目 录
1 系统总体方案设计 ................................................................................................. 1 1.1 系统设计原理 ................................................................................................. 1 1.2 硬件方案的选择 ............................................................................................. 1 1.2.1 主控制芯片的选择 ................................................................................. 1 1.2.2 显示模块的选择 ..................................................................................... 2 1.2.3 电源电路的比较与选择 ......................................................................... 2 1.2.4 键盘输入电路的选泽 ............................................................................. 3 1.2.5 电子锁门禁驱动电路的选择 ................................................................. 3 1.2.6 数据存储芯片的选泽 ............................................................................. 4 2 系统的硬件设计 ..................................................................................................... 5 2.1 单片机最小系统设计 ..................................................................................... 5 2.1.1 STC89C52单片机介绍 .......................................................................... 5 2.2 IC卡原理及驱动电路设计 ............................................................................ 7
2.2.1 Mifare射频卡技术参数 ......................................................................... 7 2.2.2 IC卡内部结构介绍 ................................................................................ 7 2.2.3 IC卡读写过程 ........................................................................................ 9 2.2.4 单片机与IC卡读卡模块接口电路设计 ............................................. 10 2.3 键盘电路设计 ............................................................................................... 10 2.3.1 键盘识别原理 ....................................................................................... 10 2.3.2 键盘电路及键盘按键定义 ................................................................... 11 2.4 电子锁门禁继电器驱动电路设计 ............................................................... 11 2.4.1 继电器介绍 ........................................................................................... 11 2.4.2 继电器驱动电路设计 ........................................................................... 12 2.5 LCD1602液晶显示电路设计 ...................................................................... 12 2.5.1 LCD1602液晶介绍 .............................................................................. 12 2.5.2 单片机与LCD1602液晶接口介绍 ..................................................... 12 3 系统的软件设计 ................................................................................................... 14 3.1 系统总程序设计 ........................................................................................... 14
3.2 IC卡读写子程序设计 .................................................................................. 14 3.3 键盘扫描程序的设计 ................................................................................... 15 3.4 LCD1602液晶显示子程序 .......................................................................... 17 3.5 电子锁门禁开关子程序设计 ....................................................................... 18 3.6 报警子程序设计 ........................................................................................... 18 4 系统的焊接与调试 ............................................................................................... 19 4.1 系统硬件焊接与调试 ................................................................................... 19 4.2 系统软件调试 ............................................................................................... 19 结语 ............................................................................................................................. 21 参考文献 ..................................................................................................................... 22 附录一 电路图 ........................................................................................................... 23 附录二、程序源代码 ................................................................................................. 24
1 系统总体方案设计
1.1 系统设计原理
本系统是基于STC89C52单片机设计的IC卡门禁系统。系统由两个部分构成：硬件电路部分和软件部分。硬件部分主要是电路板的设计与制作，软件部分主要是各个模块的驱动及总程序调试与实现。
硬件电路主要由：51单片机最小系统、射频IC卡模块、LCD1602液晶显示模块、报警提示模块、4X4键盘模块、电子锁继电器模块、电源模块等构成。设计硬件电路结构如下图所示。
电源模块 IC卡读卡模块 单片机 STC89C52 LCD1602液晶显示模块 蜂鸣器/LED报警提示模块 4X4键盘模块 电子锁门禁继电器驱动模块 时钟电路 图1.1 系统总体框图
1.2 硬件方案的选择
1.2.1 主控制芯片的选择
方案一：采用ARM9微处理器作为控制器。
ARM9引系列处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器 ARM9内核是0.9MIPS/MHz的三级流水线和冯·诺伊曼结构； ARM9内核是5级流水线，提供1.1MIPS/MHz的哈佛结构。 ARM7没有MMU,ARM720T是MMU的 ,ARM9主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列ARM9是有MMU的，ARM940T只有Memory protection unit.不是一个完整的MMU。ARM7是典型的微处理器，体积小、处理能力强、功耗低，但价格昂贵，会照成产品成本增加。
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方案二：采用STC89C52单片机作为为控制
STC89C52单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。51成本低廉，使用方便，适合与本系统的温度检测与控制。
综上分析，我们采用了第二个方案，即采用STC89C52单片机作为主控制芯片。 1.2.2 显示模块的选择 方案一：采用数码管显示。
数码管显示具有亮度高、显示简单简洁、成本低廉，可靠性高、响应速度快等有点。但如果采用想要显示要想让能见度较远并且醒目的同时又要显示汉字、图片等丰富的信息，则需要的液晶屏就要足够大成本也就很高。电路复杂需器件也高。
方案二：采用LCD1602液晶显示.
LCD128X64 是一种具有4 位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体 中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192 个16*16 点汉字，和128 个16*8 点ASCII 字符 集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。
LCD1602液晶器件与数码管显示模块相比，在硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该器件的价格始终，批量价格更低。而且显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高。软件操作简单，可操作性强。 综上分析，我们采用了第二个方案。 1.2.3 电源电路的比较与选择 方案一：采用USB供电
电脑的电源是通过电脑适配器将220V AC 转换成了12V DC直流，电脑USB接口可以提供稳定的5V直流电压。完全能够满足5V单片机系统的供电需要，并且
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