基于16單片機智能刷卡門禁系統設計-精品(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 顯優于其他的單片機，都是放在了在一個周期內運轉。 AVR16 單片機具有 32 個通用工作寄存器，就像有 32 條路一樣，可以快速選擇通行，不用去等待其它的執行完畢后再去執行。 3 I/O端口功能強， 與 A / D 轉換器電路。 AVR 單片機的 I/O 口是真正的 I / O端口 。 目前支持的 AVR 編譯語言主要是匯編語言 、 C 語言 等 基本語言。 C 語言的編譯器，因為它有一個強大的效果，使用靈活，小的代碼運行得更快，其他的 先天優勢，使它在專業的程序設計的一個不可替代的作用。 引腳說明 VCC：電源電壓輸入端。 GND：電源地 端口 A (PA7..PA0) 端口 A 為 A/D 轉換器的模擬輸入端。 8 位的雙向 I/O 口為端口 A，擁有可編天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 5 程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統時鐘起振，端口 A 處于高阻狀態。 端口 B(PB7..PB0) 端口 B 8 位的雙向 I/O 口為端口 B，具有可 編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統時鐘起振，端口 B 處于高阻狀態口 B 也可以用做其他不同的特殊功能。 RESET 復位輸入引腳，低電平持續時間超過最小門限時間的低電平將引起系統復位。當持續時間小于門限間的脈沖不能保證可靠復位 XTAL1 此端口作為單片機片內時鐘電路和反向震蕩放大器的輸入端 XTAL2 此端口作為反向振蕩放大器的輸出端 AVCC AVCC端口是作為系統 A/D轉換器的電源。當該引腳直接與 VCC連接時，不要使用 ADC。若是非得需要使用 ADC，應該讓其通過一個低通濾波器與 VCC 連接 AREF A/D 的模擬基準輸入引腳。 圖 22為引腳圖： 圖 22 AVR單片機引腳圖 天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 6 AVR 中斷寄存器（ SREG） Bit7— I：全局中斷使能位 。如果 I 置位時使能全局中斷，單獨的中斷使能由其他獨立的控制 寄存器控制；如果 I 清零，無論單獨中斷標志位置位與否，都不會產生中斷。 Bit6— T：位拷貝存儲 Bit5— H：半進位標志 Bit4— S：符號位 Bit3— V：補碼 5的標志位 Bit2— N：負數標志位 Bit0— C：進位標志位 ATmega16 存儲器 AVR 結構的存儲空間主要有兩個，即程序存儲空間和數據存儲空間，另外還有 EEPROM 存儲空間。 ①
程序存儲器映像 圖 23 程序存儲器映像圖 天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 7 ② 數據存儲器映像 圖 24 數據存儲器映像圖 ③ EEPROM 數據存儲器 EEPROM ATmega16 總共有 512 個字節的數據存儲器。它是作為一個獨立的空間存在的，數據空間中可以對字節進行讀和寫 EEPROM 訪問地址的確定主要是由寄存器、數據寄存器和控制寄存器三個方面鎖決定的。 若是有人無意識的對 EEPROM 寫操作 ,需要重新寫一個執行一個固定的程序。當 EEPROM 進行讀工作時 ,ACR 的 CPU 將不會工作，在停止工作 4個循環后 ,然后再執行系統下達的指令。當 EEPROM 進行寫工作時 ,ACR 的 CPU 也不會工作，在停止工作 2 個循環后 ,然后再執行系統下達的指令。 a、 EEPROM 的 地址寄存器有 2個分別為： EEARH 和 EEARL EEPROM 地址寄存器 EERA 用于指定某個 EEPROM 單元的地址， 線性編址為天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 8 0x000～ 0x01FF。 b、 EEPROM 數據寄存器 EEDR c、 EEPROM 控制寄存器 EECR 若是想要控制單片機的 EEPROM需要用到的是 EEPROM控制寄存器的 EECR 液晶顯示模塊 液晶顯示模塊概述 JM12864M2 型號的液晶顯示模塊，可以用來顯示漢字和圖形，它的內部包含了內置的 8192 個中文漢字、 128 個字符及 64X256 點陣顯示 RAM（ GDRAM）。 主要技術參數和顯示特性 : 與 MCU 接口： 8 位或 4位并行 /3位串行 電源： VDD ～ +5V( 內 置 升 壓 電 路 ) ； 內容： 128 列 64 行 顏色：黃綠 顯示角度： 6： 00 鐘直視 LCD 類型： STN 配置 LED 背光 外形尺寸 圖 25 外形尺寸圖 天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 9 模塊引腳說明 128X64HZ 引腳說明 引腳號 引腳名稱 方向 功能說明 1 VSS 模塊的電源地 2 VDD 模塊的電源正端 3 V0 LCD 驅動電壓輸入端 4 RS(CS) H/L 并行的指令 /數據選擇信號；串行的片選信號 5 R/W(SID) H/L 并行的讀寫選擇信號；串行的數據口 6 E(CLK) H/L 并行的使能信號；串行的同步時鐘 7 DB0 H/L 數據 0 8 DB1 H/L 數據 1 9 DB2 H/L 數據 2 10 DB3 H/L 數據 3 11 DB4 H/L 數據 4 12 DB5 H/L 數據 5 13 DB6 H/L 數據 6 14 DB7 H/L 數據 7 15 PSB H/L 并 /串行接口選擇： H并行； L串行 16 NC 空腳 17 /RET H/L 復位 低電平有效 18 NC 空腳 19 LED_A （ LED+5V） 背光源正極 20 LED_K （ LEDOV） 背光源負極 表 21 12864 引腳說明 工作電壓 (VDD)： ～ 電源地 (GND)： 0V 正常溫度 (Ta)： 10℃ ～ 60℃ (常溫 ) / 20℃～ 70℃（寬溫） 接口時序 L12864 的接口時序模塊具有 2中連接方式：并行和串行（時序如下）： 8 位并行連接時序： MPU 寫資料到模塊如圖 26所示 : MPU從模塊讀出資料如圖 27 所示 ： 8 位并行連接時序圖 28 所示： 串行數 據傳送共分三個字節完成： 第一字節：串口控制 — 格式 11111ABC A 為數據傳送方向控制： H表示數據從 LCD 到 MCU， L表示數據從 MCU 到 LCD。 天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 10 圖 26 MPU 寫資料到模塊 圖 27 8位并行連接時序圖 圖 28 8位串行連接時序圖 B 為數據類型選擇： H表示數據是顯示數據， L表示數據是控制指令 C 固定為 0 第二字節： (并行 )8 位數據的高 4位 — 格式 DDDD0000 第三字節： (并行 )8 位數據的低 4位 — 格式 0000DDDD 串行接口時序參數： (測試條件： T=25℃ VDD=) 天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 11 文本顯示 RAM（ DDRAM） RAM 為我們設計的漢字空間是 8 個 4行的，寫入 RAM時，我們可以看到有3種的 RAM 的顯示字型，分別為 CGROM、 HCGROM 與 CGRAM 的字型； ST7920A 類型的芯片可以顯示三種字型 ，分別是半寬的 HCGROM 字型、 CGRAM 字型及中文 CGROM字型。 RFID01 型射頻卡 概述 集成電路芯片的非接觸 IC 卡 、 感應天線和完全密封在一個標準的 PVC 卡 ,沒有暴露的部分。非接觸 IC 卡讀寫過程 ,通常是一種非接觸式 IC 卡和讀者通過無線電波來完成讀寫操作。 非接觸式 IC 卡 刷卡的時候 ,來自讀者的信號由兩部分組成 :一部分是 信號的疊加 ,信號 被卡 接收到 后 ,與自己的 信號 共振 ,產生瞬間能源供應芯片。另一部分是結合 數據信號 ,命令 ,修改、數據存儲芯片 ,并返回到讀者。非接觸式 IC卡讀寫系統形成的 ,硬件結構 ,和操作過程大大簡化 ,同時 ,借助先進的管理軟件 ,離線模式的操作 ,數據讀寫過程更簡單。 因此 RFID 射頻 技術得到了飛快的發展。 典型應用場合：讀卡器、手持機 、門禁器、考勤機及其它各種系統及一卡通應用系統 通過網上查取接觸式卡與非接觸卡的資料 ， 總結的 非接觸式卡 的 優點 如下 ： 1． 可靠性高： 非接觸式 RFID IC 卡 沒有我們常見的那種機械式的裝置 ,降低了卡的損壞程度的系數 。 另外 ,非接觸式卡 RFID IC 還表現在其它的方面，如不用擔心卡的芯片，因為這是鑲嵌在里面的感應系統的，不用擔心身體上第二靜電擊穿，等等 ,提高 了 卡的可靠性。 2． 操作方便，快速： 因為是感應的原理，只要在設備的有效范圍內就可以刷卡有效。不用和以前的那種必須得把卡插進去，然后離開的時候再拔出，因此， 不必插撥卡，非常方便。非接觸式卡使用時 的時候 沒有方向性，卡片可以 隨便刷 ，隨意方向的刷，同樣也 可完成操作，這 就 大大提高了 人們 使用的速度。 3 加密性能好：非接觸式卡的序列號是唯一的 。也不用擔心高科技的犯罪克隆你的卡片。 射頻卡 工作原理 RFID 卡 由 天線和 ASIC 部件 組成 ,沒有其他外部設備。天線 :卡天線只有幾個繞組線圈 ,適用于包裝 ISO 卡 中， ASIC:卡 ASIC 由高速 (106 kb 波特率 )接口 ,控天津職業技術師范大學 2020屆本科生畢業設計 12 制單元和 8 k 位的 EEPBOM 射頻卡讀寫設備的工作原理是 :要其 LC 諧振電路和電磁諧振能正常的工作，需要讀寫器向 RFID IC卡發射出與之相匹配的固定頻率的電磁波 ,使電容器被指控在另一端 ,電容器 ,與單向傳導電子泵、充電電容器被發送到另一個電容存儲 ， 如果充電的電容電荷積累到達了 2V， 電容 就會 做為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去 或接取讀寫器的數據 。在電路中給的功能電路圖如圖 29所示： 圖 29 射頻卡圖示電路 產品主要參數 ① 使用電壓： VCC： DC5V177。 10% ② 接口類型：同時支持以下兩種接口 ③ SPI 接口：模塊做為從機， SIGNAL 引腳為低電平時代表有卡進入天線范圍，為高電平時代表沒有卡在天線范圍，反應時間大約 秒。 支持卡類型： M1標準的 S50 卡（典型代表是 Philips 的 M1卡和上海復旦的卡不支持第二代身份證卡號的讀取） ④ 尺寸規 格如圖 210 所示： 模塊部分： DIP32 封裝（只使用了其中 12 個腳 )。 42mm 20mm 引腳間距 ； 天線部分： 75 40 mm 天線上接插件引腳間距 ⑤ 讀卡距離：天線與卡正對情況下，最小 3cm ，最大 10cm （與卡的品質有關） ⑥ 讀卡反應時間： 秒左右 ⑦ 載波頻率： 載波比特率： 1