課程設(shè)計(jì)-帶語(yǔ)音播報(bào)的IC卡門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)(共18頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 帶語(yǔ)音播報(bào)的IC卡門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄0、 前言1、 系統(tǒng)的組成與功能 1.1系統(tǒng)組成1.1.1 STC89C52及其電路1.1.2.顯示模塊1.1.3讀卡模塊 1.1.4語(yǔ)音模塊 1.2系統(tǒng)功能2、 系統(tǒng)原理3、 系統(tǒng)的制作與改進(jìn)4、 系統(tǒng)工作流程圖5、 主要程序代碼6、 原件清單7、 結(jié)論8、 個(gè)人心得體會(huì)參考文獻(xiàn) 射頻IC卡門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)0、前言隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 人們對(duì)安全問(wèn)題的關(guān)注促使全球安防產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)快速發(fā)展。因經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中引起的社會(huì)治安狀況也令人擔(dān)憂(yōu)，日益擴(kuò)大的貧富差距使得發(fā)展中國(guó)家的犯罪率不斷上升，社會(huì)對(duì)安防產(chǎn)品的需求也因此日

2、益高漲。作為安防產(chǎn)業(yè)中的門(mén)禁系統(tǒng)已成為多數(shù)智能化項(xiàng)目中最常見(jiàn)的安防子系統(tǒng)之一；同時(shí)，IC卡門(mén)禁系統(tǒng)在政府、企業(yè)、工廠(chǎng)、石化、汽車(chē)、造船、金融、醫(yī)院、部隊(duì)等行業(yè)得到了大量應(yīng)用,到2007年,中國(guó)已成為繼美國(guó)之后全球第二大安防市場(chǎng)。在傳統(tǒng)安防產(chǎn)業(yè)中，IC卡作為智能化弱電系統(tǒng)中的安防子系統(tǒng)的一部分，集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施為一體，涉及電子、機(jī)械、光學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、生物技術(shù)等諸多新技術(shù)，邁向高度集成化,體現(xiàn)了現(xiàn)代智能化管理的要求。IC卡門(mén)禁系統(tǒng)是一種利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行身份驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)開(kāi)/關(guān)門(mén)、登錄用戶(hù)進(jìn)出門(mén)信息的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。IC卡門(mén)禁，是門(mén)禁與IC卡的融合，它的范圍滲透到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，

3、并發(fā)揮日益重要的作用。除了包含門(mén)禁、考勤、證件、巡更、就餐、消費(fèi)、健身、醫(yī)療、停車(chē)場(chǎng)、圖書(shū)資料、會(huì)議簽到、訪(fǎng)客管理、電梯控制管理、辦公設(shè)備管理、會(huì)所娛樂(lè)、叁表及物業(yè)交費(fèi)等，還與其它智能化系統(tǒng)進(jìn)行必要的集成和聯(lián)動(dòng)，如防盜報(bào)警、閉路監(jiān)控、消防報(bào)警，甚至是樓宇自控系統(tǒng)等等。此外，門(mén)禁一卡通系統(tǒng)還與ERP等系統(tǒng)做數(shù)據(jù)接口，如考勤與薪資、人事管理等交互數(shù)據(jù)，互為依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)外研制和使用的門(mén)禁系統(tǒng)主要集中在感應(yīng)門(mén)禁系統(tǒng)和生物識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng);根據(jù)主流市場(chǎng)又分為以非接觸式IC卡主的產(chǎn)業(yè)鏈及指紋門(mén)禁為主的輔助產(chǎn)業(yè)鏈;二者均以提供完善門(mén)禁一卡通應(yīng)用解決方案提供服務(wù)。1系統(tǒng)的組成與功能1.1 系統(tǒng)組成1.1.1

4、STC89C52及其電路應(yīng)用最廣的位單片機(jī)之一就是STC公司的89C52，它使用內(nèi)核，但是在這基礎(chǔ)上做了很多改進(jìn)與傳統(tǒng)單片機(jī)有所區(qū)別，有一些傳統(tǒng)沒(méi)有的功能。89C52單片機(jī)是一種8位微控制器，特點(diǎn)是低功耗、有高性能CMOS， 同時(shí)內(nèi)置8K字節(jié)可編程Flash存儲(chǔ)器。芯片內(nèi)擁有十分靈巧的8位微處理器和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52單片機(jī)提供為許多較靈活、十分有效的解決方案，主要在工農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)中。STC89C52的標(biāo)準(zhǔn)功能如下：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O接口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量的中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行 口。另 外

5、，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種工作軟件，用來(lái)選 擇 節(jié) 電 模 式。當(dāng)工作在空閑模式下，微處理器就會(huì)停止工作，允許隨機(jī)存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。在掉電的時(shí)候，隨機(jī)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容會(huì)被保存起來(lái)，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)停止一切內(nèi)外部工作，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。外部引腳如圖所示。單純的一個(gè)STC89C52單片機(jī)是不能夠正常工作的，需要一些外圍電路構(gòu)成一個(gè)最小單元才能正常工作，這個(gè)最小單元成為最小系統(tǒng)。最小系統(tǒng)如下圖所示： 內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 1.1.2.顯示模塊 LED顯示數(shù)碼管一般正向壓降的都是1.52V，額定電流為10

6、mA，通過(guò)最大的電流為40mA。根據(jù)各種不同管接線(xiàn)的方式，可將數(shù)碼管分成共陰極型和共陽(yáng)極型。本次設(shè)計(jì)使用共陰極數(shù)碼管。 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu) 顯示數(shù)字共陰極字段碼 0 3FH 1 06H 2 5BH 3 4FH 4 66H 5 6DH 6 7DH 7 07H 8 7FH 9 6FH a 77H b 7CH c 39H d 5EH e 79H f 71H 共陰數(shù)碼管編碼1.1.3.讀卡模塊 本次讀卡模塊使用RC522（如圖）。RC522屬于高集成讀寫(xiě)卡芯片中的一個(gè)，基本上是使用免接觸通訊當(dāng)中。直接使用RC522集成模塊來(lái)連接單片機(jī)89C52接口，用排插來(lái)連接RC522與單片機(jī)，目的是為了方便模塊的的

7、移植和通用性。通行方式選用的是SPI串口通信模式。同步串行數(shù)據(jù)運(yùn)用接口，這是一般的數(shù)據(jù)傳輸運(yùn)用模式，它是在和外圍器件之間進(jìn)行的，器件一般為低速器件，工作過(guò)程中，移位脈沖有主器件產(chǎn)生，按位傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，高位排在前面，通訊模式為全雙工，速度一般為幾兆每秒，速度比I2C總線(xiàn)模塊下要快。（）MOSI主器件數(shù)據(jù)輸出，從器件數(shù)據(jù)輸入（）MISO主器件數(shù)據(jù)輸入，從器件數(shù)據(jù)輸出（）SCK時(shí)鐘信號(hào)（）SDA雙向數(shù)據(jù)信號(hào)（5）IRQ中斷請(qǐng)求信號(hào) RC522實(shí)物圖1.1.4語(yǔ)音模塊 WT588D是一款功能強(qiáng)大的可重復(fù)擦除燒寫(xiě)的語(yǔ)音單片機(jī)芯片。WT588D讓不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機(jī)電路，高度集成的單片機(jī)技術(shù)

8、足于取代復(fù)雜的外圍控制電路。配套WT588D VoiceChip上位機(jī)操作軟件可隨意更換WT588D語(yǔ)音單片機(jī)芯片的任何一種控制模式，把信息下載到SPI-Flash上即可。軟件操作方式簡(jiǎn)潔易懂，撮合了語(yǔ)音組合技術(shù)，大大減少了語(yǔ)音編輯的時(shí)間。完全支持在線(xiàn)下載，即便是WT588D通電的情況下，一樣可以通過(guò)下載器給關(guān)聯(lián)的SPI-Flash下載信息，給WT588D電路復(fù)位一下，就能更新到剛下載進(jìn)來(lái)的控制模式。 WT588D連接示意圖 WT588D應(yīng)用方框圖1.2 系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)最直觀(guān)的功能就是刷卡功能。IC模塊是由單片機(jī)控制的，當(dāng)MIFARE卡在IC模塊可以檢測(cè)到的范圍之內(nèi)時(shí)，MIFARE卡中的數(shù)據(jù)

9、即被IC模塊讀取，然后IC模塊將信息傳送給單片機(jī)，單片機(jī)處理之后可以被數(shù)碼管顯示出來(lái)，數(shù)碼管也就顯示了IC卡的序列號(hào)，最后通過(guò)語(yǔ)音讀出是否刷卡錯(cuò)誤。以上部分是IC門(mén)禁的主要功能。2、 系統(tǒng)原理本設(shè)計(jì)的中心部分是主控MCU即STC89C51部分。在MCU周?chē)由螴C卡讀寫(xiě)模塊，當(dāng)MIFARE卡與IC卡讀寫(xiě)模塊進(jìn)行通信之后，IC卡內(nèi)部buffer存儲(chǔ)的信息傳送給MCU進(jìn)行處理，然后通過(guò)內(nèi)部控制程序，對(duì)IC卡傳遞過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行特點(diǎn)處理，然后可以讓數(shù)碼管顯示出來(lái)，從數(shù)碼管可以看出卡號(hào)。當(dāng)讀取到的卡號(hào)與存儲(chǔ)的可以通過(guò)的卡號(hào)匹配時(shí)，然后綠色LED燈所接端口被加上高電平，然后綠色燈被點(diǎn)亮，表明刷卡通過(guò)，揚(yáng)聲

10、器響。否則，紅色LED燈被點(diǎn)亮，表明刷卡被拒絕。注釋?zhuān)河捎跊](méi)有讀卡器模塊，故不能進(jìn)行仿真驗(yàn)證，只能通過(guò)大概設(shè)置各個(gè)模塊的位置， 便于焊接時(shí)進(jìn)行布局3、 系統(tǒng)的制作與改進(jìn) 該系統(tǒng)可以對(duì)所有采用RC522系統(tǒng)的MIFARE卡進(jìn)行讀取操作，譬如作為學(xué)生經(jīng)常使用的校園一卡通，水卡等，為了進(jìn)行驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性和完善性，對(duì)多張一卡通，水卡的讀取操作進(jìn)行了測(cè)試并進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明無(wú)誤后，進(jìn)行了語(yǔ)音方面的擴(kuò)展，使其在刷卡后能讀出所刷卡是否是與預(yù)設(shè)卡號(hào)一致的卡，正確錯(cuò)誤均給出提示。第一次進(jìn)行焊接設(shè)計(jì)，板子也小，布線(xiàn)比較亂，以后會(huì)努力進(jìn)行改正。改進(jìn)后的圖，由于板子太小，進(jìn)行擴(kuò)展比較不方便，所以又加了一塊板進(jìn)行擴(kuò)

11、展用。沒(méi)有預(yù)設(shè)卡號(hào)，復(fù)位后顯示.是預(yù)設(shè)的卡號(hào)ox76，0x6a，0xa3,0xad，顯示卡號(hào)，指示燈不亮，蜂鳴器不響，揚(yáng)聲器給出，“刷卡正確，please come in”的提示。不是預(yù)設(shè)的卡號(hào)，指示燈亮，顯示卡號(hào)0x56,0x9f，0xa3,0xad，揚(yáng)聲器發(fā)出：“刷卡錯(cuò)誤，請(qǐng)確認(rèn)卡號(hào)”的警報(bào)！開(kāi)始4、系統(tǒng)工作流程圖 蜂鳴器響系統(tǒng)初始化是否有刷卡否讀卡模塊獲取卡號(hào)是數(shù)碼管顯示卡號(hào)判斷是否匹配 是 否揚(yáng)聲器發(fā)出錯(cuò)誤警報(bào)揚(yáng)聲器發(fā)出正確提示結(jié)束5、主要程序代碼#include "include.h"sbit smguan0=P10; /選擇數(shù)碼管的三根控制線(xiàn)sbit smgua

12、n1=P11;sbit smguan2=P12;sbit greenLED=P14;/開(kāi)門(mén)，可以進(jìn)入sbit redLED=P15;/不能開(kāi)門(mén)，報(bào)警sbit rst=P14; /* RESET */ sbit sda=P30; /* DATA ,即WT588D的P01腳 */sbit CS =P31; /* CS 片選,即WT588D的P02腳 */ sbit SCL=P32; /* CLK ,即WT588D的P03腳 */ sbit BUSY=P13; /* 判斷是否在播音 */ uchar opendoor=1; /預(yù)設(shè)門(mén)能開(kāi)uchar zhong=0;/選中哪個(gè)數(shù)碼管顯示sbit DIN

13、=P05; /小數(shù)點(diǎn)/*數(shù)碼管0-9編碼*Uchar Disp_Tab=0xd7,0x14,0xcd,0x5d,0x1e,0x5b,0xdb,0x15,0xdf,0x5f,0x9F,0xDA,0xC3,0xDC,0xCB,0x8B,0x00;/*左邊LED四位 "0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9" "A" "B" &

14、quot;C" "D" "E" "F" "不亮" 共陰數(shù)碼管段碼表 (按圖接法的編碼)*/Uchar Disp_Tab2=0x5F,0x41,0x9D,0xd5,0xC3,0xD6,0xDE,0x45,0xDF,0xD7,0xCF,0xDA,0x1E,0xD9,0x9E,0x8E,0x00;/*右邊LED四位 "0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" &

15、quot;7" "8" "9" "A" "B" "C" "D" "E" "F" "不亮" 共陰數(shù)碼管段碼表 (按圖接法的編碼)*/void main(void) long int j=0; InitAll(); greenLED=1; redLED=1;TEST_Busy();Send_threelines(0);TEST_Busy(); TEST_Busy();Send_threelines(1);TES

16、T_Busy(); while(1) KeyNum=GetKey(); if(KeyNum=N_1) KeyTime=15; sendchar1(0xaa); oprationcard=SENDID; if(bWarn) bWarn=0; Warn(); if(bPass) bPass=0; Pass(); if(uart_comp) /在uart_interrupt_receive(void)中斷中，串口收到數(shù)據(jù)，調(diào)處理程序 ctrl_uart(); if(SysTime>=2) SysTime=0; ctrlprocess();if (opendoor>=10)greenLED

17、=1;redLED=1;opendoor=10; /無(wú)人刷卡紅綠燈都不亮 else if (opendoor=4) TEST_Busy();Send_threelines(2);TEST_Busy(); greenLED=0;redLED=1;/讀的卡號(hào)與預(yù)存的一致，綠燈亮（低電平），可以開(kāi)門(mén)， else TEST_Busy();Send_threelines(3);TEST_Busy(); greenLED=1;redLED=0;/讀的卡號(hào)與預(yù)存的不一致，紅燈亮，不開(kāi)門(mén) opendoor=0; /while(1) end6、原件清單 LM2940穩(wěn)壓電源，STC89C52單片機(jī)MCU，901

18、2PNP型三極管，蜂鳴器，開(kāi)關(guān)，復(fù)位鍵，150歐電阻，5.1K電阻，10K排阻，5.1K貼片電阻，11.0592M晶振。30pF晶振電容，0.1uF瓷片電容，10uF電解電容，5V蜂鳴器，4腳按鍵，單排排針，雙排DIP IC插座，2205V電源適配器，RC522 IC模塊，MIFARE卡，段位數(shù)碼管，AMS1117電壓轉(zhuǎn)換器，WT588D語(yǔ)音模塊，揚(yáng)聲器，3.3V穩(wěn)壓二極管。7、 結(jié)論IC卡門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在已知IC模塊的開(kāi)發(fā)資料的情況下弄明白所提供的函數(shù)。比如模塊的初始化函數(shù)，等待函數(shù)，IC卡與讀卡模塊的通信函數(shù)，IC模塊與單片機(jī)的通信函數(shù)。在了解這些函數(shù)的情況下，結(jié)合51單片機(jī)的特點(diǎn)，

19、然后根據(jù)特有的通信機(jī)制，分成51單片機(jī)程序，IC模塊程序，以及51單片機(jī)與IC模塊的通信函數(shù)。然后調(diào)用IC序列號(hào)存儲(chǔ)數(shù)組，賦值給數(shù)碼管，然后讓數(shù)碼管顯示序列號(hào)，這樣就完成了這個(gè)系統(tǒng)的核心部分。然后根據(jù)刷卡的卡號(hào)與預(yù)設(shè)卡號(hào)是否一致，揚(yáng)聲器發(fā)出相應(yīng)的提示，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的功能。在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要分析要實(shí)現(xiàn)的功能，在做電路仿真圖，在結(jié)合仿真圖寫(xiě)程序，在寫(xiě)程序的過(guò)程中完善仿真圖的不足，最后聯(lián)合調(diào)試。之后再進(jìn)行電路板的焊接工作，首先需要布局布線(xiàn)，盡量減少飛線(xiàn)的出現(xiàn)。由于proteus中不存在讀卡器模塊，所以關(guān)于刷卡測(cè)試的結(jié)果需要在電路焊接完成后，將程序燒錄到單片機(jī)中進(jìn)行測(cè)試。在電路板焊接完成之后，根據(jù)實(shí)際出現(xiàn)的情況修改程序，進(jìn)行調(diào)試，最后使得系統(tǒng)正常工作起來(lái)。8、 個(gè)人心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)半年單片機(jī)理