单片机门禁系统的设计与研究

刘裕舸（柳州铁道职业技术学院，545616）



单片机门禁系统的设计与研究

刘裕舸
（柳州铁道职业技术学院，545616）

摘要：本文对单片机门禁系统的设计进行深层次的分析，希望能够促使今后的单片机门禁系统设计更加合理，更加可靠。

关键词：单片机；门禁系统；设计

对于企业、学校甚至交通设施而言，门禁系统所带来的便利性与管理效果非常显著，其普及程度以及应用效果均能够代表该系统的重要性。对此，有效的分析单片机门禁系统当中的主要设计内容是当前门禁行业的必行之道。

1　单片机门禁系统

单片机门禁系统则是一种基于单片机系统的门禁系统，其主要是将单片机系统作为门禁系统的核心控制器件，利用门禁系统的储存、卡的读写、门锁控制等功能实现控制目的。单片机门禁系统在我国的使用非常广泛，在小区大门、企业学校机房等。如果有人想通过单片机门禁系统，则需要通过以下两种方式进入。一种是在门禁处刷卡，当单片机系统识别该卡为合格进入卡之后，门会自动打开，反之则不开门；另外一种开门方式则是输入验证内容加验证信息开门，实际中普遍是号码加密码。

2　单片机门禁系统的硬件设计

本文将89C51单片机作为案例对单片机门禁系统分析，在单片机门禁系统的软件设计中，主要分析系统当中的控制模块、计时提示模块以及读取卡模块等。89C51单片机门禁系统的基本模块框架见图1。

图1　89C51单片机

2.1 89C51单片机

在本研究中主要将89C51作为特例进行分析。89C51单片机是美国ATMEL公司设计生产的AT89系列单片机中的一种，与MCS51系列的许多机种都具有兼容性，是只有8位的单片机。89C51单片机的主场配备频率为11MHz，每一个机器的周期为1.085us。与此同时，89C51单片机的CPU主要是由定时控制部件、ALU以及专用寄存器组件所构成，其具备高性能的判断、跳转、调用以及丰富的数据传输功能。

2.1.1 读卡电路

在89C51单片机门禁系统当中，主要是用户通过非接触式IC卡申请门锁开门请求。如果用户所提供的IC卡内容与读卡器当中的内容相符合，则开门。在门禁系统开门时，会对开门记录进行储存，储存IC卡卡号、时间以及其他相关内容。

2.1.2 时钟系统

在单片机门禁系统当中，普遍具有时间权限的控制。时钟系统主要是用于规定刷卡时间，在规定时间之内门禁系统不再具备常规的开关门要求。

2.1.3 储存模块

在单片机门禁系统当中，储存模块主要是储存开门信息，开门信息的内容主要是开门的IC卡卡号、开门时间以及其他内容等。储存模块的出现主要是防止在断电的情况之下闪存内容丢失的情况。

2.1.4 通讯模块

通讯模块主要是连接单片机与刷卡模块、单片机与上位机。

2.2 门禁控制模块设计

门禁控制模块的微处理器主要是通过89C51进行计算。89C51单片机是一种高性能、低电压的单片机，其片内的读写程序储存器主要是8位的bytes可反复擦写的制度程序。复位电路则是在单片机通电的情况下，给予硬件赋予的一种复位信号，该信号会依据单片机的形式不同，单片机的高电平有效与低电平有效会有一定的差别。复位检测电路主要是在单片机工作过程中，检测系统本身的电压变化情况，从而对系统进行保护，保障单片机的电压复位。

3　单片机门禁系统的软件设计

3.1 单片机门禁系统的工作流程

例如在楼宇内，单片机门禁系统的主要工作流程为：1、本楼

宇住户使用已经注册的IC卡刷卡进入，如果住户忘记携带IC卡则可以通过密码进入；2、如果某个住户有访客时，首先需要输入住户对应的门牌号，如果门牌号正确则会即可接通住户室内的通话机，在楼宇住户接听之后则可以选择开门或拒绝开门；3、任何形式的进出入均需要使用到IC卡或密码，并且还会将开门记录存储到储存器当中，留作今后的复查记录。

3.2 89C51单片机显示模块程序

89C51单片机门禁系统中，通过显示模块，显示屏的显示流程主要为：开始、查“忙”、延时、清屏、写入字串符、返回。但是，在实际的使用中，可能会因为使用的需求加入更多的显示内容，但是所有功能的显示内容均是在清屏之前进行。

3.3 读写卡程序

读写卡模块主要是在刷卡的过程中对卡进行读写，通过对卡内所具有的内容判定该进入卡是否符合浸出要求。首先需要读取数据，然后判断数据是否正确，如果卡内的信息有效则开门，反之则不开门。

3.4 通讯程序

89C51单片机当中有单独工作的通讯处理器，通讯程序与PC机之后的数据交换并不频繁，其主要是在对PC机发送指令之后才开始，微处理器才对PC机传输数据或接收数据。在89C51单片机门禁系统当中，PC机与微处理器的通信主要是使用主从式通信协议，主要是将PC作为主机，微处理器作为从机。PC能够完成多功能的串行通信，其主要包含接受单片机所发出的卡片内容，卡片内容则主要是包含刷卡的卡号、时间以及请求内容等。

3.5 门控程序设计

单片机门禁系统使用门控程序设计可以实现开门、报警、记录等功能。主要是通过用户在键盘上输入门号编码与密码，由程序辨别门号与密码，并利用密码判断结果决定是否开门。并在键盘输入的同时对键盘进行扫描，判断输入时间并记录。

4　总结

综上所述，在企业当中，门禁系统是非常重要的应用系统之一，其既能够应用于重要区域的进出许可，还能够完成记录统计。与此同时，在设计单片机门禁系统时，还可以增加其他功能模块，如加入生物特征识别等，从而使单片机门禁系统更加全能、高效、安全。

参考文献

[1]高科，张大林，刘炳承等.采用89S52单片机门禁系统设计[J].《电子制作》,2015(16)：393-394.

[2]王军波，饶运涛，等.基于AT89C2051单片机的RF卡门禁系统设计[J].《科技广场》,2005(1):87-89.

The design and research of the access control system of single chip microcomputer

Liu Yuge
（Liuzhou Railway Vocational Technical College，545616）

Abstract：In this paper,the design of access control system based on MCU were in-depth analysis, hope to be able to promote future access control system based on MCU design more reasonable,more reliable.

Keywords：single chip microcomputer;entrance guard system;design