基于51单片机RFID射频门禁刷卡系统设计_基于51的rfid

**单片机设计介绍，基于51单片机RFID射频门禁刷卡系统设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于51单片机的RFID射频门禁刷卡系统设计概要如下：

一、系统概述

本系统基于51单片机和RFID（射频识别）技术，设计了一个门禁刷卡系统。该系统能够读取RFID卡片的信息，并根据预设的权限信息判断卡片持有者是否有权进入特定区域。系统具有操作简便、安全可靠、扩展性强等特点，适用于办公楼、小区、学校等需要门禁管理的场所。

二、系统组成

51单片机：作为系统的核心控制器，负责接收RFID读写器发送的数据、执行权限判断逻辑，并控制门禁的执行机构。
RFID读写器：用于读取RFID卡片上的信息，并将读取到的数据发送给单片机。
RFID卡片：作为身份识别的载体，卡片上存储有持卡人的身份信息和权限信息。
门禁执行机构：如电磁锁、电动门等，根据单片机的控制信号执行开门或关门操作。
显示模块：可选配，用于显示门禁系统的状态信息，如当前时间、卡片持有者信息等。
报警模块：可选配，当系统检测到非法卡片或异常操作时，触发报警提示。
三、系统功能

卡片读取：RFID读写器能够自动读取靠近的RFID卡片上的信息。
权限判断：单片机根据接收到的卡片信息和预设的权限数据库进行比对，判断卡片持有者是否有权进入特定区域。
门禁控制：根据权限判断结果，单片机控制门禁执行机构执行开门或关门操作。
记录和查询：系统可记录每次刷卡事件的信息，如卡片持有者、刷卡时间等，并支持查询历史记录。
报警提示：当系统检测到非法卡片或异常操作时，如卡片被篡改、多次无效刷卡等，触发报警提示。
四、系统设计

硬件设计：选择适合的51单片机型号，设计RFID读写器与单片机的接口电路，确保数据稳定传输。同时，根据实际需求选择门禁执行机构，并设计相应的控制电路。
软件设计：编写单片机控制程序，实现卡片读取、权限判断、门禁控制等功能。程序应具备良好的稳定性和可扩展性，便于后期维护和升级。
数据库设计：建立卡片信息和权限信息的数据库，实现数据的高效存储和查询。数据库应具有良好的安全性和可维护性。
交互设计：设计友好的用户界面，方便用户进行操作和查询。同时，提供多种交互方式，如按键输入、触摸屏等，满足不同用户的需求。
五、系统特点

安全可靠：采用RFID技术进行身份识别，具有较高的安全性和可靠性。同时，系统支持多种权限设置和报警提示功能，确保门禁管理的严密性。
操作简便：系统操作简便易用，用户只需将卡片靠近读写器即可完成身份验证和门禁操作。
扩展性强：系统采用模块化设计，便于后期扩展和升级。可根据实际需求增加新的功能模块或调整系统配置。
节能环保：系统采用低功耗设计，降低能源消耗。同时，采用环保材料制造，符合绿色环保要求。

二、功能设计

门禁系统采用STC89C52单片机作为控制核心，外围加蜂鸣器控制电路、开门指示灯电路、电控锁控制电路以及LCD液晶显示电路等。门禁系统主要由CPU、工作指示电路、振荡电路、蜂鸣器电路、门控锁电路、读卡模块、显示模块等组成。该门禁系统采用射频卡完成刷卡进门，按刷卡出门等功能。其工作原理为：当刷卡时，蜂鸣器响一下，如卡权限获得允许，显示模块显示卡号，同时继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。当按下出门按钮时，继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭，指示灯熄灭。当输入初始密码时，若输入正确，继电器动作将门锁打开，指示灯点亮，延时一段时间后继电器再次动作将门锁锁闭。此外，程序中还增加了射频卡权限判断的功能，当遇到合法卡时显示卡号，门锁打开，延时10s自动关闭，当遇到非法卡时不显示卡号门锁不开。本系统设计简单、性能优良，具有一定的实用性。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25