基于单片机射频IC卡酒店门禁设计与制作

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析................................................................................................................1

2设计方案遴选与设计....................................................................................................1

2.1单片机的选择.....................................................................................................1

2.2系统框图设计.....................................................................................................2

3产品硬件设计................................................................................................................2

3.1STC89C52RC单片机核心电路设计....................................................................2

3.2按键电路设计.....................................................................................................3

3.3射频控制模块设计.............................................................................................4

3.4继电器控制模块.................................................................................................5

3.5整体电路图设计.................................................................................................6

4产品软件设计................................................................................................................7

5产品装配与调试............................................................................................................8

5.1产品装配图.........................................................................................................8

5.2产品调试.............................................................................................................8

6产品使用说明................................................................................................................9

参考资料.........................................................................................................................11

附录.................................................................................................................................12

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基于单片机射频IC卡酒店门禁设计与制作

1产品功能分析

射频识别（RFID）技术是一项很有前途的技术。在中国旅游业快速发展的趋

势下，高端酒店成为酒店业最具竞争力的领域。射频识别结合了无线电、芯片、

计算机等多个领域的新技术，是无需人工干预的识别作业、智能化、自动化管理、

现代化技术的标志。然而，我国大多数饭店的信息系统大都处于低水平。需要实

现技术多元化自动化管理，以满足信息流量的增长和信息处理速度。

射频识别系统基于RFIDRC529（无线射频识别）射频识别系统，由单片机

STC89C52、射频识别模块、LED模块、按键模块、门禁控制模块灯组成，对系

统进行射频识别。系统的工作原理是：当无线电卡靠近时，无线电模块接收信息；

单片机控制打开黄色锁。同时，在按键模块中按键，卡号被记录并存储在单个贴

片内部。保存后不会断电。同时，红色解锁指示灯闪烁，表示已解锁。当卡出去

时，锁会自动关闭；再次访问无线网卡后，按下按钮模块上的擦除按钮，储存在

微控制器上的网卡将被移除

2设计方案遴选与设计

2.1单片机的选择

方案一：

52系列单片机的优缺点；STC89C52单片机响应快，拥有完整的操作系统，

具有很强的语言表达能力和运算能力，而且可移植性很好。可以有效地提高程序

员的工作效率，耗能小，使用起来简单便捷。缺点是保护能力差，很容易让芯片

损坏。

方案二：

STM32系列单片机优缺点；优点是运算速度快，性能高效。缺点成本偏高，

不易上手，操作复杂。

综上所诉，综合各个方面下来选择STC89C52单片机是最优的选择。所以选

择方案一。

1

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2.2系统框图设计

图2.1系统框图

3产品硬件设计

本产品是由STC89C52RC单片机组成的系统和非接触的IC卡组成的。整体

的硬件电路包含了STC89C52RC、LED灯显示电路、按键电路、非接触IC卡读

卡器模块电路等几部分组成。

3.1STC89C52RC单片机核心电路设计

STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速低功耗超强抗干扰的单片

机，指令代码完全兼容传统8051单片机。具有以下标准功能：8k字节Flash，

512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810

复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。

STC89C52RC单片机实物电路如下图3.1所示。

图3.1STC89C52RC单片机实物图

STC89C52RC单片机的核心主控电路主要由STC89C52RC单片机、晶体震荡

电路、复位电路三部分组成。STC89C52RC主控核心电路设计如下图3.2所示。

2

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图3.2STC89C52RC主控核心电路

3.2按键电路设计

本产品共设计了两个按键。一个是写入按键，一个是删除按键，当需要开启

一扇门的时候，按下写入按键即可导入开门信息，需要更改的时候按下删除按键

即可删除重新写入。

图3.3按键模块

3

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3.3射频控制模块设计

RFID系统的电路设计如图3.4所示，主要由两部分组成：读写器和射频卡。

读写器同射频卡之间通过无线方式通讯，因此它们都有无线收发模块及天线（或

感应线圈）。射频卡中有存储器，内存容量为几个比特到几十千比特。可以存储

永久性数据和非永久性数据。永久性数据可以是射频卡序列号，它是用来作为射

频卡的唯一身份标识，不能更改；非持久数据被写入可重写存储器，如E2PROM，

用以存储用户的数据。射频卡可以根据读写器发出的指令对这些数据进行实时读

写。控制模块完成接收、译码及执行读写器的命令，控制读写数据，负责数据安

全等功能。射频卡分无源卡和有源卡两种，有源卡内置天线和电池，而无源卡只

有内置天线没有电池，其能量由读写器提供，由于无源卡由于不需要电池其尺寸

较小且使用寿命长，应用越来越广泛。读写器内的控制模块往往具有很强的处理

功能，除了控制射频卡的任务外，还需要实现对射频卡的双向认证、数据加密解

密、数据纠错、错误报警以及与计算机的通信。

图3.4射频模块电路

4

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3.4继电器控制模块

继电器控制模块电路如下图3.5所示，电磁继电器一般由铁芯、线圈、电枢、

接触式簧片等组成。只要在线圈的两端增加一定的电压，一定的电流就会流过线

圈，从而产生电磁效应。电枢在电磁力吸引的作用下，会克服回位弹簧的张力以

吸收到铁芯，从而驱动电枢的动态接触和静态接触（通常是开放接触）。当线圈

断电时，电磁吸引也消失，电枢在弹簧的反作用力中回到原位置，使动态接触从

原静态触点（常闭触点）释放。这种抽吸、释放，以实现传导的目的，切断电路。

对于继电器的“常开、常闭”触点，可以区分：继电器线圈不接通时的静态触点

断开，称为“常开触点”；连接状态下的静态触点称为“常闭触点”。继电器一

般设有两股电路、低压控制电路和高压工作电路。

图3.5继电器控制模块电路

5

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3.5整体电路图设计

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

G

C........N........

00000000P22222222

E

CO89C51/C52S2

PPPPPPPPPPPPPPPP

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S

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V/R

01234567P54321098P11

P

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D

01234567T01234567AA

................

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

图3.6整体电路

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4产品软件设计

图4.1主程序流程图

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5产品装配与调试

5.1产品装配图

本产品由STC89C52单片机、按键、读卡模块、开锁控制模块等组成。装配

图如下：

图4.2

5.2产品调试

检查所有旗舰是不是全部齐全，焊接在pcb电路板上；检查是否能不能正常

运行；把写好的程序写入单片写入单片机内。烧录成功截屏如下：

图4.3

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6产品使用说明

每个部分的硬件模块合并成一个整体，软件程序的各个部分合并成一个主程

序。通过整体调试，硬件部分用万用表测试硬件各部分的连接。测试软件部分的

主要方法是通过设置断点、单步执行等方法来测试程序的正确性。在确定硬件和

软件没有问题后，通过烧入将程序烧到单片机上。

1、将程序写入控制芯片STC89C51，打开电源，点亮电源指示灯，并启动整

个系统。当RFID卡在读卡器的读取范围内时，如果RFID卡有效，则指示灯闪烁。

1)删除按下之后闪烁红灯

2)把卡放在读卡区域，红灯闪烁，表示写入失败或没有写入

3)按键写入卡片中，放在读卡区域，黄色灯闪烁表示写入成功

本系统能在打开电源并运行后，能自动扫描附近的卡，当有RFID卡进入到

读卡器的读卡范围内时，则会自动读取卡序列号，并将卡序列号传送给单片机，

单片机判断卡的有效性。若该卡是有效卡，系统会执行开锁操作；若该卡是非法

卡，则不会开锁。本系统能够有效、方便、安全地控制锁的开关，具有可靠性高、

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保密性强、方便快捷等特点。适用各种机要部门，如银行、宾馆、机房、军械库、

机要室、办公间、智能化小区、工厂等。

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参考资料

[1]J-STD-001E电气与电子组件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E电子组件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21电子组件和电路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技术软件工程术语

[5]GB/T8566-2007信息技术软件生存周期过程标准；

[6]GB/T8567-2006计算机软件文档编制规范

[7]李朝清.单片机原理及接口技术[M]：北京航空航天大学出版社，2005.

[8]石东海.单片机数据通信技术从入门到精通[M]：西安电子科技大学出版社，2002.

[9]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M]：清华大学出版社，1999.

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附录

附录1元器件清单

元件名称数量

7*9万用板1

5*7万用板