门禁系统Word文档下载推荐.docx
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运用高科技手段进行盗窃、抢劫等犯罪行为与日增多。
怎样才能使人们的安全防范措施跟得上科技的发展、更有效地阻止这些犯罪行为的侵犯呢？
仅仅靠普通的门锁、防盗门或者监控、报警等系统是不够的。
于是，各种各样的门禁系统在千呼万唤中应运而生，且得到了迅猛的发展。
门禁系统早已超越了单纯的门道及钥匙管理，它已经逐渐发展成为一套完整的出入管理系统。
具有记忆功能的门禁系统设计除了具有普通门锁的功能外，还具有显示和记录、修改及查询等功能，并具有结构简单，使用方便、控制精度高，成本低，易推广等特点，而且各项性能指标优于一般的门铃系统，从而能够实际的应用到生产生活中，满足现代化生产的需要。
在该系统的基础上增加相应的辅助设备可以进行电梯控制、车辆进出控制，物业消防监控、保安巡检管理、餐饮收费管理等，真正实现区域内智能管理。
在这篇毕设里我对我的作品――具有记忆功能的门禁系统设计进行一些概述，本设计用到AT89C51单片机的许多硬、软件设计的知识，例如存储器的使用、P口的灵活运用、串行通讯以及中断的设计等。
另外本设计还涉及到LCD的显示，日历时钟模块的使用。
通过应用，巩固所学的高频电子线路、51单片机、c语言、电子技术基础、电路分析原理等专业课程，在设计过程中综合运用所学知识内容，进一步熟悉和掌握PROTEL99、keil软件、proteus仿真软件等其他软硬件的使用方法，有效的训练运用计算机的工作能力，掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等，提高实际工作效率。
其中主要介绍了门禁系统的主要构成部分、功能及设计想法，最后进行软件编程、调试以及用PROTEUS软件仿真。
而且这个门禁系统稍做修改可用于各种无需联网的门禁控制系统中。
关键词：
LCD；
记忆功能；
PROTEUS；
门禁系统；
AT89C51
ABSTRACT
Withthedevelopmentofelectronictechnology,scientificadvancesintechnology,thecontinuousimprovementoflivingstandards,constantlyupdatedelectronicproducts,hightechnologyhasbroughtgreatconveniencetothemandbenefits,butalsowithalotofunsafeareas.Theuseofhigh-techmeansoftheft,robberyandothercrimeswithJapanincreased.Howcanpeoplekeepupwithsecuritymeasuresthedevelopmentoftechnologymoreeffectivelypreventviolationsofthesecrimesit?
Relyingonlyontheordinarydoorlocks,securitydoors,ormonitoringandalarmsystemisnotenough.Thus,avarietyofaccesscontrolsystemcameintobeingafteralong,andhasbeenrapiddevelopment.Accesscontrolsystemhasalreadygonebeyondthesimpledoorwayandkeymanagement,ithasgraduallydevelopedintoacompleteaccesscontrolsystem.Andthekeyperformanceindicatorsthanthegeneraldoorbellsystem,whichcanbeappliedtopracticalproductionandlife,tomeettheneedsofmodernproduction.Onthebasisofthesystemtoincreasetheappropriateauxiliaryequipmentcanbeelevatorcontrol,vehicleaccesscontrol,propertyfiremonitoring,securitypatrolmanagement,cateringmanagement,andothercharges,trulyintelligentmanagementwithintheregion.
InthissettingwhereIcompletedmyworkamemoryaccesscontrolsystemdesignsomeoverviewofAT89C51microcontrollerusedinthedesignofmanyhardwareandsoftwaredesignknowledge,suchasmemoryusage,Pportflexibility,serialcommunicationandthedesignoftheinterrupt.InadditionthedesignalsoinvolvestheLCDdisplay,calendarclockmoduleuse.Throughtheapplication,consolidatethehigh-frequencyelectroniccircuits,microcontroller51,clanguage,basicelectronics,circuitanalysistheory,andotherprofessionalcoursesinthedesignprocesstheintegrateduseoftheknowledgecontent,morefamiliarwithandmasterPROTEL99,keilsoftware,proteussimulationsoftwareandotherhardwareandsoftwaretouse,effectiveuseofcomputersintheworkoftrainingcapacities,collectinformation,digestinformationandtheabilitytoaggregateinformationtoimprovepracticeefficiency.
Whichintroducesthemaincomponentsoftheaccesscontrolsystem,functionanddesignideas,andfinallytosoftwareprogramming,debugging,andsoftwaresimulationwithPROTEUS.Andtheaccesscontrolsystemcanbeusedforavarietyofsmallmodificationswithoutnetworkedaccesscontrolsystem.
Keywords:
LCD;
memoryfunction;
PROTEUS;
accesscontrolsystems;
AT89C51
1门禁系统概况
门禁系统是楼宇控制系统的一个重要部分，它承担着守卫系统安全的职责。
客人来访而主人不在家在现实生活中经常会出现。
具有记忆功能的门禁系统，其历史记录可以被用来进行数据挖掘和分析，可以记录每天客人来访的总次数并统计客人来访主人不在家的次数并记录客人来访的时间。
使当今的门禁系统具有记忆功能已经成为一个重要趋势。
本毕业设计就是将两者功能结合起来，利用单片机和时钟芯片、存储器、LCD液晶显示器及分立元器件，设计了一个完整的可以稳定运行的系统。
在本章对当前流行的门禁系统进行论述，包括门禁系统功能介绍、分类、组成以及发展。
1.1课题研究的现状及意义
当今社会是科学技术日异月新的信息时代。
人们正感受着高科技给他们带来的极大方便和益处，同时人们对于高科技服务于生活的要求也越来越高。
但随着科技的发展，也带了许多不安全的方面。
例如：
于是，各种各样的门禁系统在千呼万唤中应运而生。
门禁系统的发展特点:
门禁系统的发展是随着人类社会的发展一起进步的。
从原始社会以来，随着剩余价值的产生，人们有了自己的财产和物业，为了保护自己的财产不受他人的侵犯，人们用杠棒或木插将们锁起。
于是人类就有了看家护院的意识，就有了最初出入口的概念。
门禁系统就因此而产生了[1]。
随着社会的发展和人们安全意识的提高，产生了铁锁和暗锁等门锁设备。
但是传统的门锁仅仅是单纯的契合性机械装置，无论它的结构如何坚固，一把在街头配置的钥匙就能将其打开，并且不留痕迹。
如果钥匙遗失连门锁也要一起更换，为了弥补这些缺点又产生了磁卡门禁系统，但由于磁卡的存储信息量小，磁卡与读卡器之间容易产生机械磨损，而且刷卡口容易被人为的破坏，它的安全可靠性便受到限制[2]。
随着现代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，对门禁系统的需求发生了重大的变化，其核心是对门锁及其开启、关闭实现智能化管理。
电子门锁是是近几年随着电子计算机作为系统管理主机，通过连接系统的各个卡切（开门控制器）管理门锁[3]。
智能IC具有存储运算功能，经初始化和授权后成为控制门锁开和关的特殊钥匙，从而构成了一个现代化的门禁系统。
我选择的《具有记忆功能的门禁系统》是以市面上现有的门铃作为参考和借鉴对象的.目前市场上有各种各样的门铃，按发声原理可分为机械敲击式和电子音乐式两种，安装环境可分为有线式和无线式，无线式安装方便，无需布线，适于难于布线的环境。
有线式控制方式最简单，较省事。
机械敲击式门铃的优点是铃声清脆锐耳，声音适中，不会影响近邻。
缺点是响声固定不可调。
声音只有叮咚一种可选，体积略大。
电子门铃的优点是体积小，外型多样，有多样声音可选，如小段歌曲，自然界模拟声等。
缺点是电子发生不自然，铃声冗长，使人产生听觉疲劳。
无线控制信号穿透力强，特别适合在现代家居防盗门和内门搭配安装的情况下使用。
通过对这些门铃的学习研究,为我的毕设打下了扎实的基础[4]。
选这个课题作为毕业设计其主要目的是通过这次课程设计学习和巩固所学的高频电子线路、51单片机、c语言、电子技术基础、电路分析原理等专业课程，学会利用所学的知识去开发研究，在设计过程中能综合运用所学知识内容，进一步熟悉和掌握PROTEL99、keil软件、proteus仿真软件等其他软硬件的使用方法，有效的训练运用计算机的工作能力，掌握收集小料、消化资料和综合资料的能力等，同时能够运用所学的专业理论知识去了解实际应用问题，为即将进入社会参加工作打下坚实的基础,提高实际工作效率。
1.2需求分析
本毕设属于非联网门禁系统。
随着潮流，门铃差不多已成为每家每户不可缺少一种装置。
门铃的普及，门禁系统的大量需求，使国内外相关企业对门禁系统的研究也越来越多，使各种各样的门禁系统应运而生，其性能不断完善，功能不断增多，外观种类多而美，应用范围加广，体积越来越小，产品质量越来越让消费者放心满意。
目前市场上光门铃产品就有：
敲击式门铃、音乐门铃、触摸式门铃、多功能门铃、声控门铃、无线门铃、有线门铃等功能用途不同的门铃[5]。
1.2.1设计目标
1、来访者可以通过按门铃按钮告知主人有人来访。
2、主人可通过相关按钮对历史记录进行查询。
3、主人可自行修改时间及消除记录。
4、各部件可正常运行。
5、通过设计、调试、仿真整个系统可正常运行。
1.2.2条件分析
为了完整的实现上面所述的门禁系统，系统须完成以下几个功能:
1、单片机系统能独立运行。
2、时钟芯片具有独立的提供日历时刻的功能
3、存储器具有独立的长久存储数据功能
4、液晶显示器具有独立的显示提示的功能
5、各按钮性能良好
6、各组成部分能够依据程序编写的命令进行相应的运行状态调整。
7、显示器能够清晰的显示设定好的内容。
2硬件设计
本设计的硬件是由单片机跟液晶显示器、存储器、时钟芯片、八个赋有特定含义的按钮、蜂鸣器等一些外设部件构成。
。
2.1门禁系统组成
1、AT89C51
门禁系统的核心部分，相当于计算机的CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理和储存，控制等等。
对系统其他部件进行编辑，对系统进行编程，与系统其他部件联系紧密，配合工作，使整个系统能正常工作[6]。
2.、液晶显示器
显示通过液晶显示界面切换按钮可显示4种不同主题的内容。
3、存储器
储存所有敲门的次数及未开门的次数及时间。
4、时钟芯片
产生时钟脉冲，使显示的时间正确。
5、蜂鸣器
当客人按下门铃时，蜂鸣器就会发出声音。
6、蜂鸣器
门铃按钮：
非主人到来时按下门铃，室内将响起铃声，总来访次数ALLNUM自加一。
开门按钮：
当主人听到客人按门铃时，按下开门按钮，门就开了。
液晶显示屏界面切换按钮：
显示屏显示的内容依次在如下按钮代表的内容间相互循环转换。
年月日时分秒切换按钮：
当需要修改时间时，把液晶显示界面调到Timeset及调时界面，通过调时加、减按钮可根据需要修改年月日时分秒。
翻页或调时加按钮：
调时及界面切换时用到。
翻页或调时减按钮：
调时完成确定按钮：
时间调好后按下此按钮，调好的时间才会生效。
调时快慢按钮：
调时时可实现连续加减和一按一加减，快慢两种调节方式。
2.2LCD1602液晶显示器
2.2.1主要技术参数
表2.2.1LCD1602技术参数
显示容量
16*2个字符
芯片工作电压
4.5~5.5V
工作电流
2mA
模块最佳工作电压
5V
字符尺寸
2.95*4.35mm
2.2.2接口信号说明
表2.2.2LCD1602接口信号
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
4
RS
数据/命令选择
12
D5
5
R/W
读/写选择
13
D6
6
E
使能信号
14
D7
7
D0
15
BLA
背光源正极
8
D1
16
BLK
背光源负极
图2.2.2LCD1602液晶显示屏引脚图
接口信号文字说明：
液晶显示偏压信号VL又称液晶显示器对比度调整端，与VDD相接时，对比度最弱，与VSS相接时，对比度最高。
对比度过高会产生鬼影[6]。
2.2.3控制器接口说明
基本操作时序为
读状态：
输入：
RS=L,RW=H,E=H.
写指令：
RS=L,RW=L,E=高脉冲
读数据：
RS=H,RW=H,E=H.
写数据：
RS=H,RW=L,E=高脉冲.
2.324C02存储器
CAT24WC02是一个2K位串行CMOSE2PROM,内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗，CAT24WC02有一个16字节页写缓冲器，该器件通过I2C总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能[7]。
本设计中所用的AT24C02的引脚如图所示：
图2.3AT24C02引脚图
表2.3AT24C02管脚功能
管脚名称
功能
A0A1A2
器件地址选择
SDA
串行数据/地址
SCL
串行时钟
WP
写保护
Vcc
+1.8V~6.0V工作电压
Vss
地
三个管脚A0、A1、A2是器件地址输入端。
这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时值为0.，最大可级联八个器件。
被总线寻址时，这三个地址输入脚可接VSS或悬空。
串行时钟SCL：
是用于产生器件所有数据发送或接收的时钟。
串行数据/地址：
用于所有数据的发送祸接收。
写保护：
如果WP管脚连接到VCC，所有的内容都被写保护（只能读）。
当wp管脚连接到VSS或悬空，允许器件进行正常的读或写操作。
写操作又分为两种：
字节写和页写。
字节写：
在字节模式下，主器件发送起始命令和从器件地址信息（R/W位置零）给从器件，在从器件产生应答信号后，主器件发送CAT2402的字节地址，主器件在收到从器件的另一个应答信号后，再发送数据到被寻址的存储单元。
CAT2402再次应答，并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写，在内部擦写过程中，CAT2402不再应答主器件的任何请求[8]。
页写：
CAT2402可一次写入16个字节的数据。
页写操作的启动和字节写一样，不同在于传送了一个字节数据后并不产生停止信号。
主器件被允许发送15个额外的字节，每发送一个字节数据后，CAT2402产生一个应答位并将字节地址位加1，高位保持不变。
如果在发送停止信号之前主器件发送超过16个字节，地址计数器将自动翻转，先前写入的数据被覆盖。
接受到16个字节数据和主器件发送停止信号后，CAT2402启动内部写周期将数据写到数据区。
所有接收的写数据在一个周期内写入CAT2402。
2.4DS1302时钟芯片
DS1302是利用外部晶振与其内部的电容配合起来产生时钟脉冲的。
DS1302在芯片内本身已集成了6PF的电容，所以，为了获得稳定可靠的时钟脉冲，必须选用具有6PF的负载电容。
如若晶振的负载电容不为6PF时，就会影响晶振的起震或导致震荡频率的偏移[9]。
管脚描述：
DS1302的引脚如图所示
图2.4DS1302引脚图
引脚说明：
VCC1、VCC2:
主电源与后备电源引脚端。
X1、X2：
晶振引脚端。
SCLK：
串行时钟端。
I/O：
数据输入输出端。
RST：
复位端。
GND：
接地端。
SCLK、I/O、RST三个端与单片机系统的数据传送过程：
首先把复位端RST置1，然后在SCLK时钟脉冲的作用下，通过I/O向DS1302输入地址/命令字节。
随后在SCLK时钟脉冲的配合下，从I/O引脚写入或读出相应的数据字节[10]。
3软件设计
软件设计对于我来说真的很有困难，它是一个创造性的过程，而且是一个漫长的学习过程。
只能通过多学多练多写多测试多实践，才会慢慢的进步。
具有记忆功能的门禁系统的软件设计工作量较大，其代码有20KB之多。
该软件主要由主程序和相应事件处理程序两部分组成。
3.1主程序流程图
主程序流程如图3.1.1所示。
主程序主要用来完成系统的初始化、时间显示、页面切换、来访查询和按键扫描等工作。
图3.1系统程序流程图
3.2仿真结果及使用说明
下列仿真结果均在PROTEUS中仿真
通过界面切换按钮可以在主界面、时间设置界面、敲门总数及没开门次数界面、没开门的次数及时间界面随意切换。
3.2.1仿真主界面
在proteus里面把系统仿真图画好后，双击单片机芯片，加入.Hex头文件，把程序捎进去，然后运行，仿真图中的液晶显示屏将会出现仿真主界面（如上图3.2.1）
3.2.2设置时间、日期、年份界面
出现主界面后，按下液晶显示屏界面切换按钮，就会出现（上图3.2.2）所示的设置时间、日期、年份界面。
通过年月日时分秒切换按钮可将下划线在年、月、日、时、分、秒下面循环移动，下划线在年月日时分秒那个下面，就可以通过翻页或调时加减按钮对其进行加减修改以达到希望设定的值。
上图所示的下划线是停留在秒的位置，通过调时加减按钮可修改其秒数的大小，确认设定好了之后，必须按下调时完成确定按钮，设定好的时间、日期、年份才会生效。
否则，白设定了。
如果想节约时间，让这些修改快点到达需要设定的值，可以按下调时快慢按钮，若想增大设定值就按下调时按钮不放，要修改的数值连续增加，等到达需设定的值时，松开调时快慢按钮，设定就完成了。
当然如果想慢慢的调，也可以通过对调时加减按钮一按一松进行加减设定。
在这里必须强调一下：
要修改或设定年、月、日、时、分、秒时，必须把液晶显示屏界面切换到设置时间、日期、年份界面，否则无法设定和更改。
3.2.3总访问次数及没开门的次数界面
当有人按下门铃按钮时，总访问次数ALLNUM就会自行加1，如若主人在家开门了，没开门次数NOTNUM不变。
若主人不在家，则，没开门次数NOTNUM会自行加1.（上图3.2.3）所示表示总的客人来访次数为1，没开门次数为1.当主人外出时，回到家如果想知道不在家这段时间有没有客人来访，来访了多少次，就可以通过页面切换按钮调到上图所示的界面进行查询。
3.2.4没开门次数及其日期和时间
当客人来访，主人不在家时，存储器就会自动储存来访者按门铃的日期和时间。
主人回到家可通过界面切换按钮，调到如（上图3.2.4）所示的界面进行查询不在家时来访者的日期和时间。
图3.2.5系统仿真图1
P2.0口作为控制门铃按钮的接口，每按一次，门铃声就响一次，敲门总次数ALLNUM就累加一次。
如果有人按门铃30秒之后没人开门，系统默认为没人在家，没开门次数NOTNUL自行累加1，P3.2与开门按钮相接，如若30秒之内有人开门，没开门次数不变。
P2.7与连续加减按钮相连，P3.0口与界面切换按钮相连，P3.1口与年月日时间切换按钮相连，P2.3与翻页或调时加按钮相连，P
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