北京工业大学毕业设计（论文）

Cosmic CxSTM8 4.2.4

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2 系统设计与硬件电路实现

2.1 系统设计

2.1.1 系统设计要求

本课题的设计要求是实现基于STM8L的智能门禁信息采集终端机。该系统使用STM8L微控制器通过SPI总线接口与RFID读写器进行通信，当有用户刷卡时读卡器采集到用户信息，通过控制器对采集到的信息进行认证，判断用户权限，并将用户的信息和门禁系统的状态存储到存储器中。同时，STM8L微控制器通过通用串口控制GSM/GPRS模块。微控制器通过串口发送标准的AT指令控制GSM/GPRS模块通过TCP/IP协议连接公网IP地址及端口号。然后将存储在存储器中的信息读出，通过GSM/GPRS模块以SMS形式传输到监管人员的手机上，或者通过TCP/IP协议将信息传送到已建立服务器的PC机上。

2.1.2 系统组成

为了实现设计要求，该系统硬件部分主要由两大部分组成：GSM/GPRS模块数据传输和RFID读写器数据采集，而STM8L是作为控制整个系统的核心微控制器。同时还包括辅助部分：驱动门禁系统解锁的执行机构、EEPROM存储部分、时钟显示部分和电源供电部分等。本系统的具体软硬件实现会在后面章节具体说明。系统整体概况如图2.1所示。

图 2.1 系统总体框图

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2.2 单片机系统模块设计

2.2.1单片机电路设计

为了满足系统需求，单片机要具有足够的外设和运算能力。本系统需要核心控制器具有两个通用同步异步收发器（简称通用串口）作为与数据采集模块和数据传输模块间进行通信的接口，同时需要有足够多的通用I/O口控制辅助单元。所以选择STM8L系列中的STM8L151C8作为该系统的核心控制器。

其主要特点：

（1）工作电压1.8V-3.6V （2）最高主频为16MHz （3）64K FLASH （4）2K RAM （5）1K EEPROM

（6）3个16位通用定时器；1个16位高级定时器；1个8位通用定时器；RTC定时器；看门狗定时器等

（7）3个通用串口（USART） （8）1个I2C接口 （9）2个SPI接口

（10）25个ADC输入通道；2个12位DAC；2个比较器 （11）41个通用I/O口

（12）采用LQFP48(7X7)封装

本系统使用外部16MHz晶振作为单片机的系统基准时钟源，该单片机采用非侵入SWIM进行调试。为了方便开机设置时间，本系统还留有两个按键以使用。单片机最小系统如图2.2所示。同时为了方便单片机与外部PC机或其他控制器进行通信调试，该单片机系统还外扩了RS-232和RS-485通信接口电路，分别使用的是MAX3232和SP3485电平转换芯片。该电路也引出了许多I/O口，方便以后扩展使用，电路如图2.3所示。

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图 2.2 单片机最小系统图

图 2.3 RS-232和RS-485通信接口电路图

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