基于AT89C52单片机的出入管理控制系统的设计

2012-07-12广东省工商高级技工学校雷国荣

电子世界 2012年19期

关键词：流程图时钟继电器

广东省工商高级技工学校雷国荣

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出入管理控制系统是一种全新的出入管理方式，通过一定身份识别手段来判断选择拥有权限的人员进入指定区域。本文将介绍一个采用TM卡对来访者身份进行识别的实时门禁记录系统。

门禁控制器；单片机AT89C52；系统；芯片

一、系统设计要求与思路

出入管理控制系统主要由门禁控制器、身份识别卡两个部分组成。用户可以通过身份识别卡来进入身份，同时系统也将对每一个进入到房间的用户进行记录，记录信息包括用户身份号、进入时间。

门禁控制器以单片机AT89C52为核心，利用DS1302时钟芯片进行设计。系统的身份识别卡采用型号为DS1990A的TM卡完成设计，由于该型号的TM卡上面都刻有一个独有的64位二进制ID号，并且该编号不能仿造，可以极大地提高系统的安全性。

二、系统总体设计

1.应用系统结构设计

根据出入管理控制系统的功能特点，本系统主要为识别卡电路、单片机模块电路、时钟模块电路、数据存储模块电路、显示电路和继电器控制电路6部分组成。整个系统的结构框图如图1所示。

2.设备选型

本设计采用Atmel公司的高性能低功耗的单片机AT89C52作为控制系统的核心。下表1是出入管理控制系统设计具体的设备选型表。

3.硬件设计

出入管理控制系统的硬件电路如图2所示，主要由识别卡电路、单片机模块电路、时钟模块电路、数据存储模块电路、显示电路和继电器控制电路6部分组成。

在单片机及识别卡电路中，由DS1990A为主构成的身份识别装置，单片机可以通过对其内部的编号进行读取，来判断来访者是否有权限开电子锁。单片机模块是以AT89C52为核心构成，晶振选取12MHz，采用上电和手动两种复位方式。

时钟模块电路采用DS1302进行设计，X1和X2引脚之间连接一个32.768kHz的晶振，由于DS1302内部已经集成了6pF的电容，这样就不需要在外部连接电容了。BT2为3.6V充电电池，用于时钟/日历数据和静态RAM掉电保护。

在数据存储模块电路中，由于CAT24WC02是EEPROM存储单元，具有掉电保护数据的功能，因此在本系统设计中用来存储用户进入房间的时间信息。通过将A0、A1、A2引脚接地，可以设置CAT24WC02的器件地址。写保护引脚/WC悬空，存储器可以进行正常的写操作。

表1 设备选型表

图1 出入管理控制系统结构框图

图2 出入管理控制系统电路

图3 系统流程图

图4 定时器TO服务流程图

图5 读身份信息流程图

显示模块电路中，系统在没有访问者时，通过MAX7221来驱动8个七段数码管显示时间。比如在晚上10点23分19秒时，显示格式格式如“22-23-19”。如果有人员访问时，数码管上显示为“------”。

系统的继电器控制电路里，继电器是通过三极管Q1来驱动的，Q1的基极通过一个510欧的电阻连接到单片机P2.3引脚。当P2.3输出高电平时，Q1导通同时继电器线圈得电，使得继电器常开端闭合，绿灯提示灯亮，表示电子锁打开。二极管D1为续流二极管，在线圈失电时用于构成回路释放线圈中的电流，同时保护三极管。

4.软件设计

通过出入管理控制系统硬件电路的设计后，还需要进行软件程序设计来实现功能。主要由主程序、定时器服务程序、读身份信息程序等构成。

系统的主程序流程图如图3所示，进入主程序后，系统首先对MAX7221、DS1302及内部定时器T0进行初始化。当进入循环工作程序后，读取身份识别卡内部的64位ROM后，与设定的64位码进行比较。如果两个码一致，系统会闭合继电器常开触点，同时启动定时器T0工作。这时，数码管上将会显示“--------”，当用户取下身份识别卡后，才会重新恢复为时间显示状态。当继电器常开触点闭合10s时，系统会将自动断开常开触点。如果两个码不同，系统将直接调用时间显示程序。

定时器的设计程序如图4所示，进入定时器T0中断服务程序后，首先需要重载定时器初值，然后将设定的计数变量num，减1判断是否已经减到0。若num不为0，则继续退出中断服务程序；若num为0，说明定时10s时间已经到了，这时停止定时器工作，重置num初值，最后断开继电器后推出中断程序。

由于身份识别卡是采用DS1990A进行设计的，因此读取激光ROM码应满足单总线的读时序要求。读身份信息程序如图5所示，首先，需要对DS1990A进行初始化，若已经插入识别卡，则DS1990A会产生一个应答脉冲；反之，则没有应答脉冲，程序返回值为0(error)。当有识别卡时，单片机再发送读ROM码命令(33H)，并读取ROM码，最后，对读取的ROM码进行校验，判断读码是否正确。正确返回1(right)，错误返回0(error)。