王沁竹

【摘要】本设计是由STC89C52单片机、1602液晶显示器、松乐继电器和矩阵按键以及相关硬件电路等元件组成的住宅小区楼宇门禁系统，可以在其端子上链接各种锁芯，来完成保护居民财产安全的目的，并且它具有成本低廉、安全性高、便于操作等特点。本次设计完成的智能门禁系统，只要记住密码就可以快速打开门禁。用户只需通过矩阵按键进行密码输入的操作就能开门，并且此系统还拥有设置、修改开门密码、超次报警、密码错误提示等功能。

【关键词】STC89C52单片机;LCD1602;矩阵按键;报警电路

一、住宅小区楼字门禁总系统设计

本设计的智能门禁系统主要是由1602显示屏、STC89C52单片机、矩阵按键、蜂鸣器、松乐继电器等外部硬件和储存硬件组成。在实际中将负载松乐继电器改换成智能门禁用的电磁铁吸合式线圈就可以使用并实现相应的功能。STC89C52单片机能够智能记忆每次输入的密码，若是密码连续错误超出三次，系统中的核心单片机就会自动处理并发送信息至蜂鸣器，使其报警，从而达到安全信息处理的功能。其中的矩阵按键由数字和字母组成，使密码更加安全可靠。

二、硬件电路工作原理

电源输入电路中STC89C52产生的直流电供给电源输入电路。其中的复位电路是让89C52单片机系统中的功能各部件和CPU同时在一个设置好的初始状态，并且是从这个初始状态开始工作。而矩阵按键的接口电路是用来实现密码的输入和其他指令，其中的品振电路的一个重要作用是提供一个基准频率。当运行电路产生震荡电流的时候，它会及时发出时钟信号传递给单片机。开锁电路作用是当输入的密码正确时，单片机处理信号并发出打开门禁的信号，门禁电路就会驱动电路，使其打开电磁锁，达到打开门禁的目标。报警电路的作用就是当密码输入错误超过3次时，蜂鸣器发出声响报警，达到安全可靠的目的。

三、各主要单元的硬件电路设计

（一）门禁电路

因为本次设计主要突出的是芯片控制门禁系统单元，为了更好地体现出核心单片机控制其各个电路，使其更加直观地看到整个系统配合控制门禁的现象，使用了松乐继电器代替各类锁芯。因其原理和现象相同，门禁系统电路通电之后，电磁继电器的线圈两端就会出现一定的电压，如果线圈中有电流流过时，就会产生电磁效应，继电器中的铁块就会受到电产生的磁场的吸引，从而克服弹簧拉力接触铁芯，就会使常开触点闭合，就是这样达到了等同开关控制门禁的作用。

（二）矩阵按键的电路设计

因为本次设计应用到的按键数量比较多，门禁系统的密码等输入都是由按键完成的，而这种矩阵按键比传统独立式按键因节省许多I/O口，所以在按键多且参数功能复杂的设计系统中，矩阵按键是比较有优势的，因为它是由行线与列线组成的，有人也称为行列式键盘，而节省的I/O口就是因为每个按键位于行列的交叉点上。本次设计应用得是4*4矩阵式按键。

（三）LCD1602液晶显示电路的设计

LCD1602液晶显示器因其显示信息多，显示量大，能力强且设计简单美观，使用户能直观看到显示内容，并且LCD1602液晶显示器的制作安装时为了简化电路，使用的排线也是将排阻和总线进行了大量的简化的连接方式。当电路接通电源后，必须先按下启动键，LCD1602显示器才会进入工作状态，清楚地显示芯片反映的信息。而当长时间不使用液晶显示时，门禁系统便会自动使液晶显示器进入休眠状态，以用来保证使用年限和节约资源的目的。

当用户在开启状态按下0-9的数字键或者A-D和*、#键时，LCD1602液晶显示器就会显示出你输入的按键，用户输入的密码位数就是显示屏上“*”的个数，密码输入完成，点击确认之后，如果密码正确，液晶显示屏就会显示“open”，反之，液晶显示屏就会显示出“error”，用户可以通过液晶显示屏清晰地看到门禁系统的门禁是开启还是关闭。

（四）报警电路的设计

报警电路在装置通电之后没有任何声音，但是当有按键输出时都会发出声响。在使用门禁系统时，密码输入错误超过三次时，系统将会自动出现长鸣的报警声;密码输入正确时则无声响。这部分主要是由外部电路和陶瓷壓电发声装置组成，保证了装置的安全可靠。

本次门禁系统的设计是将电子门锁与液晶显示、蜂鸣器报警、矩阵按键的输入和继电器的开关功能和显示电路、报警电路、按键输入电路、密码储存及品振、复位和电源电路的相互结合编写总程序到主控单片机STC89C52内得到的一个实现了操作简单、运行稳定、安全可靠的楼宁门禁系统。

参考文献：

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