基于单片机的门禁系统设计本科毕业设计论文
基于单片机的门禁设计
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摘要
本门禁系统设计的前端信息采集以非接触式IC卡形式，有接触式IC卡、磁卡等其它卡不可比拟的优势，采用RS232/485通信方式接受数据和发送数据，实现了权限管理、实时监控、存储、异常报警、出入记录查询等功能，能够存储2000个用户信息。运用模块化的设计思路，用芯片U2270B采集外部IC卡号，并通过STC12C5A60S2主控芯片解析IC卡号，它的读和写卡距离在300—400mm 范围内。实现刷卡模块；检测按钮与单片机的引脚电平，引脚电平连续两次处于低电平则按钮按下实现按钮模块；既没有刷卡又没有按钮，门打开则实现机械开门模块；驱动电机采用四个NPN三极管组成的电路，输出电平的高低来实现电机的正转，反转功能，从而实现电机驱动模块；
本文设计的门禁控制器，电路简单, 使用方便,可靠性高、反应灵敏，系统维护方便、适用范围广且价格低廉，应用范围广泛，能够在大多数场合代替接触式IC卡的使用。
同时可以与上位机联结组成一种联网式门禁系统，由于计算机网络的发展，通过中心或通过一个端点就能对设备进行监控与维护。通过局域网对本地区的设备进行集中监控与维护，可提高系统的可靠性，减少故障的发生率和处理时间等。
关键词：非接触式IC卡STC12C5A60S2单片机模块化设计门禁控制器
目录
绪论 (4)
第一章基于STC12C5A60S2单片机门禁系统概述 (5)
1.1 STC12C5A60S2/AD/PWM系列功能简介 (5)
1.2 门禁系统简介 (6)
1.2.1 门禁系统的组成及工作原理 (6)
1.2.2 门禁系统的功能及需求发展方向 (7)
第二章各类门禁系统的比较 (11)
2.1 按前端信息采集即进出识别方式分 (11)
2.2 按设计原理分 (12)
2.3 按与微机通讯方式分 (12)
2.4 按管理结构模式分 (13)
第三章基于STC12C5A60S2单片机的门禁系统硬件设计 (14)
3.1 电源模块设计 (14)
3.2 射频模块设计 (14)
3.3 实时时钟模块设计 (21)
3.4 驱动电机电路设计 (21)
3.5 其他设计 (22)
第四章基于STC12C5A60S2单片机的门禁系统软件设计 (23)
4.1 软件总体设计 (23)
4.2 软件模块设计 (24)
4.2.1 触发开门模块 (24)
4.2.2 驱动电机、LED、蜂鸣模块设计 (27)
4.2.3 通信模块设计 (28)
4.2.4 拨码模块设计 (29)
第五章系统构建与调试 (30)
5.1 系统构建 (30)
5.2 调试 (30)
5.3 原理图及PCB图 (33)
第六章总结 (34)
致谢 .............................................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献.. (35)
附件 (36)
绪论
本设计以STC系列单片机12A5A60S2作为微控制器。具有无法解密，采用宏晶最新第六代加密技术；超强抗干扰，整机轻松过2万伏静电测试；速度快，1个时钟/机器周期，可用低频晶振，大幅度降低EMI；支持掉电唤醒；超低功耗；输入/输出口多，最多有44个I/O口，A/D做按键可以节省很多I/O口；在系统可编程，无需编程器，无需仿真器，可远程升级;内部集成高可靠复位，外部复位电路可彻底省掉，也可继续使用外部复位电路
在IC卡应用日益广泛的今天，IC卡门禁系统以其管理的安全、可靠、高效、灵活和方便逐步取代其它现有各类门锁成为目前门禁系统的主流方式。门禁安全管理系统是一种新型智能化的安全管理系统，它集自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术和通讯技术等诸多方面。它是解决重要部门出入口便捷控制和实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、办公大楼、智能化小区、工厂、军械库、机要室等。在数字技术和网络技术飞速发展的今天，门禁系统也得到了迅猛发展。门禁系统已由早期单纯的门道及钥匙管理,发展为一套完整的出入管理系统，并且通过采用先进的网络技术，使整套系统的操作和自身资源的使用不再受时间和地域的限制。非接触式IC卡门禁管理系统读卡器是以非接触IC卡射频识别技术为核心，使用户使用方便和管理方便为目的，具有高安全性、高可靠性的管理系统。当要开门时，只要将IC卡在读卡器前一划，读写器就会识别出该卡是否对应此门，当密码正确则打开门，并自动准确记录下卡号和开门时间等信息，如果系统允许，一卡还可以对应多个门。
第一章基于STC12C5A60S2单片机门禁系统概述
1.1 STC12C5A60S2/AD/PWM系列功能简介
该单片机属于STC系类新型增强型单片机，功能强大。高速：1个时钟/机器周期，增强型8051 内核，速度比普通8051快8~12倍；宽电压：5.5~3.3V，2.2~3.6V;增加第二复位功能（高可靠复位，可调整复位门槛电压，频率<12MHz时，无需此功能）；增加外不掉电检测电路，可在掉电时，及时将数据保存进EEPROM，正常工作时无需操作EEPROM；低功耗设计：空闲模式，（可任意一个中断唤醒）掉电模式（可由外部中断唤醒），可支持下降沿/上升沿和远程唤醒；工作频率：0~35MHz,相当于普通8051：0~420MHz；时钟：外部晶体或内部RC振荡器可选，在ISP下载编程用户程序时设置；8/16/20/32/40/48/52/60/62K字节片内Flash程序存储器，擦写次数10万次以上；1280字节片内RAM数据存储器；芯片内EEPROM功能，擦写次数10万次以上；ISP/IAP，在系统可编程/在应用可编程，无需编程器/仿真器；8通道，10位该素ADC，速度可达25万次/秒，2路PCA还可当2路D/A使用；2通道捕获/比较单元（PWA/PCA/CCP），也可以用来在实现2个定时器或2个外部中断（支持上升沿/下降沿中断）；4个16位定时器，兼容普通8051的定时器T0/T1，2路PCA 实现2个定时器；可编程时钟输出功能,T0在P3.4输出时钟，T1在P3.5输出时钟，BRT在P1.0输出时钟；硬件看门狗(WDT）；高速SPI串行通信端口；全双工异步串行（UART），兼容8051的串口；先进的指令集结构，兼容普通8051指令集，有硬件乘法/除法指令；通用I/O口（36/40/44），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统i/0口）可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均达到20mA，但是整个芯片最大不得超过100mA；复位脚：烧录程序时如设置I/O口，可当I/O口使用；EX_LVD：是外部低压检测中断/比较器；不用的I/O口：浮空即可；使用LQFP48/PDIP48封装是，最大有44个I/O口；使用LQFP44封装时，最多有40个I/O口；使用PDIP40封装时，做多有36个I/0口。
1.2 门禁系统简介
1.2.1 门禁系统的组成及工作原理
门禁系统即出入口控制系统，其基本组成是由前端信息采集部分、传输部分、识别处理与控制三个部分组成。
1、前端信息采集部分
前端信息采集部分[1]一般有卡片读出式、密码输入和生物特征提取三大类：（1）卡片式（即刷卡部分）
依卡片工作方式有接触式和感应式两类：接触式卡片有磁条卡、条码卡、红外线卡、铁码卡、集成电路智能卡（也成IC卡）等；感应卡由一片编程的特殊芯片和一组天线组成。天线用来发射和接受电磁波，芯片是感应卡的核心元件。感应卡具有防水、防污、能用与潮湿恶劣的环境等优点，刷卡时非常方便；感应速度快，节省时间，并且应具备隔感应特性，因此有隐秘性。目前多用于REID 射频卡。
（2）密码输入式
密码输入式有电话面板固定式键盘和乱序键盘两种。电话面板固定式键盘的0~9在键盘的位置是固定不变的，因此，在输入密码是，易于被人记住仿冒，现仅用于与刷卡机配套使用。乱序键盘亦即0~9共10个数字在显示键盘上的排列方式不是固定式，而是随机的，每次使用时显示数字的顺序都是不同，这样就避免了被人窥视而泄露密码之可能。所以多被这种方式采用。
（3）人体生物特征提取式
由于生物特征有着“人各有志、终身不变”和“随身携带”的特点，因此具有无法仿冒与借用、不怕遗失、不用携带、不会遗忘，具有独特性、唯一性、安全性，适用于高机密性场所及电脑中心的信息安全保护。目前一般有声音、签字、眼虹膜、掌形、指纹与面像等特征提取式，但现在比较成熟与使用最多的是指纹图像的采集处理与识别的门禁系统。并且，为缩短辨识时间，通常需配合按键输入ID（输入者编码）。
2、信息传输部分
信息传输部分有有线与无线传输之分。
（1）有线传输
门禁有联网型和非联网型（独立式），其有线传输多采用双绞线、电话线、电缆、光缆等。
（2）无线传输
无线传输采用微波、红外光波或移动通信网络等
3、识别处理与控制部分
识别处理与控制部分一般用微机识别处理所采集的特征信号，以控制门禁装置（控制执行机构动作）的开或关。
主控制器由计算机硬件与软件组成，安装于中央控制室。其中包含各种控制扩展板（控制执行机构动作）的开或关。
从控制器是门禁机（读卡器或生物采集设备）和门禁主机的连接设备，根据需要从控制器可连一、二、四、八个门禁机。单独的门禁控制器可控制1个门或几个门。64个门以内的群控系统，实行分级管理，可有效防止无关人员通过。所有门禁控制装置均连网运行，此时系统覆盖的面积较大，应妥善规划门禁控制器的数量及安装位置，施工要规范，操作系统软件以Windows NT实用性最强。
经常有人工作的库房，除门禁控制设备外，还可以同时安装对讲或可视对讲装置，先通过声音或图片决定开门与否，以防万一。门禁控制设备与体系结构相关连。
实际上，门禁系统主要由被控制的门、控制器、门磁锁、读卡器及卡片、手动按钮、钥匙、指示灯、上位机通讯的线缆、上位机PC机、专用软件等组成。对需控制的出入口，安装受控电锁装置和感应器（如：电子密码键盘、读卡器、指纹阅览器等）控制的电控门。授权人员持有有效证卡，或密码和自己的指纹，就可以开启电控门。所有出入资料都被后台计算机记录在案，通过后台计算机可以随时修改授权人员的进出权限。此外，门禁系统还可以加入考勤系统等功能。
1.2.2 门禁系统的功能及需求发展方向
1、门禁系统的功能
对通道进出权限的管理主要有以下几个方面：对人员出入权限设置、更改、取恢复等。
（1）对通道的权限：即对每个通道设置哪些人可以进出，哪些人不能进出
等。
（2）进出通道的方式：即对可以进出该通道的人进行方式的授权，进出方式通常有密码、读卡（生物识别）、读卡（生物识别）+密码三种方式等。
（3）进出通道的时段：即设置该通道的人可以在什么时候范围内可以进出等。
实时监控与存储功能
系统管理人员可以通过微机实时查看每个门区人员的进出情况（同时有照片显示）、每个门区的状态（包括门的开关，各种非正常状态报警等）；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门区。
系统可存储人员出入的日期、时间、卡号、是否非法等相关信息。即存储所有的进出记录、状态记录等。
异常报警功能
在异常情况下，系统可以实现微机报警或报警器报警。如非法侵入、门超时未关等异常报警；非法闯入、门锁被破坏等情况出现时，系统会发出实时报警信息并传输到管理中心。
集中管理与出入记录查询功能
后动态管理工作站可建立用户资料库，定期或实时采集每个出入的进出资料，同时可按各用户进行汇总、查询、分类、打印等。并且，还可按不同的查询条件进行出入记录查询；如配备相应考勤软件也可实现考勤、门禁一卡通等。
网络设置管理监控功能
大多数门禁系统只能用一台微机管理，而技术先进的系统则可以在网络上任何一个授权的位置对整个系统进行设置监控查询管理，也可以通过INTERNET 网上进行异地设置管理监控查询。
消防报警监控联动功能
可实现消防联动，当出现火警等情况时，由中心统一开启出入通道，门禁系统可以自动打开所有电子锁，以使里面的人随时逃生，并且，可启动CCTV 实现联动实时监控。
与监控联动，通常是指监控系统自动将有人刷卡时（有效/无效）的情况下，同时也将门禁系统出现警报时的情况录下来。
2、门禁系统的需求与发展方向
门禁系统现状
目前，门禁市场经过十多年的发展已开始进入成熟期，产品设计与新技术应用已呈多元化、集成化发展，针对门禁功能的应用已不再局限于单一门禁控制应用的需求。由于国内市场的不断发展变化，[6]从2008年的安博会上可以看出，门禁技术的发展出现呈二条主线模式发展：一条是以国外门禁厂商以技术领先引导的综合性门禁集安防控制的技术路线，另一条是以国内以卡技术应用为主的一卡通平台模式发展的路线，它结合了符合中国国内用户需求的应用特点，把门禁管理融合到一卡通整体平台管理中体系中，实现了门禁、巡更、电梯、考勤、消费、停车场、会议签到等方面的综合应用。
门禁系统的趋势
2008年，门禁一卡通平台的开发给门禁系统的多元化应用扩展了空间。作为门禁一卡通智能识别系统的前端，目前国内外研制和使用的门禁系统主要集中在感应门禁系统和生物识别门禁系统。根据主流市场的分类，它又可分为以非接触式IC卡主的产业链和以指纹门禁为主的辅助产业链。它们均以提供完善门禁一卡通应用解决方案提供服务。
在生物识别的门禁系统的单个产业链中，生物识别技术的应用主要限于门禁及考勤，指纹识别产品仍然占据主导地位，其他如人脸识别、虹膜识别、掌形识别、声纹识别以及最新的DNA识别，仍处于推广阶段。由于指纹门禁产品核心部件指纹读头使用次数（寿命）的问题，已大大阻碍了其市场推广因素。简单计算：一台指纹考勤门禁机器假如以500个人单位规模的企业每天进出门最少4
次计算，每天就有1000—2000次，每个月就有3—6万多次，那每年将会有近36—72万次，如此高的使用频率在一个不到4平方厘米的表面上磨放，该部件如果不是用特殊、专用材料制作就达不到上千万次表面上磨放，很难满足企业长期的应用。而RFID门禁产品的只读特点几乎可以达到无限次（读写到十万次），二者的市场推广根本无法相比。由此可见，RFID门禁产品依然会占据很大的市场份额。
随着安防设备网络化的演变，门禁系统与视频监控、和防盗报警功能将进一步的融合，其集成化的门禁系统解决方案，集成了防盗报警设备及CCTV监控系
统、联动空调灯光控制，进一步体现门禁从一个单纯的身份识别系统，实现对智能化管理系统中的节能服务管理，它必将成为未来门禁一卡通产品的发展趋势。
门禁技术应用的展望
随着国内用户对门禁系统需求的成熟，用户也逐渐表现出对门禁产品的差异性要求。一部分客户单纯以低价格为采购导向，主要用作单一的用途，催生了大批小型门禁企业。另外一部分客户则具备相当的购买能力，希望能采购到具备国外产品稳定，又具备多种应用功能、性能，价格又相对便宜的门禁产品。这使得门禁系统功能从单一的控制向一个完整管理平台发展，这一趋势将使门禁系统演变成为传统的RFID身份识别技术与安防系统有机结合的应用新模式。随着中国门禁技术的日益成熟，深圳地区已有一些具备实力的简易免维护型门禁产品开始步走入国际市场，成为国外经销商的采购对象。门禁市场最终将经历“洗牌”，相当一部分不具备研发实力或技术力不够的小规模企业将因此生存更加艰难，而那些真正具备研发实力、技术储备丰富的厂家将在各自的细分市场上形成较高的市场占有率。它们也将形成中国知名的门禁品牌产品。
门禁一卡通系统结合集成智能摄像技术，配合IC卡读写认证，分析捕获的视频流，进行智能笔对或人工笔对的智能判断，可有效地解决门禁冒名顶替事件的发生。门禁系统平台还通过多种辅助方式，如手机短信、EMAIL等发送报警信号。在智能小区门禁应用中，它可结合智能家居控制器与楼宇对讲系统融合，通过网络控制家用电器（灯光、空调、电视，音响，冰箱等），再利用智能门禁一卡通系统，结合防盗报警实现报警设备布防撤防的管理、CCTV联动控制智能识别应用，从而实现高度集成化的智能安防管理解决方案。那种将传统的门禁管理功能上升到综合安保门禁一体化管理的发展趋势，必将催生一个全新的门禁市场。
第二章各类门禁系统的比较
2.1 按前端信息采集即进出识别方式分
正如门禁系统的组成中所述，[2]目前门禁系统按前端信息采集即进出识别方式可分为如三大类：
（1）密码识别式
即通过检验输入密码是否正确来识别进出权限。这类产品又分两类：
普通键盘型（键盘上的数字固定，如电话上键盘），其优缺点为：
优点：操作方便，无须携带卡片；成本低。
缺点：同时只能容纳三组密码，容易泄漏，安全性很差；无进出记录；只能单向控制。
乱序键盘型（键盘上的数字不固定，不定期自动变化），其优缺点为：
优点：操作方便，无须携带卡片，安全系数稍高。
缺点：密码也容易泄漏，安全性还是不高；无进出记录；只能单向控制；成本比普通键盘型稍高一些。
（2）卡片识别式
即通过读卡或读卡加密码方式来识别进出权限，接卡片种类又分为：
磁卡式，其优缺点为：
优点：成本较低：一人一卡（+密码），安全一般，可联微机，有开门记录。
缺点：卡片与设备有接触，因而易磨损，寿命较短；卡片容易复制；不易双向控制；卡片信息容易因外界磁场丢失；使卡片无效。
RFID射频卡式，其优缺点为：
优点：卡片同设备无接触，无磨损，寿命长，理论数据至少十年；开门方便安全；安全性高，可联微机，有开门记录；可以实现双向控制；且卡片很难被复制等。
缺点：成本较高。
（3）生物特征识别式
即通过检验人员生物特征等方式来识别进出。主要有指数型，虹膜型，面部识别型等，最成熟与使用较广的主要是指纹识别式。生物特征识别式的优缺点
为：
优点：安全性较好；无须携带卡片。
缺点：成本很高，识别率差一些，但对环境要求高，对使用者要求高（比如指纹不能划伤，眼不能红肿出血，脸上不能有伤，或胡子的多少）等。
值得提出注意的是，一般人认为生物识别的门禁系统很安全，其实门禁系统的安全部仅仅是识别方式的安全性，还包括控制系统部分的安全，软件系统的安全，通信系统的安全，电源系统的安全等，哪方面不过关，整个系统都不安全。如有的指纹门禁系统，它的控制器和指纹识别仪是一体的，但安装时要装在室外，这样控制锁开关的线就露在室外，也很容易被人打开。因此，设计与安装都应整体考虑其安全性才行。
通过上述优缺点的可看出，以RFID与生物识别式为好。
2.2 按设计原理分
门禁系统按设计原理又可分为以下分类：
（1）控制器自带读卡器（识别仪）
这种设计的缺陷是控制器必须安装在门外，因此部分控制线必须露在门外，这样，内行人无须卡片或密码，即可以轻松开门。
（2）控制器与读卡器（识别仪）分体
这类系统的控制器安装在室内，只有读卡器输入线露在室外，其他所有控制线均在室内，并且，读卡器传递的又是数字信号。因此，若无有效卡片或密码，任何人都无法进门。
显然，两者比较，第二类系统应是用户的首选。
2.3 按与微机通讯方式分
门禁系统按与微机通讯方式还可分为以下两类：
（1）单机控制型
这类产品是常见的，适用与小系统或安装位置集中的单位。通常采用RS485通讯方式。其优缺点为：
优点：投资小，通讯线路专用。
缺点:一旦安装好就不能方便地更换管理中心的位置，不易实现网络控制和异地控制。
（2）网络型
这类产品的技术含量高，它的通讯方式采用的是网络常用的TCP/IP协议。其优缺点为：
优点:控制器与管理中心是通过局域网传递数据的，管理中心位置随时变更，不需重新布线，很容易实现网络控制或异地控制。适用于大系统或安装位置分散的单位适用。
缺点：系统的通讯部分的稳定需要依赖于局域网的稳定。
2.4 按管理结构模式分
门禁系统如按管理结构模式还可分为以下三类：
（1）单向感应式（读卡器+控制器+出门按钮+电锁）
使用者在门外出示经过授权的感应卡，经读卡器识别确认合法身份后，控制器使电锁放行，并记录进出时间。按开门按钮，打开电钮，直接外出。适用于安全级别一般的环境，可以有效地防止外来人员的非法进入。这是目前最常用的管理模式。
（2）双向感应式（读卡器+控制器+电锁）
使用者在门外出示经过授权的感应卡，经读卡器识别确认合法身份后，控制器使电锁放行，并记录进门时间。使用者离开所控房间时，在门内同样要出示经过授权的感应卡，经读卡器识别确认身份后，控制器使电锁放行，并记录出门时间。适用于安全级别较高的环境，不但可以有效地防止外来人员的非法进入，而且可以查询最后一个离开的人和时间，便于在特定时期（例如失窃时），用来提供证据，落实责任。
（3）联网模式
联网模式是通过RS485/RS232信号转换器，将若干个单向感应门禁模块连接成一个集中管理的中大型门禁系统。一个RS485/RS232信号转换器，可以串联负载128台控制器。每台控制器分别控制1-4个门。一台电脑可以通过串口对所有的门禁考勤系统进行集中管理。所有模式都可以定义为门禁考勤一卡通管理模式。
第三章基于STC12C5A60S2单片机的门禁系统硬件设计3.1 电源模块设计
设计说明：给芯片L7805提供12V电源，输入输出都加入电容主要是对输入的12V电压和进过芯片7805转化的5V电压进行滤波处理使输入输出电压稳定。
3.2 射频模块设计
图3-1 内部框图
图3-2 内部数据结构
射频卡选用的EM4100卡是由瑞士微电生产的一款用于只读射频卡信息传输的集成芯片。射频卡由IC芯片、感应线圈组成，COIL1与COIL2为感应线圈
接口。全波整流[3]电路、Csup可以将线圈感应产生的能量保存供给芯片作为工作电源；时钟选取电路将筛选频率125 kHz的载波作为时序发生电路的基准时钟源；内存中64位数据依次串行输出，通过编码模块输出曼彻斯特码；最后信号通过调制电路再由感应线圈发射出去。图3-1为EM4001芯片内部功能图。
EM4100全部的数据位为64位，它包含9个开始位(其值均为…1?)、40个数据位(8个厂商信息位+32个数据位)、14个行列奇校验位(10个行校验+4个列校验)和1个结束停止位。EM4100在向读卡机或PC机传送信息时，首先传送9个开始位，接着传送8个厂商信息或版本代码，然后再传送32个数据位。其中15个校验以及结束位用于跟踪包含厂商信息在内的40位数据。当EM4001上电初始化后，便依次将这64位数据反复输出，直到卡片离开基站读写器失电为止。图3-2为EM4100芯片内部数据格式。数据信息采用曼彻斯特编码，然后调制到载波上，影响感应线圈工作。数据“O”对应着电平下跳，数据“1”对应着电平上跳。读卡部分
设计说明：U2270B是一种典型的发射频率为125kHz的非接触性IC卡射频基站芯片，芯片U2270B输出与单片机的输入捕捉端口相连，通过单片机解析IC卡。U2270B的载波频率为100～150 kHz，其调制方式为曼彻斯特码和双相位码。U2270B的电源供给可为5 V的稳压电源或者是12 V的汽车蓄电池。它可以为
RF场提供能量，其中在短距离运用时，外围驱动电路简单。U2270B还具有信号微调能力，而且其读写距离可达4～6 cm。U2270B还具有电压输出功能可以给微处理器或其他外围电路供电。
通过桥式二极管来增强读写距离。
通过调整Rf引脚所接电阻的大小，可以将内部振荡频率固定在150 kHz，然后通过天线驱动器的放大作用，在天线附近形成150 kHz的射频场，当射频卡进入该射频场内时，由于电磁感应的作用，在射频卡的天线端会产生感应电势，该感应电势也是射频卡的能量来源。数据写入射频卡采用场间隙方式，即由数据的“O”和“1”控制振荡器的启振和停振，并由天线产生带有窄间歇的射频场，不同的场宽度分别代表数据“O”和“1”，这样完成将基站发射的数据写入射频卡的过程，对场的控制可通过控制芯片的第6脚(CFE端)来实现。
由射频卡返回的数据流可采用对射频卡天线的负载调制方式来实现。射频卡的负载调制会在基站天线上产生微弱的调幅，这样，通过二极管对基站天线电压的解调即可回收射频卡调制数据流。应当说明，与U2270B配套的射频卡返回的数据流采用的是曼彻斯特编码形式。由于U2270B不能完成曼彻斯特编码的解调，因此解调工作必须由微处理器来完成，这也是U2270B的不足之处。
非接触式读卡器天线设计
电感藕合式射频识别系统的读写器天线用于产生磁通量[5]，而磁通量用于向非接触式IC卡提供电源并在读卡器与非接触式IC卡之间传输信息。因此，对读卡器天线的构造就有3个基本要求：首先是使天线线圈的电流最大，用于产生最大的磁通量；其次是功率要匹配，以最大程度地利用产生磁通量的可用能量；最后是要有足够的带宽，以无失真地传送用数据调制的载波信号。
射频识别系统(RFID)一般由阅读器(PCD)和应答器(PICC)两部分组成。一台典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及与应答器连接的耦合元件。应答器是射频识别系统真正的数据载体。通常，应答器由耦合元件以及微电子芯片组成。应答器没有自己独立的供电电源，只是在阅读器的响应范围之内，接收来自阅读器的射频电源。应答器工作所需的能量，如同时钟脉冲和数据一样，是通过耦合单元非接触传输而获得的，因此，实现耦合的元件——天线，在本系统中具有关键作用。
设计步骤
进行天线设计，主要是根据实际要求确定天线的机械尺寸、线圈匝数、电感以及等效电路的电容等，从而使天线的工作效率最高。
1、优化磁场耦合因子
耦合因子仅仅与线圈排列的机械尺寸(如线圈直径、阅读距离、线圈方位角)和磁场中线圈附近的物质有关，与阅读器天线或应答器天线的电感无关。为了提高耦合因子，应该选择尽量小的传输距离，而且阅读器和应答器的天线轴线要平行。如果阅读距离确定，阅读器天线线圈直径和磁场耦合因子k就可以根据这个特定距离进行优化设计。磁场强度可以通过试（1）计算：
式（1）
根据式(1)，磁场强度和天线结构有直接关系，而磁场耦合因子k也取决于线圈排列的结构尺寸,所以磁场强度和k也是成比例的。优化耦合因子就是要确定天线效率最高时天线半径和阅读距离的关系。图3-3是在一定条件下，磁场强度随线圈半径变化的情况。图3-3的测定条件是：fo=125kHz，LR=737μH，r=5～55mm，d=20 mm。
从图3-3中可以看出，如果阅读距离d为常数，当rd时，场强基本按比例减小。由此可以得出：天线线圈的最佳半径为r≈d。
图3-3 磁场强度随阅读器线圈半径变化情况
2、确定磁场的耦合因子
为确定耦合因子，可利用Temic公司提供的试验应答线圈(TTC)及电路进行测试，测试原理如图3-4所示。TTC可以放在实际应答器的位置上。当阅读器天线在信号发生器的激励下工作时，通过TTC的电压UT就可以被测出。
图3-4 测试磁场耦合因子的电路
图3-5 TTC和测量设备相连的等效电路模型
Cpara是线圈的内部寄生电容，Ccable和Cprobe是测量设备的电缆电容和负载电容。这些电容对测量电压都会产生影响。为了使测量效果更加准确，这里引入了修正因子Ak，计算公式式（2）如下：
式（2）
图3-6表明阅读距离不同的情况下，测得的耦合因子的结果。
图3-6 磁场耦合因子随传输距离的变化
3、满足实际的频率容许偏差
图3-7是当操作频率固定，阅读器电感为不同值时总的天线容许频偏随着磁场耦合因子k的变化曲线。从图3-7中可以看出，总体容许频偏随k的增大而增大，随阅读器线圈电感值的增大而减小。值得注意的是，天线电感与流过
简易信号发生器单片机课程设计报告
课程设计(论文)任务书 电气学院电力系统及其自动化专业12（1 ）班 一、课程设计(论文)题目：简易信号发生器设计 二、课程设计(论文)工作自 2015年1 月12 日起至2015 年 1月16 日止。 三、课程设计(论文) 地点:电气学院机房 10-303 四、课程设计(论文)内容要求： 1．课程设计的目的 （1）综合运用单片机原理及应用相关课程的理论知识和实际应用知识，进行单片机应用系统电路及程序设计，从而使这些知识得到进一步的巩固，加深和发展；（2）熟悉和掌握单片机控制系统的设计方法，汇编语言程序设计及proteus 软件的使用； （3）通过查阅图书资料、以及书写课程设计报告可提高综合应用设计能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。 2．课程设计的内容及任务 （1）可产生频率可调的正弦波（64个点）、方波、锯齿波或三角波。 （2）显示出仿真波形。 （3）通过按键选择输出波形的种类。 （4）在此基础上使输出波形的幅值可控。
3.课程设计说明书编写要求 （1）设计说明书用A4纸统一规格，论述清晰，字迹端正，应用资料应说明出处。（2）说明书内容应包括（装订次序）：题目、目录、正文、设计总结、参考文献等。应阐述整个设计内容，要重点突出，图文并茂，文字通畅。 （3）报告内容应包括方案分析;方案对比;整体设计论述;硬件设计（电路接线，元器件说明，硬件资源分配）;软件设计（软件流程，编程思想，程序注释，） 调试结果;收获与体会;附录（设计代码放在附录部分，必须加上合理的注释）（4） 学生签名： 2015年1月16 日 课程设计(论文)评审意见 （1）总体方案的选择是否正确；正确（）、较正确（）、基本正确（）（2）程序仿真能满足基本要求；满足（）、较满足（）、基本满足（）（3）设计功能是否完善；完善（）、较完善（）、基本完善（）（4）元器件选择是否合理；合理（）、较合理（）、基本合理（）（5）动手实践能力；强（）、较强（）、一般（）（6）学习态度；好（）、良好（）、一般（）（7）基础知识掌握程度；好（）、良好（）、一般（）（8）回答问题是否正确；正确（）、较正确（）、基本正确（）、不正确（） （9）程序代码是否具有创新性；全部（）、部分（）、无（） （10）书写整洁、条理清楚、格式规范；规范（）、较规范（）、一般（）总评成绩优（）、良（）、中（）、及格（）、不及格（） 评阅人：
基于单片机的智能压力检测系统的设计—-毕业论文设计
题目：基于单片机的智能压力检 测系统的设计
基于单片机的智能压力检测系统的设计 摘要 压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，让单片机系统处于预定的功能状态，显示需要的值。 本设计的最终结果是，将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据，当输入的模拟信号发生变化的时候，通过A/D转换后，LED将显示不同的数值。 关键词:压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LED显示；
Design of pressure detecting system based on single-chip Abstract Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware. The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting. Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;
基于单片机毕业设计(论文)开题报告
徐州工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于单片机的住宅小区煤气 泄露实时报警器设计 学生姓名：学号： 指导教师：职称： 所在学院： 专业名称： 徐州工程学院 20 年月3日
说明 1．根据《徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。 6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它
课题 名称 基于单片机的住宅小区煤气泄露实时报警器设计 课题 来源 社会生产实践课题类型工程设计类 选题的背景及意义 近年来随着人民生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已深入到寻常百姓家。但由于使用不当或设备老化等原因导致的煤气泄漏极大地威胁着人们的生命财产安全。煤气泄漏而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。为此设计出家用煤气泄漏报警控制器。 煤气泄漏的危害 一氧化碳的浓度与健康成年人中毒的可能症状 50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度 200ppm 2-3小时后，轻微头痛、乏力 400ppm 1-2小时内前额痛；3小时后威胁生命 800ppm 45分钟内，眼花、恶心、痉挛；2小时内失去知觉；2-3小时内死亡1600ppm 20分钟内头痛、眼花、恶心；1小时内死亡 3200ppm 5-10分钟内头痛、眼花、恶心；25-30分钟内死亡 6400ppm 1-2分钟内头痛、眼花、恶心；10-15分钟死亡 12800ppm 1-3分钟内死亡
电子门禁系统毕业设计论文
1.绪论 随着现代化经济建设和管理的发展，各种酒店、宾馆、写字楼、智能大厦、政府机关和企事业单位、高级物业管理部门等，对门禁系统的需求正发生着重大的变化。 最近几年随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长。在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。 通过本论文的研究，我不仅了解门禁系统的相关知识，还掌握了89S52 单片机的性能特点及连接使用，编程方法，以及一些外围芯片的使用及模拟电路的设计。2.系统设计 2.1系统方案的比较 2.1.1选题论证 在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。 目前，门禁系统已成为安全防范系统中极其重要的一部分，在一些发达国家，门禁系统正以远远高于其它类安防产品的进度迅猛发展；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本原因是因为其改变了以往安防产品，如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对主要通道的控制，大大的防止了罪犯从正常通道的侵入，并且可以在罪案发生时通过对通道门的控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。此外，人们对门禁系统的应用已不局限在单一的出入口控制，而且还要求它不仅可应用于智能大厦或智能社区的门禁控制、考勤管理、安防报
单片机课程设计报告书模板
. .. . .. .. 西南科技大学 2011级微机原理与接口技术 课程设计报告 课题名称微机原理与接口技术 姓名 学号 院、系、部制造科学与工程学院 专业 指导教师 2014年月日
目录 一、绪言 (1) 二、系统设计 (1) 2.1系统整体流程图 (1) 2.2日历时钟的控制方案论证 (1) 2.3单片机的选择方案论证 (2) 2.4键盘选择方案论证 (2) 2.5显示模块的选择方案论证 (2) 2.6模块的选择方案论证 (2) 三、硬件电路设计 (2) 3.1日历时钟的控制电路图 (2) 3.2行列式键盘的设计 (3) 3.3数码管显示电路的设计 (3) 3.4蜂鸣器驱动电路的设计 (4)
3.5主要元器件选择 (4) 四、程序流程图 (5) 五、c语言程序设计 (5) 六、日历时钟的控制器仿真 (19) 6.1K e i l调试 (19) 6.2P r o t e u s调试 (19) 七、结束语 (20) 八、参考文献 (21) 1、绪言 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。电子时钟是现代社会中的主要计时工具之一，广泛应用于手机，电脑，汽车等社会生活需要的各个方面，及对时间有要求的场合。本设计采用AT89C51单片机作为主要核心部件，附以上电复位电路，时钟电路及按键调时电路组成。数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
基于单片机的智能语音识别系统设计毕业设计论文
基于单片机的智能语音识别系统设计 （硬件部分） 系别： 专业班： 姓名： 学号： 指导教师：
基于单片机的智能语音识别系统设计 (硬件部分) The Design of Intelligent Speech Recognition System Based on Single-chip Computer (HardWare)
摘要 本文设计一个让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术的语音识别系统。本语音识别系统以LD3320语音识别芯片为核心部件，主控MCU选用STC10L08XE。主控MCU通过控制LD3320内部寄存器以及SPI flash实现语音识别和对话。通过麦克风将声音信息输入LD3320进行频谱分析，分析后将提取到的语音特征和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配，找出得分最高的关键词语作为识别结果输出给MCU，MCU针对不同的语音输入情况通过继电器对语音命令所对应的电器实现控制。同时也可以通过对寄存器中语音片段的调用，实现人机对话。 设计中，电源模块采用3.3V供电，主要控制及识别部分采用LM1117-3.3稳压芯片，语音播放及继电器部分采用7812为其提供稳定的电流电压。寄存器采用一片华邦SPI flash芯片W25Q40AVSNIG，大小为512Kbyte。系统声音接收模块采用的传感器为一小型麦克风——驻极体话筒，在它接收到声音信号后会产生微弱的电压信号并送给MCU。另外系统还采用单片机产生不同的频率信号驱动蜂鸣器来完成声音提示，此方案能完成声音提示功能，给人以提示的可懂性不高，但在一定程度上能满足要求，而且易于实现，成本也不高。 关键词：语音识别 LD3320 STC10L08XE单片机频谱分析
51单片机毕业设计论文
1.1核心芯片8051单片机 (2) 1.2 ADC0809转换芯片 (5) 1.2.1 ADC0809的逻辑结构 (5) 1.2.2 ADC0809 的通道选择 (6) 1.2.3 ADC0809的引脚图及各引脚作用 (6) 1.3 MC14499芯片 (8) 1.3.1.MC14499的结构及功能介绍 (8) 1.3.2 MC14499在单片机中的应用 (10) 1.4 74LS373芯片 (13) 1.5 LED数码管 (15) 1.5.1 LED数码管显示器的结构 (15) 1.5.2 LED数码管显示器的显示段码 (17) 1.5.3 LED显示器的参数 (18) 1.6 X25045 (18) 2 系统硬件设计 (20) 2.1系统设计原理和系统框图 (21) 2.1.1设计原理 (21) 2.1.2系统框图 (21) 2.2液位传感器设计 (22) 2.2.1 传感器原理 (22) 2.2.2 传感器的组成 (22) 2.2.3 测量原理 (23) 2.2.4 将电容转化成电信号部分 (24) 2.2.5 电信号放大电路设计 (25) 2.3 A/D0809模数转换 (25) 2.4 显示电路的设计 (27) 2.5 键盘电路 (29) 2.5.1矩阵式键盘的工作原理 (30) 2.5.2 硬件电路设计及电路图 (30) 2.6 继电器控制水泵加水电路 (31) 2.7 报警电路 (32) 2.8 电源电路 (33) 2.8.1 直流电源电路 (33) 2.8.2 备用电源切换电路 (34) 2.9看门狗电路 (35) 3 系统软件的设计 (38) 3.1 软件设计流程图 (38) 3.2矩阵键盘程序设计 (40) 3.2.1 程序设计内容 (40) 3.2.2系统程序 (40) 3.3 ADC0809模数转换流程图 (42) 4 结论 (45) 附录A (46)
门禁系统毕业设计论文
浙江长征职业技术学院 题目门禁系统 系别信息系 专业08电子信息工程技术学号0802030110 学生姓名陈财探 指导教师张晓燕 完成日期2011年6月
第一章绪论 (5) 1.1、选题背景与意义 (5) 1.2、IC卡 (6) 1.2.1、IC卡简介 (6) 1.2.1、IC卡的发展状况及分类选型 (6) 1.3、门禁系统 (9) 1.3.1、门禁系统概述 (9) 1.3.2、门禁系统的分类 (9) 1.4、设计原则 (11) 第二章总体设计方案 (13) 2.1、系统整体结构 (13) 2.1.1、系统功能描述 (13) 2.1.2、系统硬件设计及工作原理 (14) 2.1.3、系统软件设计 (15) 第三章管理软件设计 (18) 3.1、系统分析与设计 (18) 3.2、IC卡管理模块设计 (24) 3.2.1、模块功能 (24) 3.2.2、界面设计 (25) 3.2、3门禁系统程序流程图 (28) 第四章结论 致谢.................................................................................................................................................. 错误!未定义书签。参考文献 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
电子门禁系统毕业设计论文
电子门禁系统毕业设计论 文 Last revision on 21 December 2020
1.绪论 随着现代化经济建设和管理的发展，各种酒店、宾馆、写字楼、智能大厦、政府机关和企事业单位、高级物业管理部门等，对门禁系统的需求正发生着重大的变化。 最近几年随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长。在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。 通过本论文的研究，我不仅了解门禁系统的相关知识，还掌握了89S52 单片机的性能特点及连接使用，编程方法，以及一些外围芯片的使用及模拟电路的设计。2.系统设计 系统方案的比较 选题论证 在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。 目前，门禁系统已成为安全防范系统中极其重要的一部分，在一些发达国家，门禁系统正以远远高于其它类安防产品的进度迅猛发展；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本原因是因为其改变了以往安防产品，如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对主要通道的控制，大大的防止了罪犯从正常通道的侵入，并且可以在罪案发生时通过对通道门的控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。此外，人们对门禁系统的应用已不局限在单一的出入口控制，而且还要求它不仅可应用于智能大厦或智能社区的门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等，还可与其它系统联动控制等多种控制功能。 也正是由于门禁系统实用性强，市场需求大，应用广泛，我们便选此作为研究设计的课题。
单片机模块设计(论文)
单片机模块设计论文
1 引言 著名数学家华罗庚说过：时间是由分秒积成的，善于利用零星时间的人，才会做出更大的成绩来。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 单片机模块中最常见的是数字钟，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2 单片机的基本组成与特点 单片机也称单片微型计算机，在结构上它采用大规模集成电路技术把微处理器（CPU）和随机存取数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）、输入输出电路（I/O口）以及定时计数器、串行通信口（SCI）、时钟电路、脉宽调制电路（PWM）、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到单独的一块芯片上，构成一个最小的完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下单独、准确、迅速、高效的完成程序设计者事先规定的任务。 2．1 单片机的基本组成 单片机是通过内部总线把计算机的各主要部件接为一体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地址，CPU通过它们将地址输出到存储器或I/O接口；/数据总线的作用是在CPU 与存储器或I/O接口之间，或存储器与外设之间交换数据；控制总线包括CPU 发出的控制信号线和外部送入CPU的应答信号线等。
单片机毕业设计论文_ 基于单片机肺活量测量仪
毕业设计论文_基于单片机肺活量测量仪
目录 引言 (1) 1. 绪论 (2) 1.1 本课题的研究意义 (2) 1.2 本课题的发展现状 (2) 1.2.1电子类肺活量测量仪 (2) 1.2.2非电子类肺活量测量仪 (2) 1.3 本课题的发展趋势 (2) 1.4 智能肺活量测量仪研究目的及其可行性 (2) 1.5 课题的主要研究工作和各章内容安排 (3) 2. 相关技术和基础理论介绍 (3) 2.1 肺活量测量相关概述 (3) 2.1.1肺活量 (3) 2.1.2气压传感器 (3) 2.2 通过气压传感器测量肺活量的原理 (4) 2.3 数据采集 (4) 2.3.1A/D转换器 (4) 2.3.2A/D转换的基本原理 (5) 2.4 串口通信 (6) 2.5 主要器件功能说明 (10) 2.5.1 AT89S5单片机 (10) 2.5.2 MAX232串行通信芯片 (12) 2.5.3 AD620 (12) 2.5.4 气体压力传感器ATP015G (13) 3. 系统设计方案及原理 (15) 3.1 总体方案 (15) 3.2 系统原理 (15) 4. 硬件原理与设计 (16) 4.1 输入部分电路 (16) 4.2 A/D转换部分电路 (17) 4.3 液晶显示电路 (17) 4.4 串口通信部分电路 (18)
4.5 电源部分电路 (18) 4.6 电路布线，调试及故障分析 (19) 4.6.1 PCB设计一般步骤 (20) 4.6.2 PCB布线工艺要求 (21) 4.6.3 电路的故障及调试分析 (22) 5.软件设计 (23) 5.1 下位机程序流程图 (23) 5.2 A/D转换程序及TLC549工作时序 (24) 5.3 上位机显示界面 (25) 6. 误差与干扰分析 (26) 6.1 测量仪器的影响 (26) 6.2 测量的随机性 (26) 7. 实现功能与结论 (26) 8. 总结 (28) 谢辞 (28) 参考文献 (29) 附录 (30) 附录1：系统PCB图 (30) 附录2：系统源程序 (31)
51单片机电子时钟课程设计报告报告
目录 第一部分设计任务和要求 1.1单片机课程设计内 容 (2) 1.2单片机课程设计要求………………………………………………… 2 1.3系统运行流程………………………………………………………… 2 第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 (2) 2.2 系统方框图 (3) 2.3 系统流程图 (3) 第三部分主要器材及基本简介 3.1 主要器材 (4) 3.2 主要器材简介 (4) 第四部分系统硬件设计 4.1 最小系统 (6) 4.2 LCD显示电路 (6) 4.3 键盘输入电路 (7) 4.4 蜂鸣器和LED灯电路 (7)
第五部分仿真电路图与仿真结果 (8) 第六部分课程设计总结 (8) 第七部分参考文献 (9) 附录A 实物图 附录B 系统源程序 第一部分设计任务和要求 1.1 单片机课程设计内容 利用STC89C51单片机和LCD1602电子显示屏实现电子时钟，可由按键进行调时和12/24小时切换。 1.2 单片机课程设计要求 1．能实现年、月、日、星期、时、分、秒的显示； 2．能实现调时功能； 3．能实现12/24小时制切换； 4．能实现8：00—22：00整点报时功能。 1.3 系统运行流程 程序首先进行初始化，在主程序的循环程序中首先调用数据处理程序，然后调用显示程序，在判断是否有按键按下。若有按键按下则转到相应的功能程序执行，没有按键按下则调用时间程序。若没到则循环执行。计时中断服务程序完成秒的计时及向分钟、小时的进位和星期、年、月、日的进位。调时闪烁中断服务程序
用于被调单元的闪烁显示。调时程序用于调整分钟、小时、星期、日、月、年，主要由主函数组成通过对相关子程序的调用，如图所示。实现了对时间的设置和修改、LCD显示数值等主要功能。相关的调整是靠对功能键的判断来实现的。第二部分设计方案 2.1 总体设计方案说明 1．程序设计及调试 根据单片机课程设计内容和要求，完成Protues仿真电路的设计和用Keil软件编写程序，并进行仿真模拟调试。 2．硬件焊接及调试 根据仿真电路图完成电路板的焊接，并进行软、硬件的调试，只到达到预期目的。3．后期处理 对设计过程进行总结，完成设计报告。 2.2 单片机系统方框图
单片机毕业设计论文可参考范文
摘要 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。本论文详细的阐述了功率测量系统的设计思路和具体设计步骤。依据单片机的接口技术的原理，以测量功率为主要设计意图。以单片机为核心，着重的介绍了51单片机在系统中的重要地位，以及其外围硬件电路的芯片结构特点、功能和管脚知识。集测量、显示等功能于一体，设计完整、结构清晰、操作简单。在本设计中，是采用对电路中电压和电流分别进行采样，再经模数转换器ADC0809，将模拟量变为对应的数字量，利用6合一的数码管显示电压和功率。本文详细论述了硬件电路的组成。利用单片机完成整个测量电路的测试控制、数据处理和显示输出。 关键词单片机模数转换功率表采样 正文 1 引言 近年来，随着电子技术、计算机技术和半导体技术的飞度发展，给电力系统测量也带来了巨大的革命。提高电能测量技术-改机械式功率表为智能型数字功率表已成为时代的要求。电力测量系统的智能型数字表通常是以单片机为核心，配置一定的外围电路和软件，能够实现多种功能。在软件和硬件的设计中，系统的抗干扰性和系统的实时性与准确度成了解决数字表的关键所在。单片机具有成本低、可靠性高、应用灵活的特点。由各具体行业的业内人士使用单片机来开发或改造一般仪表是一条可行的道路。在电工与电子技术应用中,经常要测量功率。它是利用通有电流的可动线圈在另一个通电线圈形成的磁场中产生转动力矩而工作的仪表,其显着缺点是结构复杂、过载能力较差，本身消耗功率较大,且易受外磁场的影响，同时这样的功率表一般都是多量程的，在测量过程中需有电压表和电流表配合选定电压和电流量程，在选择不同的电压和电流量程时，刻度盘上每一分格代表不同的瓦特数，读得格数需要进行换算才能得出所要测量的功率,致使测量很不方便。另外在功率测量中，经常遇到被测电路的功率因数很低的情况,这时必须采用专门的低功率因数功率表。基于功率表是电工仪表中最常用的一种仪表，目前常用的是指针式电动系功率表。而为了更为精确的显示测量结果，数字功率表的设计成为了必
基于51单片机多功能电子时钟设计论文报告-毕设论文
单片机课程设计报告 多功能电子数字钟 姓名: 学号: 班级: 指导教师:
目录 一课程设计题目-------------------------------- 3 二电路设计--------------------------------------- 4 三程序总体设计思路概述------------------- 5 四各模块程序设计及流程图---------------- 6 五程序及程序说明见附录------------------- ** 六课程设计心得及体会---------------------- 11 七参考资料--------------------------------------- 12
一题目及要求 本次单片机课程设计在Proteus软件仿真平台下实现，完成电路设计连接，编程、调试，仿真出实验结果。具体要如下：用8051单片机设计扩展6位数码管的静态或动态显示电路，再连接几个按键和一个蜂鸣器报警电路，设计出一个多功能电子钟，实现以下功能： (1)走时（能实现时分秒，年月日的计时） (2)显示（分屏切换显示时分秒和年月日，修改时能定位闪 烁显示） (3)校时（能用按键修改和校准时钟） (4)定时报警（能定点报时） 本次课程设计要求每个学生使用Proteus仿真软件独立设计制作出电路图、完成程序设计和系统仿真调试，验收时能操作演示。最后验收检查 结果，评定成绩分为： (1)完成“走时+显示+秒闪”功能----及格 (2)完成“校时修改”功能----中等 (3)完成“校时修改位闪”----良好 (4)完成“定点报警”功能，且使用资源少----优秀
电子门禁系统毕业设计论文修订稿
电子门禁系统毕业设计 论文 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
1.绪论 随着现代化经济建设和管理的发展，各种酒店、宾馆、写字楼、智能大厦、政府机关和企事业单位、高级物业管理部门等，对门禁系统的需求正发生着重大的变化。 最近几年随着感应卡技术，生物识别技术的发展，门禁系统得到了飞跃式的发展，进入了成熟期，出现了感应卡式门禁系统，指纹门禁系统，虹膜门禁系统，面部识别门禁系统，乱序键盘门禁系统等各种技术的系统，它们在安全性，方便性，易管理性等方面都各有特长。在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系 统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。 通过本论文的研究，我不仅了解门禁系统的相关知识，还掌握了89S52 单片机的性能特点及连接使用，编程方法，以及一些外围芯片的使用及模拟电路的设计。 2.系统设计 系统方案的比较 选题论证 在现今社会，随着人们对门禁系统各方面要求的不断提高，门禁系统的应用范围越来越广泛，因此门禁系统的研发已成为现代科技领域的一个热门课题。 目前，门禁系统已成为安全防范系统中极其重要的一部分，在一些发达国家，门禁系统正以远远高于其它类安防产品的进度迅猛发展；门禁系统之所以能在众多安防产品中脱颖而出，根本原因是因为其改变了以往安防产品，如：闭路监控，防盗报警等被动的安防方式，以主动的控制替代了被动监视的方式，通过对主要通道的控制，大大的防止了罪犯从正常通道的侵入，并且可以在罪案发生时通过对通道门的控制限制罪犯的活动范围，制止犯罪或减少损失。此外，人们对门禁系统的应用已不局限在单一的出入口控制，而且还要求它不仅可应用于智能大厦或智能社区的门禁控制、考勤管理、安防报警、停车场控制、电梯控制、楼宇自控等，还可与其它系统联动控制等多种控制功能。
自动门禁系统毕业论文
毕业设计（论文） （说明书） 题目：自动门禁系统
毕业设计（论文）任务书专业班级矿山机(机电技术)一班 任务下达日期年月日 设计（论文）开始日期年月日 设计（论文）完成日期年月日 设计（论文）题目： 指导教师 系（部）主任 年月日
摘要 现如今，随着人们生活水平的提高与科技的进步，越来越的地方需要门禁系统，例如小区入口，车库入口，公共场所的入口等。门禁系统的种类很多，由于它具有不同特点，因而用到了不用的地方，IC卡门禁系统由于其较高的安全性、较好的便捷性和性价比成为门禁系统的主流。目前IC卡技术已广泛地应用于各种行业，特别是公共交通、无线通信、身份识别、金融交易和安全防卫等行业。门禁控制系统通过对出入口的控制，限制人员和车辆进入受控区域，达到确保受控区域安全的目的。 本文研究的对象是地下车库门禁系统，这就对门禁系统的要求有了明确的方向，本次设计引用了射频技术，使用电脑控制读卡器对IC进行读与写。软件设计采用ACCESS 数据库来实现软件系统的数据库服务；采用Visual Basic6.0来设计软件，用其中的各种常用控件设计了登录、基本资料、设备管理、卡管理、查询管理、系统管理一系列窗体。 本IC门禁管理系统软件具有使用方便，操作简单的特点，不需要操作人员具有专业的计算机操作水平。 关键词：IC卡，门禁系统，数据库，Visual Basic，地下车库
目录 第一章绪论 (1) 1.1选题背景与意义 (1) 1.2国内外发展现状 (1) 1.3课题研究主要内容 (2) 第二章非接触式IC卡门禁机的设计 (4) 2.1ZLG500A读写模块特性 (6) 第三章系统解决方案及技术描述 (7) 3．1系统概述 (7) 3．2系统功能及特点 (7) 3.2.1 xx门禁系统功能如下： (7) 3.2.2 xx门禁管理系统其特点如下： (8) 3.2.3xx门禁管理系统独特之处： (9) 3．3系统结构 (9) 3.3.1单机管理模式 (9) 3.3.2局域网管理模式 (10) 3.3.3Internet管理模式 (11) 3．4系统工作流程 (12) 3.4.1 办理门禁卡流程 (12) 3.4.2 持卡人刷卡流程 (13) 3.4.3 管理员操作流程 (14) 第四章数据库 (16) 4.1数据库简介 (16) 4.2数据库选型 (19) 4.3数据库建立过程 (20) 第五章管理软件设计 (23)
基于51单片机的RFID门禁系统毕业设计
湖南工业职业技术学院 毕业设计 课题名称基于51单片机的RFID门禁系统
摘要 门禁对于我们日常生活来说应该可以说是非常常见的，智能门禁系统在现在自动化应用中也是非常广泛的；随着现代社会科学技术的发展，智能家具系统开始普遍出现在日常生活中，我们对安全的要求也越来越高；智能识别技术开始运用在各个领域，而智能识别技术运用在门禁系统中大大地提高了门禁系统的安全性及易用性而受到广泛关注。 本文就RFID门禁系统的国内发展现状、未来发展趋势，提出了基于51单片机的RFID 门禁系统的设计方案，简述了RFID门禁系统的组成、系统的基本工作原理，分析了系统的硬件电路设计、软件设计，对硬件子电路的设计、子程序设计等作了详细介绍。 RFID门禁系统主要采用了STC89C52RC单片机作为控制模块及FM1702SL读卡器作为识别模块。门禁系统能读写标准的非接触式射频卡，读取射频卡的距离约10cm左右。当有卡进入读取范围时则读取卡内数据然后通过单片机处理后程序自动判断是不是已注册RFID卡，并且将卡号显示到LCD1602显示屏上。如果是已注册的RFID卡则可以使继电器工作，以达到开门效果。 关键词：RFID；智能门禁系统；STC89C52RC；FM1702SL
目录 摘要.................................................................. I 目录................................................................. II 第一章绪论....................................................... - 1 - 1.1 课题背景及意义............................................ - 1 - 1.1.1 课题背景............................................. - 1 - 1.1.2 课题意义............................................. - 1 - 1.2 RFID门禁系统国内研究现状及发展趋势........................ - 1 - 1.2.1 门禁系统国内研究现状................................. - 1 - 1.2.2 门禁系统发展趋势..................................... - 2 - 1.3 本文主要内容与结构........................................ - 2 - 1.3.1 本文主要内容......................................... - 2 - 1.3.2 本文结构............................................. - 2 - 第二章 RFID门禁系统理论.......................................... - 4 - 2.1 射频识别技术及其原理...................................... - 4 - 2.1.1 射频识别技术......................................... - 4 - 2.1.2 射频识别技术原理..................................... - 4 - 2.2 RFID系统结构.............................................. - 5 - 2.3 RFID门禁系统设计基本原则.................................. - 6 - 2.4 本章小结.................................................. - 7 - 第三章 RFID门禁系统电路设计...................................... - 8 - 3.1 RFID门禁系统原理及电路设计主框图.......................... - 8 - 3.2 FM1702SL读卡器............................................ - 9 - 3.2.1 SPI总线协议........................................ - 10 - 3.3 Mifare射频卡介绍......................................... - 11 - 3.4 串行EEPROM存储电路...................................... - 12 - 3.4.1 EEPROM存储器接口................................... - 13 - 3.4.2 I2C总线协议........................................ - 13 - 3.5 时钟芯片................................................. - 14 - 3.6 步进电机电路............................................. - 15 - 3.7 红外传感器............................................... - 16 - 3.8本章小结.................................................. - 16 -
单片机课程设计,3000字
单片机课程设计论文 论文题目： 学院： 专业： 年级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012年1月2日
单片机课程设计 ——六十秒倒计时电路设计 1 前言 在生活和生产的各领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。现在尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有想像和拓展空间。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须有模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。 近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并反映在显示器上，它可以分析压力过量程，并发出报警。并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作，对于倒计时器中的四位LED数码显示器来说，我为了简化线路、降低成本，采用以软件为主的接口方法，即不使用专门的硬件译码器，而采用软件程序进行译码。 2课程设计的目的和要求 2.1目的 课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训