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门禁系统的读卡控制器设计 ——总体方案设计和ds1991接口电路设计 1 引言 1.1 概述 21世纪是科学技术日新月异、飞速发展的信息时代。当感受着高科技给我们带来的方便和益处的同时，人们对于高科技服务于生活的要求也越来越高。但随着科技的发展，也带来了许多不安全的方面。例如，运用高科技手段进行的盗窃、抢劫和间谍等犯罪行为日益增多。怎样才能使人们的安全防范措施跟得上科技的发展、更有效的阻止这些犯罪行为的侵犯呢?仅仅依靠普通的门锁、防盗门或者监控、报警等系统是不够的。于是，智能门禁系统在千呼万唤中应运而生。本次 毕业设计以DS1991加密存储卡为基础实现门禁读卡控制器的设计。 1.2 本设计的主要内容 [1] 门禁读卡控制器样机设计 [2] 储100张有效识别卡 [3] 用户卡注册,注销及对用户信息查询 [4] CAN/RS-485 针对上述设计任务，我们确定了本次设计的工作流程，先总体方案设计再做软硬件设计，最后进行总体调试、样机组装、性能测试。在本次毕业设计中，我主要负责总体方案设计。 总体方案设计 2.1 设计思想 本门禁控制系统的设计以一线制(1-wire)加密存储卡ds1991为基础，以高性能单片机系统为控制核心，以CAN总线为纽带实现下位机与上位机的相互通信，以电磁锁、读卡器、功放电路等为外围的硬件系统。 在检测与控制软件的支持下实现对电磁锁的开与关,当检测到有卡接触时,读卡控制器对卡进行识别和认证,未经注册或被注销的卡被视为无效的卡。外来人员(不具备识别卡)可以通过门铃通知室内人员等待开门(通过CAN总线把开门请求命令上传上位机。管理员通过PC机VB软件发开门指令,其中CAN和PC机间通过RS232进行协议转换)。本门禁控制系统实现以下功能：键盘可以实现对识别卡注册、注销、对系统的时间进行设置,以及对用户进入信息的查询。门禁控制系统总体结构如图2-1所示。 2.2 器件选型 2.2.1 选型概述 在本次设计中我们以设计稳定可靠和使用方便为前提，进行器件的选择。智能门禁控制系统和传统的门禁系统相比，主要体现在：(1)开门人性化，即不需要手持锁开门，通过识别卡(有接触式的，非接触式的两种)或者直接输入密码进行开门。(2)安全性高,即开门需要通过密码验证或者识别卡验证，当验证通过后，然后输入密码正确方可进入。 2.2.2 识别卡——芯 本次设计识别卡的选型尤为重要，它是整个系统的“芯”，要求它稳定可靠,耐用，当然要同时具有使用方便和开发容易。识别卡主要有两种：接触式和非接触式，非接触式的通信方式主要为无线传输方式，若采用非接触式识别卡，首先价格高于接触式的，其次开发难度大。根据以上对比我们选择使用接触式的识别卡，接触式的识别卡种类繁多，类新多样，进过一步一步筛选我们最终选择了ds1991.DS1991是Dallas公司的1-wire总线信息纽扣家族中的一员，是一种加密存储器型信息纽扣。它内部集成了1 Kbit的非易失性存储器及加密保护逻辑，封装于直径为16mm、厚约6mm的不锈钢外壳中，体积小巧、操作便捷、防潮、抗震、防灰尘，可在恶劣的环境中实现带密码保护的数据传送。 2.2.3 微控制器------核 常见的微控制器有单片机、ARM、FPGA等。选择微控制器要根据系统设计需求,要考虑价格，开发难易程度等。ARM是嵌入式微控制器，资源多使用方便，但是我们以前未接触过ARM需要一个学习阶段，这样就加大了难度，而且这个系统用8位的单片机就可完成，所以我们未采用ARM进行设计。FPGA属于可编程逻辑门阵列，开发难度大，没有单片机使用方便灵活。而单片机则具有使用方便,技术成熟，价格便宜等特点。理所当然我们选择了单片机作为门禁控制系统的微控制器。然而单片机的类型也是种类巨多，常见的有51系列、PIC系列、AVR系列等。其中51系列开发容易，使用方便。 我们选择的ATMEL公司是CMOS8位微控制器，具有8K ISP（在系统可编程）Flash Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有如下特点◆ 兼容MCS-51指令系统◆ 32个双向I/O口◆ 3个16位可编程定时/计数器◆ 全双工UART串行中断口线◆ 2个外部中断源◆ 中断唤醒省电模式◆ 看门狗（WDT）电路◆ 灵活的ISP字节和分页编程◆ 4.5-5.5V工作电压◆ 时钟频率0-33MHz◆ 256x8bit内部RAM◆ 低功耗空闲和省电模式◆