湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析................................................................................................................1

2設(shè)計(jì)方案遴選與設(shè)計(jì)....................................................................................................1

2.1單片機(jī)的選擇.....................................................................................................1

2.2系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì).....................................................................................................2

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)................................................................................................................2

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)....................................................................2

3.2按鍵電路設(shè)計(jì).....................................................................................................3

3.3射頻控制模塊設(shè)計(jì).............................................................................................4

3.4繼電器控制模塊.................................................................................................5

3.5整體電路圖設(shè)計(jì).................................................................................................6

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)................................................................................................................7

5產(chǎn)品裝配與調(diào)試............................................................................................................8

5.1產(chǎn)品裝配圖.........................................................................................................8

5.2產(chǎn)品調(diào)試.............................................................................................................8

6產(chǎn)品使用說明................................................................................................................9

參考資料.........................................................................................................................11

附錄.................................................................................................................................12

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)射頻IC卡酒店門禁設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)。在中國旅游業(yè)快速發(fā)展的趨

勢下，高端酒店成為酒店業(yè)最具競爭力的領(lǐng)域。射頻識(shí)別結(jié)合了無線電、芯片、

計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域的新技術(shù)，是無需人工干預(yù)的識(shí)別作業(yè)、智能化、自動(dòng)化管理、

現(xiàn)代化技術(shù)的標(biāo)志。然而，我國大多數(shù)飯店的信息系統(tǒng)大都處于低水平。需要實(shí)

現(xiàn)技術(shù)多元化自動(dòng)化管理，以滿足信息流量的增長和信息處理速度。

射頻識(shí)別系統(tǒng)基于RFIDRC529（無線射頻識(shí)別）射頻識(shí)別系統(tǒng)，由單片機(jī)

STC89C52、射頻識(shí)別模塊、LED模塊、按鍵模塊、門禁控制模塊燈組成，對(duì)系

統(tǒng)進(jìn)行射頻識(shí)別。系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)無線電卡靠近時(shí)，無線電模塊接收信息；

單片機(jī)控制打開黃色鎖。同時(shí)，在按鍵模塊中按鍵，卡號(hào)被記錄并存儲(chǔ)在單個(gè)貼

片內(nèi)部。保存后不會(huì)斷電。同時(shí)，紅色解鎖指示燈閃爍，表示已解鎖。當(dāng)卡出去

時(shí)，鎖會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；再次訪問無線網(wǎng)卡后，按下按鈕模塊上的擦除按鈕，儲(chǔ)存在

微控制器上的網(wǎng)卡將被移除

2設(shè)計(jì)方案遴選與設(shè)計(jì)

2.1單片機(jī)的選擇

方案一：

52系列單片機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)；STC89C52單片機(jī)響應(yīng)快，擁有完整的操作系統(tǒng)，

具有很強(qiáng)的語言表達(dá)能力和運(yùn)算能力，而且可移植性很好?？梢杂行У靥岣叱绦?/p>

員的工作效率，耗能小，使用起來簡單便捷。缺點(diǎn)是保護(hù)能力差，很容易讓芯片

損壞。

方案二：

STM32系列單片機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)；優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)算速度快，性能高效。缺點(diǎn)成本偏高，

不易上手，操作復(fù)雜。

綜上所訴，綜合各個(gè)方面下來選擇STC89C52單片機(jī)是最優(yōu)的選擇。所以選

擇方案一。

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2.2系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

圖2.1系統(tǒng)框圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品是由STC89C52RC單片機(jī)組成的系統(tǒng)和非接觸的IC卡組成的。整體

的硬件電路包含了STC89C52RC、LED燈顯示電路、按鍵電路、非接觸IC卡讀

卡器模塊電路等幾部分組成。

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)

STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速低功耗超強(qiáng)抗干擾的單片

機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，

512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810

復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。

STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物電路如下圖3.1所示。

圖3.1STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物圖

STC89C52RC單片機(jī)的核心主控電路主要由STC89C52RC單片機(jī)、晶體震蕩

電路、復(fù)位電路三部分組成。STC89C52RC主控核心電路設(shè)計(jì)如下圖3.2所示。

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圖3.2STC89C52RC主控核心電路

3.2按鍵電路設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品共設(shè)計(jì)了兩個(gè)按鍵。一個(gè)是寫入按鍵，一個(gè)是刪除按鍵，當(dāng)需要開啟

一扇門的時(shí)候，按下寫入按鍵即可導(dǎo)入開門信息，需要更改的時(shí)候按下刪除按鍵

即可刪除重新寫入。

圖3.3按鍵模塊

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3.3射頻控制模塊設(shè)計(jì)

RFID系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)如圖3.4所示，主要由兩部分組成：讀寫器和射頻卡。

讀寫器同射頻卡之間通過無線方式通訊，因此它們都有無線收發(fā)模塊及天線（或

感應(yīng)線圈）。射頻卡中有存儲(chǔ)器，內(nèi)存容量為幾個(gè)比特到幾十千比特?？梢源鎯?chǔ)

永久性數(shù)據(jù)和非永久性數(shù)據(jù)。永久性數(shù)據(jù)可以是射頻卡序列號(hào)，它是用來作為射

頻卡的唯一身份標(biāo)識(shí)，不能更改；非持久數(shù)據(jù)被寫入可重寫存儲(chǔ)器，如E2PROM，

用以存儲(chǔ)用戶的數(shù)據(jù)。射頻卡可以根據(jù)讀寫器發(fā)出的指令對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)讀

寫?？刂颇K完成接收、譯碼及執(zhí)行讀寫器的命令，控制讀寫數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)安

全等功能。射頻卡分無源卡和有源卡兩種，有源卡內(nèi)置天線和電池，而無源卡只

有內(nèi)置天線沒有電池，其能量由讀寫器提供，由于無源卡由于不需要電池其尺寸

較小且使用壽命長，應(yīng)用越來越廣泛。讀寫器內(nèi)的控制模塊往往具有很強(qiáng)的處理

功能，除了控制射頻卡的任務(wù)外，還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻卡的雙向認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密解

密、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、錯(cuò)誤報(bào)警以及與計(jì)算機(jī)的通信。

圖3.4射頻模塊電路

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3.4繼電器控制模塊

繼電器控制模塊電路如下圖3.5所示，電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、電樞、

接觸式簧片等組成。只要在線圈的兩端增加一定的電壓，一定的電流就會(huì)流過線

圈，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)。電樞在電磁力吸引的作用下，會(huì)克服回位彈簧的張力以

吸收到鐵芯，從而驅(qū)動(dòng)電樞的動(dòng)態(tài)接觸和靜態(tài)接觸（通常是開放接觸）。當(dāng)線圈

斷電時(shí)，電磁吸引也消失，電樞在彈簧的反作用力中回到原位置，使動(dòng)態(tài)接觸從

原靜態(tài)觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這種抽吸、釋放，以實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)的目的，切斷電路。

對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以區(qū)分：繼電器線圈不接通時(shí)的靜態(tài)觸點(diǎn)

斷開，稱為“常開觸點(diǎn)”；連接狀態(tài)下的靜態(tài)觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一

般設(shè)有兩股電路、低壓控制電路和高壓工作電路。

圖3.5繼電器控制模塊電路

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3.5整體電路圖設(shè)計(jì)

P1VCCU2LM1117

21VCCVCC

3

1.3

3

GndtIn

POWERu

O

135D2

3

S0LED

2

135

C6J3

246

+1

P12

R32

24610uf

2.2K3

4

C7P16

5

VCCP15

+6

P14

7

10ufP13

8

09876543210987654321

43333333333222222222S1RC522

P10

U1

0123456776543210

P

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00000000P22222222

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01234567P54321098P11

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01234567T01234567AA

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STTN

1111111133333333VCC

PPPPPPPPRPPPPPPPPXXG

R2D1

01234567890

123456789

11111111112KZR42.2KLED

0123456

Z

11111119012

PPPPPPPK1K

1212MHz

34Y1J2J1

52

2

KRRESET3

1

C2C341

3030fuzai

C1JDQ-DC5

R1

VCC+

10K

10uF

圖3.6整體電路

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4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

圖4.1主程序流程圖

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5產(chǎn)品裝配與調(diào)試

5.1產(chǎn)品裝配圖

本產(chǎn)品由STC89C52單片機(jī)、按鍵、讀卡模塊、開鎖控制模塊等組成。裝配

圖如下：

圖4.2

5.2產(chǎn)品調(diào)試

檢查所有旗艦是不是全部齊全，焊接在pcb電路板上；檢查是否能不能正常

運(yùn)行；把寫好的程序?qū)懭雴纹瑢懭雴纹瑱C(jī)內(nèi)。燒錄成功截屏如下：

圖4.3

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6產(chǎn)品使用說明

每個(gè)部分的硬件模塊合并成一個(gè)整體，軟件程序的各個(gè)部分合并成一個(gè)主程

序。通過整體調(diào)試，硬件部分用萬用表測試硬件各部分的連接。測試軟件部分的

主要方法是通過設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行等方法來測試程序的正確性。在確定硬件和

軟件沒有問題后，通過燒入將程序燒到單片機(jī)上。

1、將程序?qū)懭肟刂菩酒琒TC89C51，打開電源，點(diǎn)亮電源指示燈，并啟動(dòng)整

個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)RFID卡在讀卡器的讀取范圍內(nèi)時(shí)，如果RFID卡有效，則指示燈閃爍。

1)刪除按下之后閃爍紅燈

2)把卡放在讀卡區(qū)域，紅燈閃爍，表示寫入失敗或沒有寫入

3)按鍵寫入卡片中，放在讀卡區(qū)域，黃色燈閃爍表示寫入成功

本系統(tǒng)能在打開電源并運(yùn)行后，能自動(dòng)掃描附近的卡，當(dāng)有RFID卡進(jìn)入到

讀卡器的讀卡范圍內(nèi)時(shí)，則會(huì)自動(dòng)讀取卡序列號(hào)，并將卡序列號(hào)傳送給單片機(jī)，

單片機(jī)判斷卡的有效性。若該卡是有效卡，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行開鎖操作；若該卡是非法

卡，則不會(huì)開鎖。本系統(tǒng)能夠有效、方便、安全地控制鎖的開關(guān)，具有可靠性高、

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保密性強(qiáng)、方便快捷等特點(diǎn)。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。

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參考資料

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過程標(biāo)準(zhǔn)；

[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范

[7]李朝清.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

[8]石東海.單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精通[M]：西安電子科技大學(xué)出版社，2002.

[9]胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M]：清華大學(xué)出版社，1999.

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附錄

附錄1元器件清單

元件名稱數(shù)量

7*9萬用板1

5*7萬用板