基于IC卡的楼宇门禁系统设计

作为输出口用时，每位能够以吸收电流的方式驱动8TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。，P0口接收的指令为字节指令；但在程序校验过程中，输出指令字节，需要外接上拉电阻。读卡模块具有接收和发射的功能。接收时，读卡器模块把从空间获取的电磁波转换成高频电流送入接收机装置；发射时，读卡器模块把发射机的高频电流转化为可在空间直接传播的电磁波。对于设计应用于射频识别系统中的小功率、短距离无线收发设备，天线的设计无疑是其中的重要组成部分。良好的天线系统可以使通信距离达到最佳状态。在低功率、短距离的RFID系统中，通信性能可靠、价格优惠的天线系统无疑成为设计者的首选，PCB环型天线就是其中比较常用的一种．本次门禁系统主要用的是由NXP公司的RC500射频芯片为读卡器中使用的天线所设计。因为该芯片要求天线的阻抗为70Q，工作频率为l3．56MHz。读卡模块内部的发射器不需要增加有源控制电路就能够直接驱动近距离的天线（探测距离可达100mm），方便的并行接口方式，可直接连接到任何8位微处理器芯片，这一特性无疑给读卡器/终端的设计提供了极大的方便性与灵活性。电感藕合式射频识别系统的读卡器天线用于产生一定范围内的磁通量，读卡器天线产生的磁通量主要用于向非接触式IC卡提供工作所需的电源并在读卡器和非接触式IC卡之间传递信息。因此，对读卡器天线的结构有三个最基本的要求：（1）天线线圈产生的电流要最大化，用于产生最大的磁通量；（2）功率要相互匹配，以最大程度地利用产生磁通量的可用能量；（3）要有足够宽的通带带宽，以无失真地的形式传送及利用数据调制的载波信号。品质因数Q和谐振频率也是电感藕合式射频识别系统读卡器天线的主要特征值，由于品质因数Q会影响天线读写距离，所以品质因数Q也是天线设计中的一个重要参数，它可以通过电感线圈的电抗与电阻的比值计算出来：QUOTE较高的品质因数，会增加读卡器的天线电压，与此同时也会增加应答器（IC卡）的能量传输。与之相反是，天线的传输带宽与品质因数Q值成反比关系。如果选择的品质因数Q过高，会导致频带宽度减小，因此会明显地消弱非接触式IC卡接收到的调制载波边带。由于飞利浦公司的Mifare卡属于无源非接触式IC卡，其工作所需的能量主要是通过读卡器天线产生的磁通量感应而来，并且由于受到IC卡形状的限制与制约，IC卡中不可能封装太大尺寸的天线，故使得IC卡接收的能量偏小，所以读卡器天线的读写距离较短，一般感应范围在100mm以内。工作指示灯电路如图4-2-1所示，9013三极管的基极与P1.5口相连，工作指示电路的组成：三极管（9013型）、LED（发光二极管）、限流电阻。指示灯工作原理：（1）当P1.5口输出高电平时，三极管导通，集电极为低电平，发光二极管发光。（2）当P1.5口输出低电平时，三极管截止，发光二极管不亮。门控电子锁电路如图4-3-1所示，以9014型三极管的基极作为门控电路信号的输入端与P1.3端口相连，门控锁电路由继电器（12V电压供电）、限流二极管、偏置电阻以及2个三级管复合成的驱动电路构成。门锁电路的工作原理：（1）当P1.3口输出高电平时三极管（9014型）导通，8050型三极管截止，此时继电器的控制线圈为开路状态，继电器将不动作。门锁接继电器的常闭端，门锁闭合时，门处于关闭的状态。（2）当P1.3口输出为低电平时复合管中的9014型三极管截止，8050型三极管导通，继电器的控制线圈将会及时闭合，继电器会动作。继电器常闭端断开后，门锁打开，门处于打开状态。电源稳压电路主要是为单片机系统、周围辅助电路和电磁锁的线圈提供稳定的12V和5V电源，为了满足消防安全的要求，防止断电后电磁锁不能开启，该门禁系统电路中还增加了蓄电池断电自动投入设备。电源由220V市电经过24V的变压器、整流滤波电路和、MC78L12CG和MC78L05CG芯片可以产生供单片机电路的+5V和电磁锁的+12V电源，断电后将通过12V蓄电池BT向门禁系统供电。原理如图4-3-1所示，图中的直流继电器是用来实现市电停电时和备用蓄电池自动切换，系统正常工作时将使用市电电源供电，在市电电源异常时则会立即启用备用蓄电池电源，其中发光二极管D1为市电通电正常指示灯，D2为正常工作指示灯。图2.24-.1a供电电源电路原理框图报警电路如图4-4-1所示，以9013型三级管的基极作为蜂鸣器控制信号的输入端与P1.2口相连，主要由蜂鸣器、9013与9014两个三极管及R2偏置电阻组成。报警工作原理：（1）当P1.2端口输出高电平时，9013型三极管导通，9014型三极管截止，蜂鸣器报警回路开路，蜂鸣器不响。（2）当P1.2端口输出低电平时，9013型三极管截止，9014型三极管导通，蜂鸣器回路闭合，蜂鸣器发出响声。 显示模块有两种方式实现：一种是采用LCD液晶显示，该方案具有低压、低功耗、平板型的结构、显示信息量多、无辐射、经久耐用等优良特性；第二种是采用LED数码管显示，该方案具有操作实现容易、发光