基于单片机的USB通信电磁锁控制系统设计.pdf

USB通信电磁锁控制系统设计的知识点: 一、USB通信技术基础 USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)的缩写，是一种广泛应用于计算机与外部设备之间的串行通信总线。它具有如下特点： 1. 标准统一：USB的标准接口规范被广泛接受和使用，提供了一种统一的连接方式，方便了各类设备之间的数据交换。 2. 携带方便：USB设备体积小巧，便于携带。 3. 热插拔：USB设备可以在不关闭电源的情况下插拔，极大地方便了用户的使用。 4. 高速传输：USB技术经历了多个版本，从USB1.1的12Mbps到USB3.0的5Gbps，甚至更高，能够满足高速数据传输的需求。 二、电磁锁的应用需求与技术特点 电磁锁主要用于自动售货机等无人看管的设备上，对安全性有较高要求。电磁锁的控制系统需要实现如下技术要求： 1. 结构简单：简化电路设计和结构布局，降低系统复杂度。 2. 成本低：在满足功能需求的前提下，尽可能降低材料和制造成本。 3. 安全性：确保电磁锁的安全可靠工作，避免未经授权的解锁操作。 三、单片机在USB通信电磁锁控制系统中的应用 单片机，又称为微控制器单元(Microcontroller Unit, MCU)，在本设计中被用作控制核心。单片机具备性价比高、应用灵活、性能稳定等优点，可以实时、稳定地处理数据和控制外部设备。本设计中采用的STC15W202S单片机，其特点如下： 1. 高速：能够快速响应控制指令。 2. 低功耗：适用于电池供电的便携设备。 3. 高可靠性：确保长时间稳定工作。 4. 强抗干扰能力：在复杂电磁环境中也能稳定工作。 5. 指令兼容：与传统的8051单片机指令代码兼容，便于开发。 6. 易于编程：软件开发和调试相对容易。 7. EEPROM存储：具备不掉电的数据存储功能，支持十万次以上的擦写，保证了数据存储的安全性和可靠性。 8. 省掉外部晶振和复位电路：简化了外围电路设计，降低了成本。 四、USB通信电磁锁控制系统硬件组成 1. 单片机控制系统：以STC15系列单片机为核心，实现对电磁锁的控制逻辑。 2. 电磁锁驱动电路：负责驱动电磁锁的开锁和闭锁操作。 3. USB信号转换RS232TTL电路：USB信号与单片机通信之间的电平转换。 4. 电源转换电路：将交流电源转换为电磁锁所需的直流电压。 五、USB通信电磁锁控制系统功能说明 1. 外接电源：系统支持AC 85~265V 50Hz的宽电压输入，功耗小于12W。 2. 输出接口：采用12V的直流输出，并且支持并联线圈的方式连接电磁锁。 3. 容量配接：支持与额定电流不超过0.8A的电磁锁配合使用。 4. USB连接方式：采用USB-B型接口与电脑或其他USB主机连接。 5. 驱动支持：对于Win7及以上系统能够自动识别USB接口的电磁锁控制系统，而对于XP系统，则需要安装相应的USB驱动。 6. 掉电记忆功能：在断电后重新恢复供电时，电磁锁能够恢复到断电前的状态。 7. 指示灯状态：系统设有交流电源指示灯、USB接入指示灯以及反映电磁锁状态的绿色指示灯（常亮表示已锁门，闪烁表示门已打开）。 六、USB通信电磁锁控制系统设计的实践意义 本设计提出了一套基于单片机的USB通信电磁锁控制系统方案，通过硬件设计和软件编程，实现了电磁锁的智能控制。系统测试和应用证明，该系统满足了自动售货机等设备的安全和可靠性需求，同时具有成本低廉的优势，对类似场景下的智能锁控制系统设计具有参考价值。