包或公交收費(fèi)，可選用作用距離僅幾厘米的系統(tǒng)。系統(tǒng)配置相當(dāng)靈活多樣。正

12、是由于非接觸式ic卡的上述特點(diǎn)，使它在某些領(lǐng)域具有接觸式ic卡無(wú)法比擬的優(yōu)越性，被廣泛應(yīng)用于電子錢(qián)包、鐵路、地鐵、公交、輪渡、高速公路、一般路橋收費(fèi)、食堂售飯收費(fèi)、門(mén)禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、身份證等領(lǐng)域。特別是在地鐵、公交、路橋、輪渡等收費(fèi)應(yīng)用中，近期將占到整個(gè)卡應(yīng)用的50%以上5。2008年的北京奧運(yùn)會(huì)和2010年的上海世博會(huì)將是中國(guó)安防市場(chǎng)的最大商機(jī)，而中國(guó)持續(xù)不斷的建設(shè)高潮也為安防市場(chǎng)的穩(wěn)定發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。綜上所述，門(mén)禁系統(tǒng)作為安防設(shè)備的重要組成部分之一，在國(guó)內(nèi)外都具有十分美好的市場(chǎng)前景?？v觀國(guó)內(nèi)外，門(mén)禁市場(chǎng)的發(fā)展情況大不相同。目前歐美門(mén)禁系統(tǒng)市場(chǎng)正逐漸進(jìn)入成熟階段，其產(chǎn)業(yè)的分工已進(jìn)人細(xì)

13、分階段，生產(chǎn)卡、讀卡器的廠家單單生產(chǎn)卡、讀卡器，如美國(guó)的hid公司、h1-dala公司、德國(guó)的destele公司。生產(chǎn)控制器的公司單單研究生產(chǎn)控制器和軟件。如美國(guó)的northern computer公司、csi公司。隨著其產(chǎn)業(yè)化的形成，各大專(zhuān)業(yè)公司由于其財(cái)力的雄厚、技術(shù)的先進(jìn)、市場(chǎng)的先導(dǎo)以及專(zhuān)業(yè)人員的積累，壟斷勢(shì)頭不斷呈現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)大公司之間的相互競(jìng)爭(zhēng)使得產(chǎn)品利潤(rùn)率不斷下降，產(chǎn)品價(jià)格大幅降低，相對(duì)于歐美的收入，5000美元左右的門(mén)禁系統(tǒng)可廣泛運(yùn)用于市場(chǎng)。至近幾年，歐美各大企業(yè)也開(kāi)始投入到無(wú)線門(mén)禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中來(lái)。在亞洲和中國(guó)，隨著人們對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，門(mén)禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也越來(lái)

14、越廣泛。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的門(mén)禁系統(tǒng)市場(chǎng)迅速增長(zhǎng)，人們對(duì)門(mén)禁系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，應(yīng)用于智能大廈或智能社區(qū)的門(mén)禁控制、考勤管理、安防報(bào)警等諸多場(chǎng)合，涌現(xiàn)出許多生產(chǎn)門(mén)禁、安防系統(tǒng)的公司，如藍(lán)泰、創(chuàng)一公司等。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上也出現(xiàn)了許多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的新型門(mén)禁控制系統(tǒng)，例如藍(lán)泰公司近期推出的開(kāi)放式門(mén)禁控制系統(tǒng)，能夠管理大型會(huì)議以及公共場(chǎng)所的入口、通道；創(chuàng)一公司的第四代感應(yīng)卡考勤門(mén)禁管理系統(tǒng)的功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定，能夠支持智能排班功能，存儲(chǔ)量大、操作簡(jiǎn)單，也是目前比較流行的門(mén)禁系統(tǒng)之一。由于中國(guó)的門(mén)禁系統(tǒng)起步較晚，在技術(shù)、設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，可向國(guó)外一些較成熟的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)借鑒與參考，因而大大加速中國(guó)門(mén)禁系統(tǒng)的發(fā)展6

15、。2 門(mén)禁的方案設(shè)計(jì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公司對(duì)安全性的要求越來(lái)越高，原來(lái)的簡(jiǎn)單的門(mén)鎖早已不能滿(mǎn)足他們對(duì)人員安全管理的需求。特別是現(xiàn)在很多大城市里，一棟寫(xiě)字樓里云集著很多家公司，如果要確保每個(gè)公司的安全就需要非常完善的門(mén)禁管理系統(tǒng)。目前市場(chǎng)上大多數(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)均采用有線的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖然其具有傳輸容量大、可靠性高等的優(yōu)點(diǎn)，但是有線系統(tǒng)也有其不可避免的缺點(diǎn)：靈活性差、安裝成本高，施工難度大等。采用無(wú)線的傳輸方式，能夠克服上述缺陷。因此，無(wú)線化是現(xiàn)有電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)無(wú)線門(mén)禁系統(tǒng)將成為未來(lái)門(mén)禁系統(tǒng)發(fā)展的重要方向7。本課題設(shè)計(jì)的就是基于非接觸ic卡的無(wú)線通信聯(lián)網(wǎng)門(mén)禁系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)主要具有以下特點(diǎn)：1 可以

16、樹(shù)立公司，大廈或者寫(xiě)字樓等公共場(chǎng)所規(guī)范化管理形象，提高管理檔次，同時(shí)規(guī)范化內(nèi)部的管理體制。2 一張非接觸式ic卡可以代替所有的大門(mén)鑰匙，且具有不同的通過(guò)權(quán)限，授權(quán)持卡進(jìn)入其職責(zé)范圍內(nèi)可以進(jìn)入的門(mén)。所有的進(jìn)出情況在電腦里都有記錄，便于針對(duì)具體事情的發(fā)生時(shí)間進(jìn)行查詢(xún)，落實(shí)責(zé)任。3 可以將不受歡迎的人員拒之門(mén)外，例如可以杜絕傳銷(xiāo)，保險(xiǎn)等行業(yè)的業(yè)務(wù)員在未經(jīng)許可的情況下產(chǎn)自闖入您的辦公室，干擾您正常的辦公秩序。同行的競(jìng)爭(zhēng)者不會(huì)輕易地進(jìn)入您的辦公或開(kāi)發(fā)場(chǎng)所順手拿走您的業(yè)務(wù)資料或者核心技術(shù)資料。4 如果員工的感應(yīng)卡丟失可以在系統(tǒng)內(nèi)及時(shí)掛失，這樣即使其他人撿到了該感應(yīng)卡也無(wú)法進(jìn)入公司。對(duì)于離職、離開(kāi)的人員該卡

17、采用禁用的模式，該員工以后都無(wú)法進(jìn)入公司進(jìn)行破壞等報(bào)復(fù)活動(dòng)。5 基于windows的全中文操作系統(tǒng)，界面友好，操作方便簡(jiǎn)單。普通員工經(jīng)過(guò)培訓(xùn)就可以勝任相應(yīng)管理軟件操作。6系統(tǒng)采用無(wú)線通信方式，擴(kuò)展性好，便于升級(jí)或者增加新的門(mén)禁。2.1 門(mén)禁的系統(tǒng)組成門(mén)禁控制系統(tǒng)是由上位機(jī)，門(mén)禁主控設(shè)備、無(wú)線傳輸平臺(tái)、讀卡器、電控鎖、ac-dc電源、卡片、管理軟件等幾個(gè)重要部分組成的。門(mén)禁系統(tǒng)組成如圖2-1所示圖2-1 門(mén)禁系統(tǒng)的組成2.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)組成門(mén)禁系統(tǒng)的硬件組成主要由基于atmega16單片機(jī)的門(mén)禁控制器，鎖系統(tǒng)，讀卡器，非接觸式ic卡，rf射頻無(wú)線傳輸設(shè)備，電源以及其他周邊設(shè)備組成。門(mén)禁控制器：

18、是門(mén)禁系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出信息的處理、存儲(chǔ)和控制等。它驗(yàn)證門(mén)禁讀卡器輸入信息的可靠性，并根據(jù)出入規(guī)則判斷其有效性，如若有效則對(duì)執(zhí)行部件發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。門(mén)禁控制器性能的好壞直接影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定，而系統(tǒng)的穩(wěn)定定性直接影響著客戶(hù)的生命和財(cái)產(chǎn)安全8?？ㄆ洪T(mén)禁系統(tǒng)的開(kāi)門(mén)電子鑰匙?，F(xiàn)在通常采用非接觸ic卡，因?yàn)槠洳僮鲿r(shí)無(wú)需接觸，不會(huì)磨損，芯片封裝在卡片內(nèi)，不會(huì)被腐蝕，所以經(jīng)久耐用，能使用十年以上。讀卡器：與非接觸ic卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的控制部分。帶無(wú)線電發(fā)射天線，當(dāng)有非接觸ic卡接近時(shí)，能給非接觸ic卡提供能量，獲取非接觸ic返回的數(shù)據(jù)。讀卡器分析確認(rèn)卡的有效性后，將結(jié)果傳送至控制器9。電

19、控鎖:門(mén)禁系統(tǒng)的執(zhí)行部件，電控鎖通常在斷電時(shí)呈開(kāi)門(mén)狀態(tài)，以符合消防要求。rf射頻傳輸設(shè)備:門(mén)禁系統(tǒng)的無(wú)線傳輸平臺(tái)。它使用rf射頻微波作為無(wú)線傳輸?shù)妮d體，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與pc機(jī)的通訊。電源：提供整個(gè)門(mén)禁系統(tǒng)的供電，是系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，下一章將對(duì)電源做詳細(xì)介紹。周邊設(shè)備：門(mén)禁系統(tǒng)的外圍輔助設(shè)備，周邊設(shè)備包括警示報(bào)警裝置、lcd輸出設(shè)備等。以上對(duì)系統(tǒng)的各部分分別進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)際應(yīng)用中，各個(gè)硬件功能模塊是緊密地結(jié)合為一個(gè)有機(jī)整體共同協(xié)作的。圖2-2是門(mén)禁系統(tǒng)的硬件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)框圖 atmega16單片機(jī)電源開(kāi)鎖控制信號(hào)鎖系統(tǒng)lcd輸出無(wú)線發(fā)射信號(hào)輸入無(wú)線傳輸平臺(tái)反饋信號(hào)輸出無(wú)線傳輸平臺(tái)讀卡模塊串口

20、通信信號(hào)圖2-2系統(tǒng)的硬件構(gòu)成框圖2.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為硬件組成中各主要模塊的程序設(shè)計(jì)和pc機(jī)的管理軟件的設(shè)計(jì)。各主要模塊的程序設(shè)計(jì)主要包括基于atmega16單片機(jī)的主控設(shè)備的程序設(shè)計(jì)，基于rfm12無(wú)線通信模塊的程序設(shè)計(jì)以及讀卡模塊的程序設(shè)計(jì)。pc機(jī)管理軟件的設(shè)計(jì)主要由卡片管理模塊、控制器管理模塊、權(quán)限管理模塊等組成?？ㄆ芾砟K，發(fā)放或注銷(xiāo)序列號(hào)、卡號(hào)?？刂破鞴芾砟K，是用來(lái)注冊(cè)現(xiàn)有或新增的控制器，便于更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)。權(quán)限管理模塊，可分層設(shè)定操作者的各項(xiàng)權(quán)限，并通過(guò)visual b設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單合理的人機(jī)界面。3硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)這要包括電源的供電方式選擇，門(mén)禁控制

21、系統(tǒng)的主控設(shè)備的選型及設(shè)計(jì)，讀卡模塊的選型及設(shè)計(jì)，lcd顯示模塊的選型及設(shè)計(jì)，電子鎖電路設(shè)計(jì)以及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。最后將以上各個(gè)模塊合理連接，完成硬件電路的設(shè)計(jì)。3.1 電源設(shè)計(jì)電源的供電方式有很多種，常用的有開(kāi)關(guān)電源、電池（或者充電電池）等。其中，開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)市電電源直接供電，使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便，但是這種電源的缺點(diǎn)是紋波效應(yīng)比較嚴(yán)重，無(wú)法提供高精度直流電壓。由于無(wú)線設(shè)備對(duì)電源穩(wěn)定性的要求相對(duì)嚴(yán)格，因此本設(shè)計(jì)方案不推薦使用開(kāi)關(guān)電源。另一種較常見(jiàn)的供電是電池供電，尤以充電電池的供電方式應(yīng)用較為廣泛。因?yàn)檫@種供電方式不僅克服了開(kāi)關(guān)電源的紋波效應(yīng)，具備提供高精度直流電壓的能力，并且在斷電的情

22、況下仍然能夠?qū)υO(shè)備持續(xù)供電。所以本方案采用充電電池為系統(tǒng)電源。3.2 門(mén)禁控制器門(mén)禁系統(tǒng)的主控設(shè)備采用atmega16單片機(jī)。avr系列單片機(jī)是atmel公司開(kāi)發(fā)的新一代單片機(jī)，在設(shè)計(jì)上打破常規(guī)，采用了全新的概念，突出的優(yōu)點(diǎn)是高性能、低功耗的 8 位avr 微處理器，并且具有先進(jìn)的risc 結(jié)構(gòu)，方便設(shè)計(jì)者使用。一般而言atmega16在1 mhz, 3v, 25c 時(shí)的功耗正常模式時(shí)的工作電流為 1.1ma ，空閑模式時(shí)的工作電流為 0.35ma，掉電模式時(shí)的工作電流 1 a。此外，該系列單片機(jī)擁有各種流行接口，方便與目前許多種類(lèi)的外圍設(shè)備連接通信，操作方便快捷，非常適合于低功耗、混合信號(hào)處

23、理的產(chǎn)品與應(yīng)用10。atmega16的硬件設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：(1)cpu設(shè)計(jì)atmega16單片機(jī)的cpu采用8位的risc結(jié)構(gòu)。擁有32個(gè)8位通用工作寄存器，其中x、y、z 特殊寄存器可以用作3 個(gè)16 位的間接尋址寄存器指針以尋址數(shù)據(jù)空間，實(shí)現(xiàn)高效的地址運(yùn)算。(2)內(nèi)部存儲(chǔ)器分為程序存儲(chǔ)器(flash)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(ram)atmega16具有豐富的內(nèi)部存儲(chǔ)單元，包括16k字節(jié)的程序存儲(chǔ)器flash，512 字節(jié)eprom和1k字節(jié)sram。(3)輸入/輸出(i/o)口atmega16單片機(jī)32 個(gè)通用i/o 口線，作為通用數(shù)字i/o 使用時(shí)，所有avr i/o 端口都具有真正的讀- 修改-

24、寫(xiě)功能。這意味著用sbi 或cbi 指令改變某些管腳的方向( 或者是端口電平、禁止/ 使能上拉電阻) 時(shí)不會(huì)無(wú)意地改變其他管腳的方向( 或者是端口電平、禁止/ 使能上拉電阻)。有些引腳還具有特殊功能，包括可工作于主機(jī)/ 從機(jī)模式的spi 串行接口。(4)定時(shí)計(jì)數(shù)器atmega16系列單片機(jī)有2個(gè)兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(5)指令系統(tǒng)atmega16系列單片機(jī)具有先進(jìn)的risc 結(jié)構(gòu)，131條指令，并且大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期(6)睡眠模式空閑模式、adc 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式、standb

25、y 模式以及擴(kuò)展的standby模式綜上所述，atmega16單片機(jī)是一款功能強(qiáng)大、集成資源豐富的智能型微控制器【11】。利用其上述特性，結(jié)合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，主控設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)以下的操作：（1）控制無(wú)線傳輸平臺(tái)的傳輸過(guò)程，包括發(fā)送、接收模塊的配置與控制.（2）控制電子鎖的開(kāi)啟（3）lcd輸出顯示的驅(qū)動(dòng)程序（4）報(bào)警模塊的驅(qū)動(dòng)程序針對(duì)以上需實(shí)現(xiàn)的功能，atmega16單片機(jī)預(yù)留相應(yīng)的資源與之對(duì)應(yīng)。pb端口與無(wú)線傳輸系統(tǒng)的rf模塊相連接，pc端口與lcd顯示模塊相連接，pd口與讀卡模塊相連接，pa口用于電子鎖和報(bào)警模塊相連接。atmega16單片機(jī)的引腳圖如圖3-1所示。圖3-1 atmega16

26、單片機(jī)的引腳圖3.3.基于rf射頻模塊rfm12的無(wú)線傳輸平臺(tái)設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)中，基于rf模塊的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)功耗小、成本低、組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單，非常適合小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)合。針對(duì)無(wú)線門(mén)禁系統(tǒng)傳輸距離較短，通信方式較簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用基于rf模塊的無(wú)線傳輸平臺(tái)。無(wú)線模塊的傳輸原理框圖如圖3-2所示。單片機(jī)發(fā)送端控制無(wú)線發(fā)射無(wú)線接收單片機(jī)接收端控制pc機(jī)圖3-2 無(wú)線模塊傳輸原理框圖目前市場(chǎng)上rf模塊有許多款，然而符合設(shè)計(jì)需求，支持較大的傳輸速率、擁有大量的可配置頻段、成本較低的rf模塊并不多。綜合考慮本系統(tǒng)采用深圳市惠貽華普電子有限公司生產(chǎn)的rfm12作為rf模塊。rfm12 是一款低成本的

27、 ism 頻段 fsk 收發(fā)模塊,其核心電路采用的是帶鎖相環(huán)（pll）技術(shù)的 rf12 射頻收發(fā)芯片。 rfm12 可工作在315/433/868/915mhz 四個(gè)頻段,并符合 fcc 和etsi 要求.它提供一個(gè) spi 接口,實(shí)現(xiàn)由 mcu通過(guò)軟件去設(shè)置各種射頻參數(shù)和其它輔助功能12，19。圖3-3為rfm12模塊的引腳圖。圖3-3 rfm12無(wú)線模塊引腳圖各引腳的功能見(jiàn)表3-1所示。表3-1 rfm12引腳功能表名稱(chēng)類(lèi)型功能nint/vdidi/ do中斷輸入（低電平有效）/有效數(shù)據(jù)指示輸出vdds正電源電壓sdidi串行控制接口數(shù)據(jù)輸入sckdi串行控制接口時(shí)鐘輸入nseldi串行控

28、制接口片選輸入（低電平有效）sdodo串行數(shù)據(jù)輸出nirqdo中斷請(qǐng)求輸出（低電平有效）fsk/data/nffsdi/do/difsk數(shù)據(jù)輸入/接收數(shù)據(jù)輸出/先入先出寄存器模式選擇輸入dclk/cfil/ffitdo/aio/do接收數(shù)據(jù)的始終輸出/外接數(shù)據(jù)濾波電容/先入先出寄存器中斷clkdo供mcu使用的時(shí)鐘輸出nresdio用內(nèi)部上拉和輸入緩沖開(kāi)啟復(fù)位輸出（低電平有效）rfm12無(wú)線通信模塊的主要特點(diǎn)：（1） 成本低,性?xún)r(jià)比高.（2） 生產(chǎn)免調(diào)試（3） 采用pll和零中頻技術(shù)鎖相時(shí)間快（4） 鎖相時(shí)間快（5） 高分辯率的pll，頻率間隔最小2.5khz（6） 高數(shù)據(jù)傳輸率(使用內(nèi)部數(shù)據(jù)

29、濾波器最高115.2kbps,使用模擬濾波器最高256kbps)（7） 直接差分天線輸入/輸出（8） 天線阻抗自動(dòng)調(diào)諧（9） 可編程發(fā)射頻偏(15khz到240khz，15khz間隔)（10） 可編程接收帶寬(67khz到400khz)（11） 模擬和數(shù)字接收信號(hào)強(qiáng)度指示（arssi/drssi）（12） 自動(dòng)頻率控制(afc)（13） 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)(dqd)（14） 內(nèi)部數(shù)據(jù)過(guò)濾（15） 接收同步pattern硬件識(shí)別（16） spi控制接口（17） 可為mcu提供時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)（18） 16位接收數(shù)據(jù)寄存器（先入先出隊(duì)列）（19） 兩個(gè)8位發(fā)射數(shù)據(jù)寄存器（20） 標(biāo)準(zhǔn)10mhz晶振（21）

30、 喚醒定時(shí)器（22） 2.2v到5.4v電源（23） 低功耗（24） 低靜電流(0.3a)綜上所述，rfm12是一款性性?xún)r(jià)比較高的無(wú)線收發(fā)模塊。在無(wú)需外加功放電路的情況下，距離可達(dá)200米以上。因此本系統(tǒng)采用兩套rfm12無(wú)線傳輸模塊，讓它工作在433mhz，頻段帶寬為134khz，數(shù)率為1.2kpbs，發(fā)射調(diào)制頻偏為60khz的空曠，無(wú)干擾地域。其中一塊和單片機(jī)相連負(fù)責(zé)把讀卡器的數(shù)據(jù)傳輸給pc機(jī)，一塊和pc機(jī)相連負(fù)責(zé)接收單片機(jī)的數(shù)據(jù)以及反饋數(shù)據(jù)給單片機(jī)。3.4讀卡器目前定義rfid產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻、和超高頻三種頻率范圍，不同頻段的rfid產(chǎn)品有不同的特性13。1.低頻（從125kh

31、z到134khz）該頻段主要是通過(guò)電感耦合的方式進(jìn)行工作，也就是在讀寫(xiě)器線圈和感應(yīng)器線圈件存在著變壓器耦合作用。通過(guò)讀寫(xiě)器交變場(chǎng)的作用在感應(yīng)器天線中感應(yīng)的而典雅被蒸餾，可作供電電壓使用。磁場(chǎng)區(qū)域能夠很好的被定義，但是場(chǎng)強(qiáng)下降的太快，且傳輸速率慢，價(jià)格高。2.高頻（工作頻率為13.56mhz）在該頻率的感應(yīng)器不再需要線圈進(jìn)行繞制，可以通過(guò)腐蝕活著的方式制作天線。感應(yīng)器一般通過(guò)負(fù)載調(diào)制的方式進(jìn)行工作。也就是通過(guò)感應(yīng)器上的負(fù)載電阻的接通和斷開(kāi)促使讀寫(xiě)器天線上的電壓發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)用遠(yuǎn)距離感應(yīng)器對(duì)天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制。如果通過(guò)數(shù)據(jù)控制負(fù)載電壓的接通和斷開(kāi)，那么這些數(shù)據(jù)就能夠從感應(yīng)器傳輸?shù)阶x寫(xiě)器。它的感應(yīng)

32、器一般是電子標(biāo)簽的形式，可以把某些數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入標(biāo)簽中。傳輸速率高，價(jià)格合理。3. 超高頻（工作頻率為860mhz到960mhz）超高頻系統(tǒng)通過(guò)電場(chǎng)來(lái)傳輸能量。電場(chǎng)的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，無(wú)源可達(dá)10m左右。這要是通過(guò)電容耦合的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。目前使用較多的是iso14443協(xié)議，而iso15693是對(duì)于iso14443對(duì)應(yīng)于高頻范圍的一種協(xié)議。因?yàn)閕so15693疏耦合卡在高頻時(shí)讀取距離可達(dá)1m，所以本系統(tǒng)采用基于iso15693協(xié)議的高頻讀寫(xiě)器，它可以對(duì)13.56mhz高頻電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)讀、寫(xiě)、鎖操作14。它的功能特點(diǎn)如下：l 工作頻率：1

33、3.56mhzl 閱讀距離：6-10cml 電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)：iso15693(tag-it hf-i、icode)l 對(duì)電子標(biāo)簽多個(gè)數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容進(jìn)行讀、寫(xiě)、鎖操作l 具有防沖撞讀寫(xiě)功能，最多可檢測(cè)16張電子標(biāo)簽l 具有rs232、rs485、usb2.0多種通訊接口它的卡結(jié)構(gòu)為64位id號(hào)，共計(jì)64個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)塊都可讀，沒(méi)被鎖的快可寫(xiě)。串口通訊，默認(rèn)波特率為19200bps，8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位，無(wú)校驗(yàn)。讀卡模塊引腳圖見(jiàn)圖3-4圖3-4 讀卡模塊引腳圖3.5 rs232 轉(zhuǎn)化電路rs-232接口是目前最常引用的一種串行通訊接口。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（dte）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(d

34、ce)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，它是在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合貝爾統(tǒng)統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同指定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樽x卡器采用rs232通信，所以要在單片機(jī)的ucsra口擴(kuò)展rs232轉(zhuǎn)換電路。本系統(tǒng)采用sipex公司的sp232acp芯片。它具有以下特點(diǎn)：l 工作于+5 v單電源l 對(duì)所有的rs-232協(xié)議和itu v.28規(guī)格l 使用0.1f至1f的電容l 高數(shù)據(jù)速率 負(fù)載時(shí)速率可達(dá)120kbpsl 低功耗cmos 工作電流為3mal 無(wú)需外部電容 l 低功耗關(guān)斷l(xiāng) 增強(qiáng)型esd保護(hù)sp232芯片的引腳圖如圖3-5所示：圖3-5 sp232引腳圖

35、3.6電子鎖unlk端口接單片機(jī)的口，通過(guò)單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖動(dòng)作。74hc14是集電極開(kāi)路具有緩沖型反相器，接收并產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的ttl信號(hào)。可以不規(guī)則信號(hào)轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定規(guī)則的輸出信號(hào)。連接單片機(jī)的口對(duì)其提供反向操作。圖3-6為開(kāi)鎖原理圖圖3-6 開(kāi)鎖電路3.7周邊設(shè)備（1）指示燈指示信號(hào)燈由兩個(gè)led燈構(gòu)成。綠色的燈為電源指示信號(hào)，表示系統(tǒng)處于待機(jī)就緒狀態(tài)。當(dāng)有非法卡進(jìn)入感應(yīng)區(qū)，紅色指示燈常亮起警示作用。（2）報(bào)警電路報(bào)警電路時(shí)在門(mén)禁系統(tǒng)出現(xiàn)意外狀況時(shí)啟用，即當(dāng)有卡進(jìn)入感應(yīng)區(qū)是，若遇到非法卡時(shí)將發(fā)出報(bào)警聲。報(bào)警電路如圖3-7所示。 圖3-7 報(bào)警電路（3）lcd輸出顯示模塊終端設(shè)備使用ca12864k

36、型號(hào)的lcd液晶顯示器作為輸出設(shè)備。ca12864k 是一款帶中文字庫(kù)的圖形點(diǎn)陣模塊，由動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)12864 點(diǎn)陣顯示。低功耗，供應(yīng)電電壓范圍寬。有自動(dòng)復(fù)位（reset）功能。內(nèi)含多功能的指令集，可完成繪圖及文字畫(huà)面混合顯示等功能，操作簡(jiǎn)易15。它的主要特性如下：l 提供8位，4位及串行接口可選l 64*14位字符顯示raml 2m位中文字型rom，總共提供8192個(gè)中文字型l 16k位半寬字型rom，總共提供126個(gè)西文字型l 64*14位字符產(chǎn)生raml 15*16位總共240點(diǎn)的icon ramca12864k型lcd液晶顯示器的引腳圖如圖3-8所示：圖3-8 lcd顯示器引腳圖各

37、引腳的功能如表3-2所示表3-2 lcd顯示器引腳功能表管腳名稱(chēng)符號(hào)電平功能描述1vss 0v接地（gnd）2vdd5.0v電源電壓3v0負(fù)壓液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)節(jié)端4rsh/l并口模式寄存器選擇 h：數(shù)據(jù)；l：指令5r/wh/l并口模式 h：讀； l；寫(xiě)6eh/l并口：讀/寫(xiě)起始腳7到10db0到db3h/l數(shù)據(jù)總線低4位，4位并口時(shí)懸空11到14db4到db7h/l數(shù)據(jù)總線高4位15psbh/lh:8/4位數(shù)據(jù)接口模式l:串行接口模式由硬件設(shè)置時(shí)，此腳懸空16nch/l懸空17resh/l復(fù)位信號(hào)，選擇硬件復(fù)位時(shí)，此腳懸空18vout負(fù)壓液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓19bla5v背光正20blk0v

38、背光負(fù)系統(tǒng)的硬件原理圖如圖3-9所示：圖3-9 系統(tǒng)硬件原理圖4 軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括基于atmega16單片機(jī)的主控設(shè)備的流程圖以及主程序的編寫(xiě)，基于rfm12無(wú)線傳輸模塊的通信協(xié)議以及編程，用visual basic語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人機(jī)界面。4.1 主控設(shè)備的軟件設(shè)計(jì)atmega16單片機(jī)的工作流程是當(dāng)沒(méi)有卡片進(jìn)入讀卡區(qū)時(shí)，信號(hào)指示燈綠燈常亮，表示門(mén)禁系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，lcd顯示當(dāng)前時(shí)間以及歡迎觀臨。當(dāng)讀卡器感應(yīng)到有卡進(jìn)入讀卡區(qū)后會(huì)把讀取的相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)正確的讀到數(shù)據(jù)以后就會(huì)通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送到pc機(jī)，pc機(jī)把這個(gè)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)中的合法信息比對(duì)，做出判斷后返回一個(gè)結(jié)

39、果給單片機(jī)。如果該數(shù)據(jù)是合法的，單片機(jī)執(zhí)行一個(gè)開(kāi)鎖命令，并且通過(guò)lcd顯示“ 請(qǐng)進(jìn)”。如果數(shù)據(jù)是非法的，蜂鳴器報(bào)警，警告信號(hào)燈紅燈閃爍，lcd顯示 “對(duì)不起”。綜上atmega16單片機(jī)的程序包括串口中斷子程序，無(wú)線傳輸子程序，及l(fā)cd顯示程序。圖4-1為程序的主流程圖。開(kāi)始系統(tǒng)初始化讀取門(mén)禁號(hào)監(jiān)控門(mén)禁信號(hào)有卡進(jìn)入感應(yīng)區(qū)？n門(mén)禁狀態(tài)異常？y報(bào)警ny卡號(hào)合法？y讀卡號(hào)圖4-1 主流程圖4.1.1 單片機(jī)初始化設(shè)置#include #include #include #include /#include /宏定義#define uc unsigned char #define lcd_dir dd

40、rd#define lcd_port_out portd#define lcd_port_in pind、#define rfid_start0x10#define rfid_addr0xff#define read_block0x52uc rfid_rdata20;uc rfid_rcount;/函數(shù)聲明 void decode_numeral(uc figure); void lcd_wcmd(uc cmd); void lcd_wdat(uc data); /定義i/o輸出端口#define rst 4#define rst_h() portb |= (1 rst)#define rst

41、_l()portb &= (1 rst)#define rs 5#define rs_data() portb |= (1 rs)#define rs_instruction()portb &= (1 rs)#define rw 6#define rw_read() portb |= (1 rw)#define rw_write()portb &= (1 rw)#define en 7#define en_h() portb |= (1 en)#define en_l()portb &= (1 en)#define m_dir 6/定義全局變量uc numeral_hour_counter=2

42、0;uc numeral_second_counter=00;uc numeral_minute_counter=01;uc bcd_code6;uc int lock_number;/* * 函數(shù)名稱(chēng)：mcu_init* * 入口參數(shù)：n/a* * 返回參數(shù)：n/a* * 函數(shù)說(shuō)明：初始化mcu寄存器* */ void mcu_init(void)ddra = 0xff;ddrb = 0xff; ddrc = 0xc0;lcd_dir = 0xff;porta = 0xff;portb = 0x00;portc |= 0xc0;lcd_port_out = 0xff;4.1.2串口通信子程序

43、設(shè)計(jì)在讀取讀卡器的數(shù)據(jù)時(shí)需要用到atmega16單片機(jī)通用同步和異步串行接收器和轉(zhuǎn)發(fā)器(usart) 的功能，它是一個(gè)高度靈活的串行通訊設(shè)備。usart 支持4 種模式的時(shí)鐘: 正常的異步模式，倍速的異步模式，主機(jī)同步模式，以及從機(jī)同步模式。usart 控制位umsel和狀態(tài)寄存器c (ucsrc) 用于選擇異步模式和同步模式。倍速模式( 只適用于異步模式) 受控于ucsra 寄存器的u2x。使用同步模式 (umsel = 1) 時(shí)，xck 的數(shù)據(jù)方向寄存器(ddr_xck)決定時(shí)鐘源是由內(nèi)部產(chǎn)生(主機(jī)模式)還是由外部生產(chǎn)(從機(jī)模式)。僅在同步模式下xck 有效。本設(shè)計(jì)中采用外鍵入文檔的引述或

44、關(guān)注點(diǎn)的摘要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置?？墒褂谩拔谋究蚬ぞ摺边x項(xiàng)卡更改重要引述文本框的格式。部中斷t0定時(shí)掃描，檢測(cè)有否數(shù)據(jù)讀進(jìn)16。串口通信子程序主要負(fù)責(zé)將讀卡器里的數(shù)據(jù)通過(guò)串口讀取出來(lái)。圖4-2為串口接收狀態(tài)時(shí)流程圖，圖4-3為串口發(fā)送狀態(tài)時(shí)的流程圖。串口初始化等待接收數(shù)據(jù) nrxc=1?y 讀接收緩沖器數(shù)據(jù)接收完畢4-2 串口接收流程圖 串口初始化等待發(fā)送緩沖器為空寫(xiě)數(shù)據(jù)到發(fā)送緩沖器中數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束yntxc=1? 圖4-3 串口發(fā)送流程圖串口通信的子程序如下：/* * 函數(shù)名稱(chēng)：usart_init( ) * 入口參數(shù)：n/a * 返回參數(shù)：n/a * 函數(shù)說(shuō)明：出刷串口 */

45、 void usart_init(void) ucsrb |= 0x18; /時(shí)能接收發(fā)送器 ucsrb &= 0x04; ucsrc |= 0x86; ubrrl = 0x17 ; /設(shè)置波特率為19200，數(shù)據(jù)格式為8位數(shù)據(jù)，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1位停止位 /* * 函數(shù)名稱(chēng)：get_char()* * 入口參數(shù)：n/a* * 返回參數(shù)：a* * 函數(shù)說(shuō)明：串口接收一個(gè)字符* */ uc get_char(void) uc a; while(ucsra&0x80) udr = a ; while(ucsra&0x80) /* * 函數(shù)名稱(chēng)：put_char()* * 入口參數(shù)：a* * 返回參數(shù)：

46、n/a* * 函數(shù)說(shuō)明：串口發(fā)送一個(gè)字符* */ void put_char(uc a) while(ucsra&0x40) udr = a; while(ucsra&0x40) /* * 函數(shù)名稱(chēng)：put_str()* * 入口參數(shù)：* pstr* * 返回參數(shù)：n/a* * 函數(shù)說(shuō)明：串口發(fā)送一個(gè)字符串* */ void put_str(const char* pstr)/輸出字符串while(0 != *pstr)get_char(*pstr+);/* * 函數(shù)名稱(chēng)：rfid_rblock_eb()* * 入口參數(shù)：n/a* * 返回參數(shù)：n/a* * 函數(shù)說(shuō)明：讀rfid數(shù)據(jù)* */

47、void rfid_rblock_eb(void)/讀塊數(shù)據(jù)uc i;put_char(rfid_start);put_char(rfid_addr);put_char(read_block);put_char(1);/塊號(hào)1 rfid_rdata0 = get_char();rfid_rdata1 = get_char();rfid_rdata2 = get_char(); rfid_rcount = rfid_rdata2 + 3; for(i = 3; i rfid_rcount; i+) rfid_rdatai = get_char(); 4.1.3讀取無(wú)線通信子程序無(wú)線通信子程序主要負(fù)責(zé)將單片機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸給無(wú)線傳輸模塊，再由無(wú)線傳輸模塊發(fā)射給pc機(jī)17。圖4-4是無(wú)線通信子程序的流程圖。t0初始化開(kāi)全局中斷和t0中斷t0v0=1向串口寫(xiě)rfid數(shù)據(jù)命令讀串口rfid數(shù)據(jù)將接收數(shù)據(jù)發(fā)送到pc機(jī)等待接收pc端數(shù)據(jù)開(kāi)鎖蜂鳴器報(bào)警nyyn鎖復(fù)位數(shù)據(jù)合法？rfid-rcount=8？圖4-4 無(wú)線通信流程圖無(wú)線通信子程序如下：/*/func:t0_init()/外部中斷初始化，t0掃描rfid模塊*/void t0_init(void)tccr0 |= 0x05;/ clkio/1024timsk |= 0x01;/ enable timer0tcnt