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基于單片機(jī)的智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)
廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院 杜永峰 2020/2/7 9:19:03
（接上頁）的XTAL2，XTAL1和GND端口，
晶振能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號，同時(shí)與電路各部分相互配合，提供相應(yīng)的時(shí)鐘信號，以此來保證電路的正常運(yùn)行，同時(shí)能使各部分保持同步，有利于系統(tǒng)程序的運(yùn)行，保障電路的穩(wěn)定。瓷片電容主要的作用是消除諧波對電路的影響，該晶振電路采用的是30pF的瓷片電容，能夠有效的消除濾波，從而保持電路的穩(wěn)定性。
2.2矩陣鍵盤
由于本設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)數(shù)字密碼，因此需要較多按鍵，因此按鍵與單片機(jī)的連接方式為矩陣鍵鍵，如圖3矩陣鍵盤所示。
圖 3 矩陣鍵盤與主控芯片線路接線圖
本設(shè)計(jì)采用4*4的矩陣鍵盤。需要用到16個(gè)輕觸按鍵，需要一組I/O口，其中P1.0-P1.3口的低四位作為行線，P1.4-P1.7為高四位作為列線。檢測時(shí)，先將其中一條行線置低電平，比如將P1.0置低電平，單片機(jī)讀取列線的電平狀態(tài)，比如單片機(jī)讀取到第一條列線為低電平。將高四位的列線與低四位的行線進(jìn)行組合，就可以得到一個(gè)16進(jìn)制數(shù)，0xee，從而判斷出s1被按下，其他按鍵的檢測也是如此。輪流將不同的行線置低電平，不斷讀取列線的電平狀態(tài)，就可以得到不同的鍵值。矩陣鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省單片機(jī)的I/O口資源，其缺點(diǎn)是接線復(fù)雜，編程復(fù)雜。
2.3刷卡模塊
刷卡模塊能夠解鎖智能門禁系統(tǒng)，用戶通過刷卡模塊，可以讀取卡信息。若果讀卡信息匹配，則讀卡成果，智能門禁系統(tǒng)自動(dòng)開鎖，否則為讀卡失敗門禁不能開鎖。
本設(shè)計(jì)智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用RC522卡模塊和S50密鑰卡。其特點(diǎn)為低電壓
、低成本和尺寸小的非接觸式讀卡器芯片，滿足人們的日常需求，通過刷卡模塊RC522與S50鑰匙卡相互配合，能夠省去輸入密碼的繁瑣過程，直接刷卡能夠自動(dòng)開鎖，真正達(dá)到智能化的要求，如果遺忘密碼，也可以通過鑰匙卡開鎖，不用反復(fù)試驗(yàn)密碼。
2.4指紋識別模塊
本設(shè)計(jì)采用指紋模塊AS608，能夠錄入指紋、生成特性、合成特征模板、存儲指紋模板，然后再通過指紋模塊進(jìn)行指紋尋找，識別指紋的相關(guān)類型和標(biāo)號，達(dá)到保障人們的財(cái)產(chǎn)安全和人身安全的目的。下面指紋識別模塊的引腳及功能。
指紋模塊具體組成：SP芯片、閃存芯片、光頭、穩(wěn)壓芯片、傳感器和其他元件和通信電纜等組成，其與單片機(jī)主控芯片接線方式如下圖4所示。
圖4指紋模塊與主控芯片接線圖
2.5液晶顯示模塊
本設(shè)計(jì)采用LCD12864模塊輸出顯示信息。該芯片的優(yōu)點(diǎn)是功耗低、體積小、能夠顯示數(shù)字、符號等內(nèi)容，不需外加驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)用戶用某種輸入方式打開智能門禁系統(tǒng)時(shí)，液晶顯示模塊輸出顯示與之輸入方式對應(yīng)的功能信息。本模塊利用單片機(jī)的P0口與LCD12864連接，實(shí)現(xiàn)信息傳送和顯示。
12864的屏幕能夠顯示32個(gè)16X16點(diǎn)陣的漢字，其中為4行8列的字符顯示在屏幕上，每個(gè)RAM可以顯示1個(gè)漢字。每個(gè)屏幕最多可顯示32個(gè)中文字符或64個(gè)ASCII字符。其與單片機(jī)主控芯片接線如圖5所示。
圖5 液晶顯示模塊與主控芯片接線圖
2.6繼電器驅(qū)動(dòng)模塊
當(dāng)通過不同輸入方式輸入信號時(shí)，智能門禁系統(tǒng)自動(dòng)識別后去控制繼電器進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，若密碼正確，繼電器吸合，電磁鎖得電打開，否則電磁鎖閉合。并發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警信號。
繼電器由鐵芯，線圈，電樞，接觸彈簧等組成。如下圖6所示。引腳數(shù)目為5個(gè)，觸點(diǎn)形式為轉(zhuǎn)換型，屬于密封性，能夠保證電路正常運(yùn)行。
圖6 繼電器驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)
2.7聲光報(bào)警模塊
該電路模塊由NPN三極管、蜂鳴器、發(fā)光二極管和電阻組成。本設(shè)計(jì)中當(dāng)密碼輸入次數(shù)達(dá)到3次時(shí)，系統(tǒng)就會報(bào)警，并提示密碼輸入錯(cuò)誤。報(bào)警電路則用到了蜂鳴器和發(fā)光二極管。聲光報(bào)警電路與主控電路芯片接線圖如圖7所示。本設(shè)計(jì)中使用的三極管是NPN三極管5401。當(dāng)單片機(jī)的I/O口電平為高電平時(shí)，NPN三極管就會導(dǎo)通，蜂鳴器就會發(fā)出聲音，同時(shí)發(fā)光二（未完，下一頁）
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