基于单片机的车用数字仪表设计与实现

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1、第一章系统方案设计第一节整体设计思路利用射频卡代替传统的钥匙，给每个有权进入的人发一张射频卡，通过卡中的信息进行身份认证。读卡器与单片机实时相连，对ID号码进行采集，对信息进行处理判断，然后上传给PC机实施信息判断记录，开门记录及控制开关门的相关操作、语音提示操作。同时应该考虑到人们没有带卡的情况，系统应配有认证密码输入装置，通过单片机或PC机对个人密码进行核实从而进行开门与否的操作。PC机应具有错误计次输入锁死判断，并把判断信息实时传给显示装置，防止陌生人进行穷举攻击。单片机PC机显示装置射频卡电路图1-1第20页第一节方案选择与确定方案一：双控制器射频卡门禁整个系统采用两个单片机的双核结

2、构，读卡器模块完成对ID卡的数据采集，并将数据传给第一块单片机进行处理，第一块单片机将数据译码后，传给译码器电路，同时译码器电路也接收键盘的数据输入，缓冲后送给第二片单片机。第二块单片机将数据传给PC机，PC机将ID号和数据库中已存入的ID号进行比较，判断正确与否后将消息送给第二块单片机，单片机控制下围电路的液晶显示相关信息，同时控制蜂鸣器发出定义好的声音提示正确，同时单片机通过DS1302及相关时钟电路利用液晶实时显示时间。4×4键盘AT89S52（1）AT89S52（1）蜂鸣器74HC244电路1602液晶RD智能卡读卡装置读卡器DS1302日历芯片PC机图1-2第20页方案二：采用双串

3、口单片机设计由于单片机作为控制器在与读卡器模块连接的同时还要与电脑进行实时通信，所以需要两个串口，所以整个系统可以采用一个含有两个串口的单片机WNBOND（华邦）的W77E58。该单片机在同时接收读卡器ID号码的同时，还要将数据送入PC机进行处理，PC机进行判断认证后反馈回操作信息，同时进行显示和声音提示。另外单片机控制时钟显示电路进行实时时钟显示。4×4键盘W77E58（1）DS1302日历芯片RD智能卡读卡装置蜂鸣器1602液晶PC机图1-3方案三：双核系统+语音提示考虑到Ｗ７７Ｅ５８单片机在市场上很难买到，另外考虑到系统要具有语音提示功能以方便特殊人群的使用，以及利用ＰＣ机处理数据的延

4、时性，所以系统利用两个单片机进行处理。同时与EEPROM中的数据进行比较判断，将正确或错误的消息传给ＰＣ机，ＰＣ机接收到相关信息，进行适当的操作。单片机接收到ＰＣ机的反馈信息后，第20页对信息进行处理，控制语音芯片进行输出，控制液晶芯片进行实时显示。4×4键盘74HC244电路AT89S52（1）AT89S52（1）　继　电　器液晶　液晶显示液晶　语音芯片蜂鸣器RD智能卡读卡装置DS1302日历芯片PC机图1-4系统方案的确定：综合前面三种方案的分析，我们的系统已经能过完成了初步的设想的功能。可以进行射频卡的认证识别，以及辅助的键盘密码输入，同时可以进行实时的时间显示、操作显示，真人语音提示

5、的功能，方便了用户。这样不仅起到了门禁的功能，还添加了与人的交互。但是为了精益求精，和实用性的考虑，我们在最终的系统中添加了实时防盗装置，LED警报显示，同时丰富了ＰＣ机的处理功能：不仅可以实时显示人员进入的方式，还添加了自动错误计次锁死程序，使利用键盘输入的人员最多只能输错三次，这样就有效的防止了陌生人员利用穷举攻击的方法非法打开门，有效地实现了防盗功能。第20页第二章系统的总体设计第一节系统总的硬件框图AT89S52读卡器AT89S52PROMCPLD键盘PROM1602液晶继电器PC语音芯片LED防盗装置图2-1第20页第二节技术关键及创新点　　　1.技术关键　　　　　a.利用单片机控

6、制读卡器读取ID号码并进行比较核实。　　　　　b.利用单片机同时控制液晶显示、键盘输入、防盗控制、　密码核实、语音控制以及串行收发　　　　　　　的相关操作。　　　　　c.PC机进行实时的信息处理及存储分析。　　　　　　　2.创新点　　　　　a.将智能卡与单片机、PC机有效的组织起来，构成廉价、实用、方便的门禁系统。　　　　　b.PC机通过串口直接向单片机发送时间信号，实时、方便、廉价。　　　　　　　　　　　　第20页第三章　系　统　硬　件　模　块　设　计第一节系统各模块的设计1.射频卡模块读卡器模块主要有两部分组成：高频发生、接收模块和天线线圈。读卡器通过天线向射频卡发送一组固定　频率的电磁

7、波，卡内有一个ＬＣ串联谐振电路，其频率与读卡器发生的频率相同，在电磁波的激励下，谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在电容的另一端接有一个单项的电子泵，并将电容内的电荷送入另一个电容内存储，当所积累的电荷达到２Ｖ时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将接收到的射频卡中的数据发出，从而实现了数据的采集。每张射频卡中有唯一的３２位序列号，其频率为13.56MHz。读卡器模块电路如图3-1所示