基于51单片机的智能门禁系统.docx

"基于51单片机的智能门禁系统" 本文将详细介绍基于51单片机的智能门禁系统的设计原理、电路实现和各模块的工作原理。 设计原理 -------- 智能门禁系统的设计原理是基于51单片机的，通过时间模块判断当前系统所处模式（白天模式和黑夜模式），开关门通过驱动模块实现。在白天模式，门的开和关是通过测距模块测量的距离来控制，当测到的距离小于某值时门就开，门开后秒后自动关闭。在黑夜模式，门的开是通过输入正确的密码来启动，门开启后秒后自动关闭，密码输入错误达到次数时则通过报警模块来报警。 电路实现 -------- 电路实现主要包括时间显示单元、矩形键盘功能、门的开关控制、报警单元等几个部分。 时间显示单元通过获得时间，时间初始值为00:00:00，通过上位机DS1302、6位数码管显示出来。 矩形键盘功能键盘功能如表2-1所示，包括设置键、退出键和确认键等。 门的开关控制通过继电器实现，超声波测距小于某值或正确输入密码后继电器闭合表示门已打开，秒后继电器断开表示门已关闭。 报警单元在输入密码的状态下若连续输入错误的密码时，蜂鸣器报警秒，在修改密码输入旧密码次输错后蜂鸣器报警秒并退出密码修改功能。 电路原理图及其分析 ------------------- 总的电路原理图见附录。使用通信时序读取时间；超声波模块A DS130 SPI测量距离；保存密码，通过总线与单片机进行通信；矩阵按键接I/O，用于设置和输入密码、蜂鸣器模块用于报警。通过P3协IAP15F2K61S2调控制各个部分，原理图中使用了译码器，控制各个模块，可以有效节约单片机端口资源，使系统更加简洁、高效。 各模块电路工作原理 ------------------- ### 最小系统模块 最小系统模块使用晶振，接电压，电源部分设有电容以防止干扰，小系统电路如图2-1所示。 ### 报警模块 报警模块使用有源蜂鸣器，内含振荡器，所示。因此只需给其高低电平就可以控制其发声，电路如图2-2所示。 ### 显示模块 显示模块采用八个共阴数码管进行动态显示，利用人眼的视觉暂留，用译码器进行片选，选中，通过I/O口输出相应的数据，一个输出位选数据，一个输出段码数据。其中具有锁存和驱动的功能，可以有效节约单片机资源。通过输出相应的段码后进行延时，就可以观察到八位数码管同时点亮。 ### 按键模块 按键模块个按键，采用扫描的方法检测按键，占用个I/O口。使用矩阵168I/O，一共要将按键功能选择（）的、短接。电路图如图2-4所示。 ### 测距模块 测距模块通过超声波进行测距，通过发出信号，接收信号来测量距离。P11P10电路图如图2-5所示。 主控元器件选择 ------------- 主控元器件是系统的核心，协调控制系统的各个模块。方案一：是一种灵活性高且廉价的芯片，所以本次课设选择此芯片STC89C516。方案二：采用宏晶公司最新系列芯片ISP/IAP，在系统统可编程，不需要仿真器；属于增强型/，单时钟8051CPU 1T/机器周期，速度比普通快将近倍。 本文详细介绍了基于51单片机的智能门禁系统的设计原理、电路实现和各模块的工作原理，为读者提供了一份详细的技术指南。