目 录
引言 1
一、 门禁系统的硬件设计 1
（一） 系统的总体方案 1
（二） AT89C51最小系统 2
（三） 键盘控制部分 3
（四） 蜂鸣器控制部分 4
（五） 读卡模块 4
（六） 继电器模块 5
（七） 电源接口模块 6
（八） LCD1602显示器模块 6
二、 门禁系统的软件部分 7
（一） 系统主程序流程图 7
（二） 系统状态转换图 8
三、 门禁系统的调试 9
（一） 硬件调试 9
（二） 硬件设计注意事项 12
总结 12
参考文献 13
致 谢 14
附录一：原理图 15
附录二：PCB布局图 16
附录三：系统PCB顶层布线图 17
附录四：系统PCB底层布线图 18
附件五：元器件清单 19
附录六：系统程序 20
引言
门禁系统 , 又被称之为出入管制系统。是一种数字化的、自动化的记录跟踪人员出入的情况的管理系统。使用者只使用一把“钥匙”就可以打开多把“门锁”, 并且门锁还有超时自动复位功能。如果使用者的“钥匙”失了，也不必更换门锁，只需将该钥匙对应的数据从控制主机中注销即可。出入口门禁控制系统可以有效的进行公众场所出入口的人员进出控制、管理和数据记录记录，从而实现了控制中心对所管理场所出入口的24小时控制、监视及管理。
现在比较常见的门禁系统有很多种类。而在市场上运用比较广泛的有密码型的门禁系统，新型的非接触式 IC 卡门禁系统，和一些通过识别指纹、虹膜等生物特性的门禁系统。常见的密码型门禁管理系统在开启门禁是只需要输入简单的数字密码，其保密型不强，已经面临淘汰。而指纹、虹膜等生物特性的门禁系统安全性能很高，但是识别真确率难以达到理想值而且其制造成本也是相对最高的，也就没有得到广泛的使用。而现在现在被大型的管制场合运用最广泛，且被人所熟知的是非接触 IC 卡门禁系统。非接触 IC 卡以其使用的便捷性、高识别率、以及相对的低投入成本。快速的占
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、虹膜等生物特性的门禁系统。常见的密码型门禁管理系统在开启门禁是只需要输入简单的数字密码，其保密型不强，已经面临淘汰。而指纹、虹膜等生物特性的门禁系统安全性能很高，但是识别真确率难以达到理想值而且其制造成本也是相对最高的，也就没有得到广泛的使用。而现在现在被大型的管制场合运用最广泛，且被人所熟知的是非接触 IC 卡门禁系统。非接触 IC 卡以其使用的便捷性、高识别率、以及相对的低投入成本。快速的占领了市场，成为了现在大型管制场所的门禁首选。本次我们做主要研究说明的就是非接触 IC 卡门禁系统，在下文中一律简称为门禁系统。
门禁系统是自动出入大门管理系统的一个重要安全防护环节，这个设计成功地在门禁系统中加入了非接触式IC卡技术和射频(RF)技术，同时将高速度、低成本与8051指令集兼容的的单片机作为控制中心。同时使用低电平驱动方式，来降低系统功耗，节约能源。有效的使通信技术和电子技术相结合。系统可准确判别所读卡是否拥有通过权限、以达到出入管制及监控。整个门禁系统满足所需的方便性，快速性和安全性，具有高实用价值，高性价比，可扩展性强的特点。此门禁系统实现的具体功能如下：
在入口操作时员工刷一下卡，刷卡后会有滴滴提示音。由系统判断该卡是否为有效卡、有无权限。
当提示音是较长的的“滴滴”声音时该卡合法，门禁打开，门可以被打开，打开延时10秒后门自动关闭，门禁开启；
门禁系统的硬件设计
系统的总体方案
门禁系统的硬件总体框图如图1所示，本系统主要由AT89C51最小系统电路、声音模块、按键模块、显示模块、继电器模块、读卡器天线模块六大模块电路组成。AT89C51最小系统是以主控芯片AT89C51单片机、12MHz的时钟控制电路和按键控制的复位电路组成的单片机最小系统 。按键模块是使用了独立式按键，总共四个按键配合上显示模块可以用来设置显示的时间。继电器模块、声音模块、读卡器模块构成了完整的门禁控制，可以控制门禁的开关，实现蜂鸣报警功能。
图1：硬件原理框图
本设计实现了刷卡开启门禁的方式，当进出人员将身份卡靠近信号接收模块时，接收模块开始向身份卡发送驱动数据，身份卡在接收到驱动数据后开始通过内部天线向信号接收模块回发自身携带的身份信息，信号接收模块在接收到身份信息后对信息进行判断和处理，并将处理结果传送给51单片机，单片机以此来判断签到是否成功以及签到人员的个人信息，接着51单片机驱动液晶屏将该进出人员的刷卡成功信息显示出来。
AT89C51最小系统
AT89C51单片机
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。鉴于此，本设计最终选用了AT89C51单片机作为了主控芯片。
单片机最小系统
本系统选用51单片机芯片作为主控芯片，在片外结合了复位电路和时钟电路组成51单片机最小系统，是门禁的主控核心，负责RFID模块的驱动、数据的处理、液晶屏的驱动以及信息存储等。AT89C51单片机提供了四组八位双向I/O口、一个电源接口、一个接地接口、RST复位输入接口、ALE/PROG访问储存接口、PSEN外部程序储存器通讯接口、/EA/VPP 接口、XTALA1反向振荡器输入接口、XTALA2反向振荡器输出接口。一般都是双列直插式封装结构，多为40个引脚封装，有采用44个引脚的封装，但是有四个引脚不使用。其存储容量、RAM、和10年的数据保留寿命已经足以构成这次所需要的单片机最小系统。单片机最小系统如下图2所示：


图2单片机最小系统
键盘控制部分
本设计采用了最简单的串并转换电路的键盘形式，此方案通过最简单的“读1”：“读0”来方式判断是否有按键被按下也就是我们所说的高低电平的判断，不过其存在明显的缺点，也就是占用了太多的单片机I/O口，但是本次设计只是需要用到四个设置功能按键，所以就选择了最简单方案。按键电路原理图如下图3所示：



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