1、上海海事大學(xué)碩士學(xué)位論文基于非接觸IC卡的智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究姓名：王剛申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置指導(dǎo)教師：鄭華耀20060601】摘要本論文主要設(shè)計(jì)和研究基于非接觸卡（射頻卡）技術(shù)的門禁安防系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要安防環(huán)節(jié)，它對(duì)樓宇的出入進(jìn)行控制，并能和閉路電視系統(tǒng)組成聯(lián)動(dòng)的控制系統(tǒng)。本文所設(shè)計(jì)的門禁系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的實(shí)用性、較高的性價(jià)比和良好的擴(kuò)展性，并且在門禁系統(tǒng)的管理軟件中增加了考勤系統(tǒng)部分，使此系統(tǒng)更方便的運(yùn)用到公司、企業(yè)的員工考勤和門禁管理。本文首先介紹了非接觸卡門禁系統(tǒng)原理，通過對(duì)接觸式和非接觸式卡的比較，概括了非接觸卡的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)；闡述了本門禁

2、系統(tǒng)的單機(jī)應(yīng)用和聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，以及設(shè)計(jì)時(shí)所遵循各種規(guī)范；詳細(xì)描述了門禁系統(tǒng)的核心硬件，門禁控制器和轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)開發(fā)要求，本門禁系統(tǒng)可以不和上位機(jī)通信來辨別讀入的卡片，直接運(yùn)用本門禁系統(tǒng)存儲(chǔ)的所有要辨別的卡號(hào)、卡的有效性等信息而獨(dú)立工作：但也可通過上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)卡號(hào)、卡的有效性識(shí)別。以節(jié)省設(shè)備費(fèi)用，使用軟件發(fā)卡。為方便人員和卡片管理，上位機(jī)上建立一個(gè)簡單而實(shí)用的桌面數(shù)據(jù)庫管理這些信息。第四章詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)、上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問以及考勤數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)。本門禁系統(tǒng)可采用總線型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，用轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的串行通信，門禁控制器和上位機(jī)所有串行通信都是通過調(diào)用設(shè)計(jì)的串行通信動(dòng)態(tài)

3、鏈接庫中的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。第五章詳細(xì)介紹了串行通信動(dòng)態(tài)鏈接庫，重點(diǎn)介紹了多線程串行通信讀寫線程的實(shí)現(xiàn)。本論文第六章是本門禁系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)?？刂破鬈浖糠种攸c(diǎn)介紹控制器主程序設(shè)計(jì)、讀卡器中斷子程序設(shè)計(jì)、串行中斷子程序設(shè)計(jì)等；上位機(jī)部分重點(diǎn)介紹上位機(jī)串行通信的實(shí)現(xiàn)、以及上位機(jī)管理軟件界面的介紹。最后，總結(jié)本門禁系統(tǒng)的特點(diǎn)以及有待改進(jìn)的地方，展望了智能門禁系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：門禁系統(tǒng)串口通信數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)鏈接庫（功，（），（），（），（）；，一，（）：，論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。論文中除了特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫

4、過的研究成果。其他同志對(duì)本研究的啟發(fā)和所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。作者簽字：圣因！日期：坯：厶：里論文使用授權(quán)性聲明本人同意上海海事大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。即：網(wǎng)公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)學(xué)校有權(quán)保留送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱或借閱；學(xué)校上制手段保留論文。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定。作者簽字：；皿導(dǎo)師簽字：二丕弊日期：上盟第一章緒論課題的背景當(dāng)今社會(huì)是科學(xué)技術(shù)日新月異、飛速發(fā)展的信息時(shí)代。人們正感受著高科技帶來的極大方便和益處，同時(shí)，人們對(duì)于高科技服務(wù)于生活的要求也越來越高。但隨著科技的發(fā)展，運(yùn)用高科技手段進(jìn)行盜竊、搶劫和間諜等

5、犯罪行為層出不窮。人們企盼著更可靠更安全的、與時(shí)俱進(jìn)的安全防范措施，以有效的阻止這些犯罪行為的侵犯。自古以來人們使用普通門鎖來保護(hù)室內(nèi)財(cái)產(chǎn)安全、控制人員進(jìn)出的安防方式已經(jīng)沿襲了幾千年，這種安防措藏始終離不開一把金屬鑰匙。但是鑰匙多了就繁瑣累贅，并且易被復(fù)制、丟失、生銹。傳統(tǒng)的門鎖已經(jīng)在很大程度上不能滿足現(xiàn)智能門禁系統(tǒng)將智能卡與鎖有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而由智能卡代替鑰匙，配以電腦，實(shí)行智能管理，有效的解決了傳統(tǒng)門鎖的多種不足。目前結(jié)合小區(qū)、工廠、機(jī)關(guān)目前智能門禁系統(tǒng)已成為發(fā)達(dá)國家和地區(qū)最主要的安防系統(tǒng)之一，和隨著人們對(duì)門禁系統(tǒng)性能各方面要求的不斷提高，現(xiàn)在智能門禁系統(tǒng)的應(yīng)用代安防的需要，為從根本上改變這種

6、落后的局面，智能門禁系統(tǒng)在千呼萬喚中應(yīng)運(yùn)而生。智能門禁系統(tǒng)是一種綜合性的多學(xué)科的高科技技術(shù)集合，它是在電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等諸多新技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。等部門智能化管理的特點(diǎn)，將其中的大門、單元門、一些特殊門（重要的設(shè)旌問、會(huì)議場(chǎng)所的一系列門等）選擇為智能卡門禁系統(tǒng)，已經(jīng)取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。傳統(tǒng)的安防設(shè)備不同，它變被動(dòng)的監(jiān)控和報(bào)警為主動(dòng)的控制，起到更高的安全作用。因此，智能門禁系統(tǒng)在安防設(shè)備領(lǐng)域中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。據(jù)美國權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果：美國門禁設(shè)備銷售占整個(gè)公共安全行業(yè)市場(chǎng)銷售額的，閉路電視監(jiān)控及其它報(bào)警設(shè)備銷售總額僅占，另外臺(tái)灣安全器材市場(chǎng)年度調(diào)查報(bào)告中，門禁系統(tǒng)銷售增長

7、率為，高出其它保安設(shè)備增長率十幾倍。范圍越來越廣泛。人們對(duì)智能門禁系統(tǒng)的應(yīng)用已不再局限于單一的出入口控制，而且還要求它不僅可應(yīng)用于智能大廈或智能小區(qū)的門禁控制、企業(yè)的考勤管理、安防報(bào)警、停車場(chǎng)控制、電梯控制、樓宇自控等，還能與其它聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備等一起構(gòu)成多種控制功能的系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)的發(fā)展智能門禁系統(tǒng)是在傳統(tǒng)門鎖的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。后者僅僅是單純的機(jī)械裝置，無論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多么合理，材料多么堅(jiān)固，人們總能通過各種手段把它打開。在出入人很多的通道（像辦公室，酒店客房）鑰匙的管理很麻煩，鑰匙丟失或人員更換都要把鎖和鑰匙一起更換。為了解決這些問題，就出現(xiàn)了電子磁卡鎖，電子密碼鎖，這兩種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提

8、高了人們對(duì)出入通道的管理程度，使通道管理進(jìn)入了電子時(shí)代。隨著電子芯片的高度集成化，智能門禁系統(tǒng)得以面世。身份識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，更使智能門禁系統(tǒng)的功能變得越來越完善，而且越來越容易操作。以下是門禁系統(tǒng)的發(fā)展過程。：第一代門禁：單一的鍵盤輸入密碼方式常常會(huì)有因忘記密碼而被拒之門外尷尬的事時(shí)有發(fā)生：第二代門禁：接觸卡式門禁系統(tǒng)，例如：）磁碼卡它是把磁質(zhì)貼在塑料卡片上制成的。磁卡可以改寫，應(yīng)用方便。其缺點(diǎn)是易消磁，易磨損：）鐵碼卡這種卡片中間用特殊的金屬線排列編碼，采用金屬磁燒的原理制成，不易被復(fù)制。鐵碼卡可有效的防磁，防水，防塵，是安全性較高的一種卡。這種系統(tǒng)雖然有些改進(jìn)，但是如果卡片不小心被消磁或弄

9、臟，進(jìn)入人員將被拒之門外。第三代門禁：感應(yīng)卡即非接觸式卡門禁一般指無源卡：卡片采用了先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)和信息安全技術(shù)，利用電子回路及感應(yīng)線圈在讀卡器本身產(chǎn)生的特殊振蕩頻率，當(dāng)卡片進(jìn)入讀卡器能量范圍時(shí)產(chǎn)生共振，感應(yīng)電流使電子回路發(fā)射信號(hào)到讀卡器，經(jīng)讀卡器將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成卡片資料，送到控制器進(jìn)行判斷、決策。第四代門禁：生物辨識(shí)系統(tǒng)：它包括指紋機(jī)，掌紋機(jī)，視網(wǎng)膜辨識(shí)機(jī)和聲音識(shí)別以及人臉識(shí)別裝置等。這些門禁通常用于對(duì)安全性要求較高的出入口控制系統(tǒng)，視網(wǎng)膜辨識(shí)機(jī)和聲音辨識(shí)裝置在正常情況下安全性極高，但若視網(wǎng)膜充血或病變以及感冒等疾病會(huì)影響使用“。以上幾代門禁系統(tǒng)中，磁碼卡價(jià)格便宜，仍被使用：鐵碼卡和

10、感應(yīng)式保安性能好，在國外比較流行：生物辨識(shí)技術(shù)安全性極高，價(jià)格也高，一般應(yīng)用在軍政要害部門或銀行黃金庫等場(chǎng)所“兒。因?yàn)榉墙佑|式卡門禁的優(yōu)良性能，是目前在智能門禁系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種。門禁系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀門禁系統(tǒng)是隨著自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展的，國外門禁系統(tǒng)的知名品牌有美國的休斯（）、西屋（）、洛泰克（），以色列的、英國的集寶等品牌。國內(nèi)從事門禁系統(tǒng)有捷順、北京青云等公司。目前，國內(nèi)外研制和使用的門禁系統(tǒng)主要集中在感應(yīng)門禁系統(tǒng)和生物識(shí)別門禁系統(tǒng)。在生物識(shí)別門禁系統(tǒng)中又以指紋門禁系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。隨著計(jì)算機(jī)圖像處理和模式識(shí)別理論以及大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的體積

11、不斷縮小，其價(jià)格也將不斷降低”，。生物特征識(shí)別技術(shù)將會(huì)更加注重安全性、便攜型、精確性、魯棒性和可用性。核心算法研究方面，在指紋識(shí)別技術(shù)研究繼續(xù)深入的同時(shí)，面像、虹膜識(shí)別技術(shù)也將會(huì)加速發(fā)展，新式的識(shí)別技術(shù)，如靜脈識(shí)別等，也會(huì)不斷產(chǎn)生。核心技術(shù)研究將更加關(guān)注不清楚部分或難以采集的特殊特征的處理方式，大規(guī)模數(shù)據(jù)庫快速檢索和數(shù)據(jù)挖掘方法也下在加速研究中”。目前國外生產(chǎn)的門禁系統(tǒng)安全性較高，但是價(jià)格昂貴，感應(yīng)式門禁系統(tǒng)控制器的價(jià)格從到萬元不等，包括讀卡器、門鎖、控制器、軟件在內(nèi)的一套系統(tǒng)報(bào)價(jià)在萬元左右。國內(nèi)生產(chǎn)的感應(yīng)式門禁系統(tǒng)和指紋門禁系統(tǒng)價(jià)格較國外同類產(chǎn)品價(jià)格低大約一左右。但系統(tǒng)的可靠性稍差一些。選題

12、的意義目前，智能化己成為自動(dòng)化領(lǐng)域各種新技術(shù)、新方法、新產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)與顯著標(biāo)志，智能功能迅速擴(kuò)展到儀器、儀表、設(shè)備，甚至整個(gè)大系統(tǒng)。它不僅深入工業(yè)控制，也深入軍事、商業(yè)、農(nóng)業(yè)和建筑業(yè)，其中包括計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算機(jī)管理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域。智能門禁系統(tǒng)屬于智能弱電系統(tǒng)中的一個(gè)安防系統(tǒng)?，F(xiàn)在的建筑物內(nèi)的主要管理區(qū)、出入口、電梯廳、設(shè)備控制中心機(jī)房、貴重物品的庫房等重要部門的通道口都需要加強(qiáng)安防工作，這都需要開發(fā)與之需要相應(yīng)的智能門禁系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的控制。不過到目前為止，雖然我國在年已經(jīng)建立了“金卡工程”，但是對(duì)于高端卡和非接觸智能射頻卡的制卡技術(shù)以及相應(yīng)的讀寫卡設(shè)備技

13、術(shù)，仍處于落后狀態(tài)。這極大的制約著我國卡事業(yè)的發(fā)展，制約著我國“金卡工程”的實(shí)施“。智能門禁系統(tǒng)的使用在國內(nèi)還處于發(fā)展時(shí)期。正是在這種背景下，本課題在介紹了智能建筑中的弱電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，具體分析研究了其中的一個(gè)重要部分一安防系統(tǒng)。安防系統(tǒng)作為居民人身和財(cái)產(chǎn)安全的重要手段，其研究結(jié)果具有深切的實(shí)際意義。本文的主要研究內(nèi)容第二章非接觸卡門禁系統(tǒng)概述。介紹了非接觸卡的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，門禁系統(tǒng)的概念、原理以及本門禁系統(tǒng)的單機(jī)應(yīng)用方案和聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案。第三章控制器硬件電路設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了控制器硬件電路的各個(gè)部分的設(shè)計(jì)，存儲(chǔ)電路、接口電路、看門狗電路、轉(zhuǎn)換電路等。第四章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。介紹了數(shù)據(jù)庫的概念、數(shù)據(jù)庫

14、的選擇以及數(shù)據(jù)庫的引用。重點(diǎn)介紹了對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問。第五章串行通信動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)設(shè)計(jì)。介紹了動(dòng)態(tài)鏈接庫的概念、原理以及使用動(dòng)態(tài)鏈接庫的優(yōu)點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了多線程串行通信的實(shí)現(xiàn)。第六章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。主要介紹控制器軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)串行通信程序的實(shí)現(xiàn)。最后介紹了門禁系統(tǒng)管理軟件的界面。第七章結(jié)論與展望?？偨Y(jié)了本門禁系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)門禁系統(tǒng)的發(fā)展做出合理的展望。第二章基于非接觸卡的門禁系統(tǒng)概述非接觸式卡（射頻卡）簡介非接觸式卡（又稱射頻卡）是年代初發(fā)展起來的新技術(shù)，它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源和免接觸難題。射頻卡無需專門的供電電源，它與讀寫器間無機(jī)械接觸，避免了接觸故障；它的表面無裸露芯

15、片，可防水，且不易產(chǎn)生靜電擊穿及彎曲損壞等問題；射頻卡使用時(shí)沒有正反面，而且非接觸式卡具有可靠性高、使用方便、操作速度快等特點(diǎn)。非接觸式卡如上圖所示。非接觸式卡由感應(yīng)天線、控制芯片、存儲(chǔ)單元組成，并完全密封在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)卡片中，無外露部分。非接觸式卡的讀寫過程，通常由非接觸式卡與讀寫器之間通過調(diào)制的射頻信號(hào)來完成。非接觸式卡本身是無源體，當(dāng)讀寫器對(duì)非接觸式卡進(jìn)行讀寫操作時(shí)，讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)由兩部分疊加組成：部分是電源信號(hào)，該信號(hào)由卡接收后，與其本身的產(chǎn)生諧振，產(chǎn)生一個(gè)瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則經(jīng)解調(diào)后，控制芯片完成密碼驗(yàn)證、數(shù)據(jù)的讀取、修改、存儲(chǔ)等，并返回給讀寫器。由非接觸式卡所形成的

16、讀寫系統(tǒng)，無論是硬件結(jié)構(gòu)，還是軟件控制的操作過程都得到了很大的簡化，同時(shí)借助于先進(jìn)的管理軟件和網(wǎng)絡(luò)支持可在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。非接觸式卡與傳統(tǒng)的接觸式卡相比，它在繼承了接觸式卡的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，如容量大、安全性高外，又克服了接觸式卡所無法避免的缺點(diǎn)，如讀寫故障率高，由于觸點(diǎn)外露而導(dǎo)致的污染、損傷、磨損、靜電以及插卡不便、易受惡意攻擊等。非接觸式卡完全密封的形式及無接觸的工作方式，使之不受外界不良因素的影響，從而使用壽命完全接近芯片的自然壽命，因而卡本身的使用期限以及操作的便利性都大大的高于接觸式卡?？梢?，非接觸式；卡存在著磁卡和接觸卡無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，使之一經(jīng)問世，便立刻引起了世界廣泛的關(guān)注【】。同時(shí)

17、，國際標(biāo)準(zhǔn)和闡述了對(duì)非接觸式卡的有關(guān)規(guī)定，將使非接觸式卡發(fā)揮更大的應(yīng)用潛力。毫無疑問，集眾家之大成的非接觸式卡將在身份識(shí)別、金融、電子貨幣、公共交通、智能樓宇、小區(qū)物業(yè)、社會(huì)保障等諸多領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。門禁系統(tǒng)概述門禁系統(tǒng)的概念門禁系統(tǒng)，即出入口門禁系統(tǒng)，是對(duì)出入口通道進(jìn)行管制的系統(tǒng)，該系統(tǒng)控制各類人員的出入以及他們?cè)谙嚓P(guān)區(qū)域的活動(dòng)【】。其控制的基本原理是：按照人的活動(dòng)范圍，預(yù)先制作出各種層次的卡或預(yù)定密碼。在相關(guān)的大門、檔案室門等處安裝讀卡器，持卡者把自己的卡片放到讀暑器上識(shí)別，讀卡器把讀到的卡號(hào)等信息發(fā)送到控制器，經(jīng)控制器判斷，如身份符合，門鎖就丌啟，否則就報(bào)警。通過門禁系統(tǒng)，可有效控制人員的

18、活動(dòng)。目前它是解決重要部門出入口實(shí)現(xiàn)安全防范管理的有效措施。適用各種機(jī)要部門，如銀行、賓館、機(jī)房、軍械庫、機(jī)要室、辦公間、智能化小區(qū)、工廠等。門禁系統(tǒng)工作原理】本系統(tǒng)采用感應(yīng)式技術(shù)，或稱作射頻識(shí)別技術(shù)，是一種在卡片與讀卡器之間無需直接接觸的情況下即讀取卡上信息。在感應(yīng)式技術(shù)應(yīng)用中，讀卡器不斷通過其內(nèi)部的線圈發(fā)出一個(gè)電磁場(chǎng)（激發(fā)信號(hào)）。當(dāng)一個(gè)感應(yīng)卡放在讀卡器的讀卡范圍內(nèi)時(shí)，卡內(nèi)的線圈在激發(fā)信號(hào)的感應(yīng)下產(chǎn)生出微弱的電流，作為卡內(nèi)一個(gè)小集成電路的電源，而卡內(nèi)的集成電路存儲(chǔ)有制造時(shí)輸入的唯一的數(shù)字辯識(shí)號(hào)碼（），該號(hào)碼從卡中通過解調(diào)信號(hào)（接收信號(hào)）傳輸回讀卡器。讀卡器將收到的無線信號(hào)按一定的格式傳回給控

19、制器，由控制器處理、檢錯(cuò)和轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，控制器然后把這個(gè)數(shù)字辯識(shí)號(hào)碼（）送給控制器上的微處理器，由它作出決策。使用感應(yīng)式讀卡器，不再會(huì)因?yàn)榻佑|摩擦而引起卡片和讀卡設(shè)備的磨損，也無需將卡塞入孔內(nèi)或磁槽內(nèi)刷卡?？ㄆ恍柙谧x卡器的讀卡范圍內(nèi)晃動(dòng)即可。門禁系統(tǒng)的組成“門禁控制系統(tǒng)一般有出入口目標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)（讀卡器）、出入口信息管理子系統(tǒng)和出入口控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成，如下圖所示：信息管理子系控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)目標(biāo)識(shí)別子系統(tǒng)圖門禁系統(tǒng)組成框圖（）系統(tǒng)的前端設(shè)備為各種出入口目標(biāo)的識(shí)別裝置和門鎖啟閉裝置。包括識(shí)別卡、讀卡器、電子門鎖、指示信號(hào)和警號(hào)等。主要用來接受人員輸入的信息，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到控制器中。同時(shí)

20、根據(jù)來自控制器的信號(hào)，完成開鎖、閉鎖、報(bào)警等功能。（）控制器接受底層設(shè)備發(fā)來的相關(guān)信息，同自己存儲(chǔ)的信息相比較以作出判斷，然后再發(fā)出處理的信息。當(dāng)然也接受控制主機(jī)發(fā)來的命令。單個(gè)控制器可以組成一個(gè)簡單的門禁系統(tǒng)來管理一個(gè)門或多個(gè)門。多個(gè)控制器可以通過通信網(wǎng)絡(luò)同計(jì)算機(jī)連接起來就組成了可集中監(jiān)控的門禁系統(tǒng)。（）管理計(jì)算機(jī)（上位機(jī)裝有門禁系統(tǒng)管理軟件，它管理著系統(tǒng)中所有的控制器，向它們發(fā)送命令，對(duì)它們精心設(shè)置，接受發(fā)來的信息，完成系統(tǒng)中所有信息的分析與處理。門禁系統(tǒng)的功能（）管理各類進(jìn)入人員并制作相應(yīng)的通行證，設(shè)置各種進(jìn)出的權(quán)限。（）（）（）對(duì)某時(shí)間段出入的人員或某人的出入情況實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、查詢和打印。

21、在特殊數(shù)情況下，可以使用上位機(jī)命令開門。憑有效的卡片，代碼和特征，根據(jù)其進(jìn)出權(quán)限允許進(jìn)入或拒絕進(jìn)入。屬于黑名單者將報(bào)警。（）系統(tǒng)的控制器可以通過總線的方式與控制中心連接，記錄所有合法進(jìn)入人員的信息，包括人員的姓名、進(jìn)入時(shí)間和出門時(shí)等。（）根據(jù)需要，系統(tǒng)可以外接密碼鍵盤輸入，以及攝像機(jī)等設(shè)備。本門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案本門禁系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是，設(shè)計(jì)一種具有對(duì)人員進(jìn)出授權(quán)、記錄、查詢和統(tǒng)計(jì)等多種功能，還可作為人事管理、考勤管理等使用，可與任何機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品及控制系統(tǒng)配合使用的智能卡門禁系統(tǒng)。本門禁系統(tǒng)既能方便內(nèi)部人員的自由出入，又能杜絕外來人員隨意進(jìn)出，提高安全防范能力。以下是本設(shè)計(jì)的智能卡門禁系統(tǒng)的單機(jī)

22、應(yīng)用的框圖，如圖：電控鎖開門凰由圖單機(jī)應(yīng)用的框圖本門禁系統(tǒng)共有五部分組成：主控計(jì)算機(jī)及門禁管理軟件、轉(zhuǎn)換器、門禁控制器、讀卡器以及電子鎖等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，所有的門禁裝置可以組成一個(gè)總線型的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，主機(jī)和各個(gè)節(jié)點(diǎn)的門禁控制器之間采用的全雙工通信方式。本門禁系統(tǒng)是一種總線型有線傳輸出入：控制系統(tǒng)，本門禁系統(tǒng)系統(tǒng)可以采用總線型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。其信號(hào)傳輸方式采用一方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸有效距離為米以內(nèi)，如需延長則增加中繼信號(hào)放大器即可。一方式傳輸?shù)男盘?hào)到達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)換器后，由信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的一信號(hào)，與計(jì)算機(jī)串行口連接。如下是本門禁系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)圖，如圖：圖聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案圖本門禁系統(tǒng)特點(diǎn)可以通過系統(tǒng)打丌某個(gè)門或所有

23、門；員工或住戶的個(gè)人識(shí)別卡讀卡后，經(jīng)系統(tǒng)認(rèn)可方能打丌門系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前所有門的進(jìn)出情況；可以針對(duì)某張卡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)查詢：建立用戶數(shù)據(jù)庫，使之與個(gè)人識(shí)別卡進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)：建立操作者權(quán)限控制等級(jí)，以便于多級(jí)安全管理；可以通過系統(tǒng)軟件來查詢哪些人（卡）能打開該門：系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)事實(shí)監(jiān)控，以便維護(hù)人員及時(shí)維護(hù)：對(duì)于某些特定門，在進(jìn)行讀卡操作時(shí)可以進(jìn)行可聞可見報(bào)警，可以驅(qū)動(dòng)某些繼電器，以驅(qū)動(dòng)某些攝像機(jī)等：系統(tǒng)設(shè)計(jì)所遵循的規(guī)范智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（）商用建筑線纜標(biāo)準(zhǔn)（一）民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（）工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范（）電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（，）民用閉路監(jiān)視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（）安全防范工程程序與要求

24、（）建設(shè)部城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)行業(yè)卡應(yīng)用管理技術(shù)要求草案第三章門禁系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)控制器電路是門禁系統(tǒng)的核心，由一臺(tái)微處理機(jī)以及相應(yīng)的外圍電路組成。如果將讀卡器比作系統(tǒng)的眼睛，將電磁鎖比作系統(tǒng)的手，那么控制器就是系統(tǒng)的大腦，由它來辨別是否為本系統(tǒng)已注冊(cè)的有效卡，該卡是否符合所限定的時(shí)間段，從而控制電磁鎖是否打開。目前國內(nèi)大部分門禁系統(tǒng)大都是采用單片機(jī)控制，本門禁系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制器，用其自身帶的串行口實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)和上位機(jī)的通信。但是有些場(chǎng)合門禁系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)離上位機(jī)有一定的距離，本系統(tǒng)采用了傳輸距離較遠(yuǎn)的接口。上位機(jī)本身不帶有接口，要實(shí)現(xiàn)門禁系統(tǒng)和上位機(jī)的通信，必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換接：電路。本章具

25、體介紹門禁系統(tǒng)硬件各個(gè)部分的設(shè)計(jì)、單片機(jī)串行通信接口接口的實(shí)現(xiàn)，以及和接口轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。單片機(jī)簡介本系統(tǒng)采用公司生產(chǎn)的單片機(jī)作為微處理器。與系列單片機(jī)完全兼容，它采用靜態(tài)時(shí)鐘方式，可以大大節(jié)省耗電量。是一個(gè)低電壓，高性能位單片機(jī)，片內(nèi)含的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器和的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（），功能強(qiáng)大的單片機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于較復(fù)雜的系統(tǒng)控制場(chǎng)合。封裝的有個(gè)引腳，個(gè)外部雙向輸入輸出（）端口，同時(shí)內(nèi)含個(gè)外中斷口，個(gè)位呵編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，個(gè)全雙工串行通信口，個(gè)讀寫口線，可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。刪一一，啪砌旆罾貳面帥瓤碓蹦艇蛐脅芝脅，；圖封裝圖有、及等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。如圖

26、是本系統(tǒng)中用到的封裝的外觀圖。的主要性能和參數(shù)：與一單片機(jī)完全兼容的指令和引腳排列以及工作特性片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含可重復(fù)擦寫的程序存儲(chǔ)器，可擦寫壽命為次片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含字節(jié)的，個(gè)可編程的位計(jì)數(shù)器（定時(shí)器）和個(gè)可編程口線串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程的串行通信口中斷系統(tǒng)是具有個(gè)中斷源、個(gè)中斷矢量、個(gè)優(yōu)先權(quán)的中斷機(jī)構(gòu)低功耗模式有空閑模式和掉電模式編程頻率是，編程啟動(dòng)電流是的工作電壓是（，典型值為電源電路設(shè)計(jì)刀本門禁系統(tǒng)工作時(shí)，需要的穩(wěn)壓電源，為了使系統(tǒng)的輕巧、便捷，控制器電路設(shè)計(jì)時(shí)沒把線圈和整流橋部分設(shè)計(jì)到控制板上，將的交流市電經(jīng)過變壓后生成直流電源，然后再接入到控制板的電源變換電路。其中電路原理

27、圖如圖所示：圖電源電路原理圖上面的的電源用于驅(qū)動(dòng)發(fā)生動(dòng)作的繼電器和產(chǎn)生報(bào)警的蜂鳴器通信電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是一種以差動(dòng)平衡方式傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，所謂平衡，是指雙端發(fā)送和雙端接收，所以傳送信號(hào)線要用兩條線、和、，發(fā)送端分別采用平衡發(fā)送器和差動(dòng)接收器，如圖典型接線圖所示。這種標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性對(duì)邏輯電平的定義是根據(jù)兩條傳輸線之間的電位差來決定的，當(dāng)、線比、線的電平低于一時(shí)表示邏輯電平，當(dāng)、線、線的電平高于時(shí)，表示邏輯電平”。很明顯，這種方式和采用單端接收器和單端發(fā)送器，只用一條信號(hào)線傳輸信息，并且根據(jù)該信號(hào)線上的電平相對(duì)于公共信號(hào)地電平的大小來決定邏輯電平的“”和“”是不同的。電路有發(fā)送器，平衡連接電纜，電纜終端負(fù)

28、載以及接收器組成。它通過平衡發(fā)送器把邏輯電平變成電位差，完成始端的信息傳輸，通過差動(dòng)接收器把電位差轉(zhuǎn)換為邏輯電平，實(shí)現(xiàn)終端的數(shù)據(jù)接收，采用了雙線傳輸，大大增強(qiáng)了抗共模干擾的能力，因此最大傳送速率可以達(dá)（傳送距離是時(shí)。若傳送速率能降到時(shí)，則最大傳輸距離可以達(dá)至。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電路中只能有一個(gè)發(fā)送器，可以有多個(gè)接收器，所以可以組成網(wǎng)絡(luò)。該標(biāo)準(zhǔn)允許驅(qū)動(dòng)器輸出為±，±，接收器輸入電平可以低到。圖典型接線圖本門禁系統(tǒng)采用串行總線的主要原因是，考慮到門禁系統(tǒng)控制電路有時(shí)距離上位機(jī)的距離很遠(yuǎn)，從而拋棄的技術(shù)路線，采用。其中電路圖的原理圖如圖所示】：圖通信電路原理圖本系統(tǒng)所用的的收發(fā)器是公司

29、的。，是低功耗的收發(fā)器，它的工作電流為（最大值），這是現(xiàn)有的一收發(fā)器中功耗較小的一種，轉(zhuǎn)換速率限制的輸出實(shí)際上抑制了數(shù)據(jù)線終端失配引起的反射，這樣，它可以在更長的電纜上進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的傳輸。最高可以以的速率進(jìn)行發(fā)送，它是標(biāo)準(zhǔn)的半雙工收發(fā)器，為此，在電路設(shè)計(jì)上要實(shí)現(xiàn)全雙工的通信線路，使用了兩個(gè)。一個(gè)專門接收，另一個(gè)專用于發(fā)送數(shù)據(jù)。的管腳圖如圖所示：圖的管腳圖管腳的定義如下：接受器輸出：接收器輸出使能：發(fā)送器輸出使能發(fā)送器輸入。：為高電平時(shí)，為高阻態(tài)。為低電平時(shí)和為高阻態(tài)。非轉(zhuǎn)化接收器輸入和非轉(zhuǎn)化發(fā)送器輸出。轉(zhuǎn)化接受器輸入和轉(zhuǎn)化發(fā)送器輸出。：串行通信協(xié)議的串口是全雙工結(jié)構(gòu)，表示可以同時(shí)接收和發(fā)送。它

30、還具有接收緩沖功能，在第一個(gè)字節(jié)從寄存器讀出之前，可以開始接收第二個(gè)字節(jié)。但是如果第二個(gè)字節(jié)接收完畢時(shí)第一個(gè)字節(jié)仍未讀出，其中一個(gè)字節(jié)將會(huì)丟失。串口的發(fā)送和接收都是通過對(duì)特殊寄存器的操作進(jìn)行訪問的。寫入的數(shù)據(jù)裝入發(fā)送寄存器，對(duì)的讀操作是對(duì)物理上分開的接收寄存器進(jìn)行訪問的。串口有種操作模式：模式：串口數(shù)據(jù)通過進(jìn)入。輸出時(shí)鐘，每次發(fā)送或接收以（最低位）作為首位，每次位。波特率固定為時(shí)鐘頻率的十二分之一。模式：引腳發(fā)送數(shù)據(jù)，引腳接收數(shù)據(jù)，每次數(shù)據(jù)為位，一個(gè)起始位（），個(gè)數(shù)據(jù)位（在前）以及一個(gè)停止位（）。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，停止位存于寄存器的內(nèi)，波特率可變，由定時(shí)器溢出的速率決定。模式：，引腳發(fā)送數(shù)據(jù)，引腳

31、接收數(shù)據(jù)，每次數(shù)據(jù)為位，一個(gè)起始位（），個(gè)數(shù)據(jù)位（在前），一個(gè)可編程第位以及一個(gè)停止位（）。發(fā)送時(shí)，第個(gè)數(shù)據(jù)位（內(nèi)的位）可置為或。例如將奇偶位（內(nèi)的位）移至。接收時(shí)，第位數(shù)據(jù)存入寄存器的位，停止位忽略。波特率可編程為時(shí)鐘頻率的或，由內(nèi)的位決定。模式：引腳發(fā)送數(shù)據(jù)，引腳接收數(shù)據(jù)，每次數(shù)據(jù)為位，一個(gè)起始位（），個(gè)數(shù)據(jù)位（在前），一個(gè)可編程第位以及一個(gè)停止位（）。事實(shí)上，模式除了波特率外均與模式相同。其波特率可變并由定時(shí)器的溢出率決定。在以上的神模式中，發(fā)送過程是以任意一條以寫作為目標(biāo)寄存器的指令開始的，模式時(shí)接收通過設(shè)置以及初始化，其他模式下如果則通過起始位初始化。通信協(xié)議模式和模式有一個(gè)專門的應(yīng)

32、用領(lǐng)域即多機(jī)通信。在這兩種模式時(shí)，接收為位數(shù)據(jù)。第位存入。接下來是停止位?？删幊虨椋航邮盏酵Ｖ刮粫r(shí)，僅當(dāng)時(shí)串口中斷才有效。可通過置位內(nèi)的位來選擇這一特性。下述為多機(jī)系統(tǒng)利用這一特性的一種方法。當(dāng)主機(jī)需要發(fā)送一數(shù)據(jù)給從機(jī)時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)地址字節(jié)對(duì)目標(biāo)從機(jī)進(jìn)行識(shí)別。地址與數(shù)據(jù)字節(jié)通過第位數(shù)據(jù)區(qū)別，其中地址字節(jié)的第位為，而數(shù)據(jù)字節(jié)的第位為。時(shí)，數(shù)據(jù)字節(jié)不會(huì)使各從機(jī)產(chǎn)生中斷，而地址字節(jié)則可以令所有的從機(jī)產(chǎn)生中斷，這樣各從機(jī)可以檢查接收的數(shù)據(jù)判斷是否被尋址。被尋址的從機(jī)即可以清除位準(zhǔn)備隨后接收數(shù)據(jù)內(nèi)容。未被尋址的從機(jī)的位仍為，則不理睬隨后的數(shù)據(jù)繼續(xù)自己的工作。此通信協(xié)議在附錄早的串行通信程序中得到實(shí)現(xiàn)。

33、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展存儲(chǔ)器的選型由于本系統(tǒng)需要存儲(chǔ)的卡片的信息很多，并且對(duì)于門禁系統(tǒng)來說所要記錄的卡片數(shù)越多越好，所以單片機(jī)所需的存儲(chǔ)空司對(duì)要增加，單片機(jī)本身只帶有字節(jié)的和的，因此要對(duì)其存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。存儲(chǔ)器有并行存儲(chǔ)器和串行存儲(chǔ)器之分，并行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量大，數(shù)據(jù)傳送速度快，但是芯片大，管腳多，需要占用大量的弓腳，外部擴(kuò)展也很復(fù)雜。串行存儲(chǔ)器的體積小，與的接口簡單，一般只要占用根口線。考慮到單片機(jī)本身的，口的限制，以及本門禁系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中幾乎把單片機(jī)的加口用完，再者是存儲(chǔ)器存儲(chǔ)速率的快慢以及容易布線的特點(diǎn)，綜合考慮以上因素，本系統(tǒng)的外部存儲(chǔ)器采用了串行存儲(chǔ)器。串行存儲(chǔ)器生產(chǎn)廠家很多，典型的有美國公

34、司、和美國國家半導(dǎo)體公司等都生產(chǎn)這樣的產(chǎn)品。我們選用了公司的系列。目前系列實(shí)用的存儲(chǔ)器種類相對(duì)比較多，有等，它們的存儲(chǔ)容量分別是、以及，這些產(chǎn)品所需的電壓低，功耗小，很適合對(duì)電壓和功耗要求很嚴(yán)格的場(chǎng)合。本系統(tǒng)我們用，它與容量更大的同系列存儲(chǔ)器兼容，如和等，替換更為方便，以便于將來存儲(chǔ)卡片數(shù)的增加和系統(tǒng)升級(jí)。是線制的串行存儲(chǔ)器，支持總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，的存儲(chǔ)容量，只用兩根線與單片機(jī)構(gòu)成串行接口。與單片機(jī)的接口電路圖如圖所示。圖與單片機(jī)的接口電路圖與單片機(jī)連接的根線是【】：接單片機(jī)的，同步時(shí)鐘輸入。接單片機(jī)的，串行數(shù)據(jù)輸入輸出，這兩根線都需要接上拉電阻。的另外幾根線接地，寫保護(hù)引腳，允許讀寫操作。、

35、地址引腳，必須接固定電平。存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)接口存儲(chǔ)器為引腳的封裝，其外觀如圖所示。管腳的定義如下：、是地址引腳，這三個(gè)腳不同的連接，使得可以尋址個(gè)，個(gè)芯片都有自己的固定地址，分別對(duì)應(yīng)、組成的位進(jìn)制數(shù)的值，從到，我們選擇羊。是雙向串行數(shù)據(jù)地址的復(fù)用引腳，用于數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送。是個(gè)丌漏輸出引腳，可以和其他的開漏輸出或集電極開路的門電路輸出直接進(jìn)行線或，不會(huì)有任何硬件的損害。是串行時(shí)鐘輸入線，為接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)鐘節(jié)拍。是寫保護(hù)線，接到高電平（）是對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行寫屏蔽，接地電平（）時(shí)，允許對(duì)存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)中一直接地。嘲蟬圖的封裝圖總線接口】總線（）全稱是芯片間總線，它是一種公司開發(fā)的兩線式串

36、行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。它可以兩根連線實(shí)現(xiàn)全雙工同步數(shù)據(jù)傳輸，可以極為方便的構(gòu)成外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。總線特點(diǎn)總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本?？偩€的長度可高達(dá)英尺，并且能夠以的最大傳輸速率支持個(gè)組件?？偩€的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多主控（），其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主控器。一個(gè)主控能夠控制信號(hào)的傳輸和時(shí)鐘頻率。當(dāng)然，在任何時(shí)問點(diǎn)上只能有一個(gè)主控?？偩€的構(gòu)成及信號(hào)類型總線是由數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在與被控之問、與之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率。

37、各種帶有總線接口的電路均并聯(lián)在這條總線上，這就像電話機(jī)一樣只有撥通各自的號(hào)碼才能工作，所以每個(gè)電路和模塊都有唯一的地址，在信息的傳輸過程中，總線上并接的每一模塊電路既是主控器（或被控器），又是發(fā)送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能。發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)分為地址碼和有效數(shù)據(jù)兩部分，地址碼用來選址，即接通需要接收收據(jù)的器件。器件選通后，就可以向選通的器件發(fā)送有效數(shù)據(jù)。這樣，各器件雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨(dú)立，互不相關(guān)?？偩€在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號(hào)，它們分別是：開始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。開始信號(hào)：為高電平時(shí)，由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。結(jié)束信號(hào)：為低電平時(shí)，由低電平向高電平跳

38、變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的在接收到數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)出特定的低電平脈沖，表示己收到數(shù)據(jù)。主控器向接收單元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，主控器接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號(hào)的判斷。若未收到應(yīng)答信號(hào)，由判斷為接收單元出現(xiàn)故障?？偩€基本操作規(guī)程運(yùn)用主從雙向通訊。器件發(fā)送數(shù)據(jù)到總線上，則定義為發(fā)送器，器件接收數(shù)據(jù)則定義為接收器。主器件和從器件都可以工作于接收和發(fā)送狀態(tài)。總線必須由主器件（通常為微控制器）控制，主器件產(chǎn)生串行時(shí)鐘（）控制總線的傳輸方向，弗產(chǎn)生起始和停止條件。線上的數(shù)據(jù)狀態(tài)僅在為低電平的期間才能改變，為高電平的期間，狀態(tài)的改變被用來表示起

39、始和停止條件。的訪問操作口】器件尋址口主器件通過發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)啟動(dòng)發(fā)送過程，然后發(fā)送它所要訪問的從器件的地址字節(jié)。其中高四位為器件類型識(shí)別符，本系統(tǒng)位器件地址字節(jié)的高位固定為，為器件標(biāo)示，接下來是所要訪問的器件的地址位，由于本系統(tǒng)用的是年，所以接下來的位就是或者，最低位為讀寫方向控制位，表示讀操作，表示寫操作。器件地址字節(jié)數(shù)據(jù)格式如圖所示：。“墮墜婆望！壁！熊魁絲巡圖地址字節(jié)數(shù)據(jù)格式¨一”下“？一”數(shù)據(jù)的寫入操作數(shù)據(jù)的寫操作分為兩類，其一是字節(jié)寫操作，另外是頁面寫操作。在字節(jié)寫操作時(shí)，主控制器（）把起始信號(hào)和受控器件的地址信息發(fā)送給受控器件（），在得到受控器件（）的應(yīng)答信號(hào)后，主控

40、器（）才發(fā)送兩個(gè)地址字節(jié)給受控器件（），主控器（）在收到受控器件（）的應(yīng)答后，再次發(fā)送數(shù)據(jù)到被訪問的存儲(chǔ)單元。受控器（）再發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，并在主控器件產(chǎn)生停止信號(hào)后開始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫，在內(nèi)部擦寫過程不再應(yīng)答主控器件的任何請(qǐng)求。時(shí)序如圖所示：§：赫辯竹。黼貓蹙驢”竺妻塑、。！竺翌。！雯。燮：，。翌囂糕一繾鼠震迎?；ド谛撸捍鄣詣倗烫d置囝；幽數(shù)據(jù)字節(jié)寫操作的時(shí)序在頁面寫入操作時(shí)，一次最多可以寫入個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。頁面寫入操作的起始和字節(jié)寫其實(shí)是一樣的，不同之處在于傳輸了一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，主控制器件繼續(xù)發(fā)送個(gè)字節(jié)。每發(fā)送一個(gè)字節(jié)后受控器件將響應(yīng)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，且內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器低位地址加一，高地址保持

41、不變。如果主控制器在發(fā)送停止信號(hào)前發(fā)送的數(shù)據(jù)大于個(gè)字節(jié)，地址計(jì)數(shù)器將自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，先前寫入的數(shù)據(jù)被覆蓋。個(gè)字節(jié)接受完畢后，主控制器發(fā)送停止信號(hào)，內(nèi)部編程周期開始（內(nèi)部寫大約需要）。頁面寫操作的時(shí)序如下圖所示：憫讖瓣精童幽數(shù)據(jù)頁面寫操作的時(shí)序；博數(shù)據(jù)的讀操作讀操作的起始和寫操作的起始相似，也要發(fā)送起始位和受控器件的地址，不同的是要把最后一位位置一。讀操作的方式有三種，即當(dāng)前讀、隨機(jī)讀和連續(xù)讀。當(dāng)前地址讀方式，受控器件的內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容為最后操作單元的地址加一，產(chǎn)生當(dāng)前要訪問的地址。受控器接收到器件地址后（），它首先發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，然后發(fā)送一個(gè)位數(shù)據(jù)。主控器件不需要發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，但是要發(fā)出停止信號(hào)

42、以結(jié)束當(dāng)前地址讀操作。其時(shí)序如下圖所示：吾一船黑警毒一望墼蘭墮竺一一目疊飛：王玎菩齏蕊器毒圖當(dāng)前地址讀時(shí)序隨機(jī)讀方式允：主控器件對(duì)的任意地址進(jìn)行讀操作。分為兩步進(jìn)行：首先主控器件發(fā)送起始信號(hào)、器件地址和兩個(gè)字節(jié)的地址，執(zhí)行一個(gè)偽寫（）在受控器件應(yīng)答之后，不發(fā)送數(shù)據(jù)。主控器件在發(fā)送起始信號(hào)和器件的地址，受控器件響應(yīng)并發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，然后輸出位數(shù)據(jù)，主控器件不發(fā)應(yīng)答，但發(fā)送停止信號(hào)結(jié)束操作。時(shí)序圖如圖所示瞄憾亡判圖隨機(jī)讀時(shí)序連續(xù)讀方式可以通過當(dāng)前地址讀或隨機(jī)讀的啟動(dòng)。在受控器件發(fā)送完位數(shù)據(jù)后，主控器件不發(fā)送停止信號(hào)，發(fā)送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。受控器件收到主控器件的應(yīng)答信號(hào)后，將內(nèi)部的地址自動(dòng)加一，并將此地址

43、的數(shù)據(jù)從線上串行輸出。只要主器件發(fā)應(yīng)答信號(hào)，連續(xù)讀操作就繼續(xù)進(jìn)行，直到主控器件發(fā)送停止信號(hào)為止。一個(gè)讀操作的第個(gè)時(shí)鐘周期不是“不關(guān)心”，為了結(jié)束讀操作，主機(jī)必須在第個(gè)周期間發(fā)出停止條件或者在第個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)保持為高電平、然后發(fā)出停止條件。時(shí)序圖如下圖所示：聃錨黼女；口蠅圖連續(xù)讀時(shí)序看門狗電路的使用是為了防止單片機(jī)進(jìn)入死機(jī)狀態(tài)或者程序跑飛，看門狗電芯片，如公司的，等。而且，有好多種單片機(jī)中本身就集成有看門狗。但是本系統(tǒng)選擇的單片機(jī)沒有集成的看門狗電路，自帶的看門狗系統(tǒng)要好，因?yàn)樗灰蕾囉趩纹瑱C(jī)。本系統(tǒng)采用看門狗電路是具有電源監(jiān)控電路的微處理器芯片，它不僅內(nèi)部有看門狗定時(shí)電路，而且能對(duì)電源電壓實(shí)現(xiàn)檢

44、測(cè)。它具有四個(gè)功能：、看門狗計(jì)時(shí)器功能，電或電源檢測(cè)電壓低于時(shí)，產(chǎn)生掉電輸出；、上電復(fù)位功能，系統(tǒng)上電時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生脈寬的復(fù)位脈沖；、人工復(fù)位功能，當(dāng)人工復(fù)位端輸入低電看門狗電路阱】【目路能在單片機(jī)發(fā)生故障進(jìn)入死機(jī)狀態(tài)時(shí)，重新復(fù)位單片機(jī)。當(dāng)前有多種看門狗的所以在系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)時(shí)加了一個(gè)看門狗電路。不過一個(gè)外部的看門狗是比單片機(jī)作為程序運(yùn)行監(jiān)控器。如果看門狗輸入在內(nèi)沒變化，就會(huì)產(chǎn)生看門狗輸出；、電壓檢測(cè)功能，掉平時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)輸出。的外觀圖如圖一所示。其主要引腳定義為：幽的外觀圖手動(dòng)復(fù)位端。當(dāng)該端輸日低電平保持以上，就能產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。該復(fù)位信號(hào)脈寬為。：電源故障輸入端。當(dāng)該端輸入電壓低于時(shí)，使電源輸出端產(chǎn)生的信號(hào)由高電平變?yōu)榈碗娖?。：電源故障輸出端。?/p>