基于单片机的自动门门禁控制系统硬件电路设计

□李晓芳 郭小春

(南昌理工学院 江西 南昌 330044)

基于单片机的自动门门禁控制系统硬件电路设计

□李晓芳 郭小春

(南昌理工学院 江西 南昌 330044)

IC卡门禁系统随着社会的发展和科学技术的进步而被人们越来越广泛的应用于日常生活中。现在很多建筑物里的大公司或者是写字楼的出入口都已经从原来用钥匙开锁的方式转变为感应IC卡开关门。出入的人们只需用一张卡就可以实现打开许多门禁锁，当然开启门禁的时间是有一定要求的。如果IC卡持有者不慎将卡丢失，只需要在控制主机里注销自己的卡号，而不必进行门锁的更换，方便了人们的出行。通过对出入口的人员是否允许通行进行有效控制，同时对来往的人员进行记录和管控，这样就可以实现对出入人员的监管和跟踪。

单篇机；自动门；门禁

1 概述

整个系统硬件电路设计复杂，它包括很多方面的内容，主要表现在LCD1602液晶显示模块、4X4键盘模块、电子锁门禁继电器驱动模块、IC卡读卡模块、晶振电路、复位电路以及数据存储模块等内容。

2 进行系统的总体规划

由电子锁门禁继电器驱动模块、IC卡读卡模块、4X4键盘模块、LCD1602液晶显示模块、晶振电路、复位电路以及数据存储模块等几大块共同组成了自动门的整个系统硬件电路。具体如图1所示。

图1

2.1 自动门基本设计示意图

2.2 单片机引脚介绍

图2 单片机AT89C51引脚图

3 IC卡读卡模块接口电路设计

在五个IO口的接连下，IC卡读卡器模块和电路系统的单片机有效结合在一起，通过SPI总线模式使驱动程序对IC卡成功进行读写操作。下图表示的是单片机接口电路与IC卡读卡器：

图3 ic卡底座插口图

射频刷卡模块的引脚分别由图中的1-8编号表示的，如图所示，它们分别代表了RST、CS SI SCK SO的接口，当有模块与这个底座上相连接时，单片机的P10、P11 P12 P13 P14就会对应连接在一起。

4 矩阵电路的设计

通过八个不同的IO口，系统里的4X4矩阵键盘和单片机连接在一起，其中P1口是我们在电路中能用到的接口。通过程序识别系统，每个按键对唯一的编号进行有效识别，然后在程序中开始定义按键的键值，使按键赋予更先进的使用功能。下图表示的是矩阵键盘电路以及按键的定义：

图4 矩阵电路图

5 电子锁门禁的继电器驱动电路设计

在本系统里，我们利用的是S8550的PNP三极管驱动电路来设计的电子锁门禁系统，采用这种方法可以使驱动电流有效增大，继电器线圈驱动必须保障电流足够大才能有效完成启动，但由单片机IO输出的电流太小，无法满足继电器线圈的正常驱动。

继电器线圈在S8550三极管单片机IO口输出低电平时就会产生电磁感应，电磁感应把开关吸住，使电子锁的电源被接通，电子锁就被成功的打开了。如果IO口进行高电平的提供时，没有电流从线圈里通过，此时继电器是断开的。

图5 继电器驱动电路示意图

6 LCD1602液晶显示电路设计

LCD1602是一种点阵型的液晶模块，主要是用来显示字符，下图是LCD1602的引脚图。

引脚介绍：

图6 LCD1602引脚图

结束语

这篇文章里所研究的IC卡门禁系统是控制核心为STC89C51的89C51系列单片机，当用户把手里的IC卡对准识别点后，高频Mifare非接触式IC卡模块快速的读取卡里的信息，成功识别后，门禁系统开始同自身存储的数据进行对比验证，如果门禁系统里的数据库里含有持卡人卡里信息数据，则该卡合法，通过继电器，单片机可以实现对电子锁门禁的打开和关闭。该门禁系统使用的是四乘四的矩阵式输入键盘，人机交互显示器为LCD1602液晶科技，这就最大程度的发掘了系统的便捷性和实用性。

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1004-7026（2016）18-0106-02

TP273

A

DOI：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.18.079