基于51单片机的非接触式lC门禁卡设计

西北民族大学 马 祥 黄冬林 李贻昌 刘 海 梁婷婷

基于51单片机的非接触式lC门禁卡设计

西北民族大学 马 祥 黄冬林 李贻昌 刘 海 梁婷婷

电子技术的发展使得各种各样的电子产品都趋于方便携带和小型化，从而也使得非接触式IC卡控制系统有了更好更快的发展。基于51单片机的IC卡门禁系统是对传统门等带来的巨大改变，通过一锁一卡或一锁多卡，甚至是多锁一卡的形式进行管理，设计上选择高效，可靠的器件。系统的硬件组成有单片机电路，RC522的工作原理等，软件设计方面使用C语言开发工具进行编程。

51单片机；IC门禁卡；非接触式

1 设计背景

我国目前对门禁系统的研究已进入关键的研发时期，但在制造和设计方面还存在着很多问题。在技术方面，我国很多很多厂家都是仿制国外优秀的门禁系统，造成价格很昂贵。非接触式IC卡的研究和使用也只是近几年在个别发达国家的事。

2 设计意义

智能门禁系统是建筑楼宇自动化系统中的安全系统，作为一种新型现代化安全系统，门禁系统把自动识别技术和现代安全管理措施结合起来。门禁系统，它是集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子，机械，计算机技术，通讯技术等诸多领域，是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。

3 系统主要器件的选择

系统主要有单片机最小系统和24C02串行EEPROM.FRIDRC522射频识别非接触式IC卡片组成。

3.1 主控器件

本设计是STC89C52RC单片机为控制核心，RC522为非接触式IC卡读写器。基于FRID的视频识别技术综合实现所有功能。系统框图如图1所示：

图1 系统框图

表1 HS12864产片与单片机连接接口

3.2 12864液晶

（1）HS12864产片与单片机连接接口（表1）

（2）12864读写操作时序

八位并口写操作时序（图2）：

图2 八位并口写操作时序图

八位并口读操作时序（图3）：

图3 八位并口读操作时序图

串行连接操作时序（图4）：

图4 串行连接操作时序图

串行数据传送共分三个字节完成：

第一字节：串行控制---格式 11111ABC

A 为数据传送方向控制：H表示数据从 LED 到 MCU 到MCU, L表示数据从MCU 到 LCD

B 为数据类型选择：H表示数据是显示数据，L 表示数据是控制指令C固定为零

第二字节：（并行）8位数据的高4位---格式 DDDD0000

第三字节：（并行）8位数据的低4位---格式 0000DDDD

3.3 RFID-RC522智能门禁卡

读卡器通过天线发射激励信号（一组固定频率的电磁波），IC卡进入读写器工作区内，被读写器信号激励。在电磁波的激励下，卡内的LC串联谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当累计的电荷达到2V时，此电容可以作为电源为其他电路提供工作电压，供卡内集成电路工作所需。

4 硬件电路设计及其原理

智能充电器硬件的设计有单片机电路，充电控制电路，电压转换电路等：单片机电路充电控制实现充电器的智能化控制。

4.1 最小系统的原理图（图5）

单片机最小系统由电源接口，开关，时钟电路，下载接口，复位电路和STC89c52单片机组成。

图5 最小系统的原理图

4.2 12864原理图

选用并行读写模式，故根据引脚定义，通过Vout脚引出，通过电位器调节后，从接口的V0脚引入模块用来驱动LCD。直接驱动LCD的是V0，V0电压越高，对比度越深。其原理图如图6所示：

图6 12864原理图

5 程序设计

智能卡系统主要由单片机通过RC522控制，当其完成检测到有非接触卡IC卡进入场内，产生耦合，对卡内信息进行读写，其数据的传输根据协议的内容，可有IIC,SPI,UART等通信方式进行通信。智能卡系统程序需要完成以下功能：

（1）矩阵键盘，可以设置是IC卡信息录入和IC信息输入；

（2）矩阵键盘，可以设置密码开锁及密码重置；

（3）IC卡长时间放在RC522接触区时，闭锁关闭；

（4）系统按键，IC卡输入，IC卡登记，密码输入，等级提示音；

（5）用12864液晶显示功能状态。

程序流程图如图7所示：

图7 程序流程图

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马祥（1994—），男，宁夏人，大学本科，现就读于西北民族大学电气工程及其自动化专业。