3 硬件设计方案
3.1 最小系统设计
智能门禁系统采用的是STC89C52 微控制器作为控制核心，这款单片机是由STC公司研发的，是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。内部含有8K字节的Flash，512字节的RAM， 32 位的I/O口线，看门狗定时器，4KB EEPROM和MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。可以看出89C52单片机功能还是很强大的，完成此次课题设计也是措措有余。根据这款单片机的特点，然后结合本次课题设计的要求，控制核心需要实现下面的几个功能：
（1） 接收读卡模块发送过来的数据，并进行处理。 （2） 控制电机转动和蜂鸣器。 （3） 控制1602LCD输出显示。 （4） 处理键盘反馈的数据。 89C52 单片机引脚，如图3-1：
图3-1 89C52引脚图
在89C52单片机的基础上，STC89C52微控制器作为系统的核心，在外围增加按键电路、蜂鸣器电路、开锁指示灯电路、电机驱动电路以及1602LCD显示电路等。
8
构成了智能门禁系统的控制电路。
如图3-2，P0.0到P0.7连接上拉排阻，同时接1602数据总线，1脚接VCC，加上拉电阻增加电流。9管脚接复位电路；X1和X2接晶振电路。P22管脚接蜂鸣器电路；与P31和P32连接的分别为取消和存储按钮；P13、14、15、16连接RC522读卡模组；P23管脚接电机驱动模组。
图3-2 智能门禁最小系统原理图
3.2 各单元电路原理
3.2.1 蜂鸣器电路
9
图3-3 蜂鸣器原理图
蜂鸣器原理图，如上图3-3所示：
单片机通过P2.2来控制蜂鸣器的工作与关闭，通过三极管放大电流使蜂鸣器发出响声。
当P2.2=1时，PNP三极管关闭，蜂鸣器停止工作。 当P2.2=0时，PNP三级管导通，蜂鸣器开始工作。 从而单片机只需要P2.2输出0或者1开关控制蜂鸣器即可。 功能说明：
（1） 刷卡时，蜂鸣器响起，二极管被点亮说明此卡为有效卡。 （2） 刷卡时，蜂鸣器没有响应，二极管也没反应，说明此卡为无效卡。 （3） 没有卡时，蜂鸣器没有响应，二极管也不会点亮。 3.2.2 显示模块
课题的显示部分选择采用1602LCD液晶显示，该方案具有低压、功耗低，平板型结构、所能显示的信息比较多、没有电磁辐射、而且使用寿命长等优点。
1602液晶也叫1602工业字符型液晶，是一种能够显示字母、数字和符号等的点阵型液晶模块。它的构成是由多个5*7或者是5*11的点阵字符位，其中每一个字符位都可以显示一个字符，同时字符位之间都有一个点距的距离，每行之间也有一个点距的距离，因此起到了字符与字符和行与行之间的间隔作用。1602LCD可以显示两行，每一行有16个工业字符液晶模块，总共能显示32个字符和数字。这些字符包括常见的阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号等，每一个字符对都应着一个唯一的编号，也就是一个特定的代码。举个例子：为了显示阿拉伯数字“1”，
10
而“1”对应的代码是00110001B（31H），显示时模块调用地址31H中存储的点阵字符图形并将其显示在液晶屏上，于是我们就能看到阿拉伯数字“1”。市面很多的字符型液晶都是在HD44780液晶芯片基础开发来的，由于它们的工作原理相同，因此只要是能在HD44780液晶芯片上运行的程序，都可以应用在其它的字符型液晶上。
此次课题设计之所以使用1602LCD,是因为设计要求显示的内容不多，只需显示提示刷卡和刷卡时的卡号。用1602LCD显示能够达到预期的效果，而且价格相对便宜。系统初始化时，显示器第一行显示：“PUSH YOUR CARD!”，表示请你刷卡；第二行显示：“CARD NUM:2”，表示当前系统刷过并且被记录下来的有的卡的张数。当有卡刷入时，第一行显示射频卡类型，第二行显示卡号。
1602显示电路原理图，如图3-4所示：
图3-4 1602显示电路原理图
3.2.3 控制电路
为了给此次课题设计加入更人性化的功能，特加入了可以更改射频卡权限的功能，当射频卡靠近读卡模组，若是新卡（即无权限卡）时，电机是不会转动的，如果要赋予这张卡的权限（即当这张卡靠近读卡器时电机能转动门打开），只要按一下Store存储按键，即可将这张新卡存储下来。当下次这张卡再次靠近时，就能显示卡号把门打开。同理，要想收回旧卡的权限，让旧卡刷卡时不能让门打开，只要在靠近读卡器的时候按一下Cancle取消按钮即可收回权限。图3-5为按键原理图。
11
