浅谈一种门禁控制器设计方法

智能安防系统的应用是现代化社区的发展趋势，随着安防需求的增加，传统的防盗门已经不能满足现在的需求，智能门禁系统应运而生。门禁系统集自动识别技术和现代管理技术于一体，在工厂、企业、小区等广泛的应用。为满足不同的需求，企业设计了各种型号的门禁控制器，本文介绍一种门禁控制器设计方法。 1 、本文介绍的门禁控制器具有以下基本功能：

(1) 可通过磁卡阅读器 ( 也可以是任何具有 RS232 接口的条码阅读器或 Ic 卡*** ) 读取磁卡第二、第三磁道前 18 位信息，当磁卡信息与控制器准人密码符合时，自动开启门控系统。

(2) 可自动存储最后 900 条开锁记录，记录内容为开锁时间和表示进入者身份的 l8 位磁卡信息。

(3) 对每天 24 小时以 1O 分钟为单位，可任意将门禁状态划分为“常开”、“常关”和 自动”三个时区。

(4) 可任意修改 100 条长度为 18 位的准人密码，并可设置三条主人密码 ( 允许持主人卡者开锁不受时区限制 ) 。准人密码由 0 ～ 9 十个数字和通兑符“ * ”组成。

(5) 允许以秒为单位对开锁时间、关门到位延时时间、开门超时时间、门故障报警时间实现编程控制 ( 控制范围 1 ～ 99 秒 ) 。

(6) 能通过标准 RS232 接口，接受 PC 机或专用编程器对控制器进行编程控制和管理信息提取。并可由 PC 机对多个控制器组成的网络型门禁控制进行系统管理。

2 控制器硬件设计

　　门禁控制器硬件结构框图如图l 所示。由单片机、门锁驱动、门状态接口、读卡器接口、编程器接口、 RS232 扩展、密码存储、开锁记录、地址译码等单元电路组成。门禁控制器电路原理如图 2 所示。

　　门禁控制器主要有“读卡”和“编程”两个基本工作模式，当模式选择开关 K2 断开时控制器为读卡工作模式，读卡模式下可编程门禁控制器与相应的卡阅读器 ( 磁条阅读器或条码阅读器 ) 和电动门锁配合，可实现门禁控制管理。当模式选择开关 K2 闭合时控制器工作在编程模式下，此时控制器能接受 PC 机或专用编程器对其进行编程控制和管理信息提取。单元电路基本工作原理如下：

　　单片机选用低功耗的CMOS 器件 AT89C51 ，它具有 4K 字节 ROM 、 128 字节 RAM 、 32 条 I/O 接口 (P0 、 Pl 、 P2 、 P3) 、 2 个 16 位定时 / 汁数器、一个全双工串行接口、一个包含 5 个中断源的两级中断系统以及片内振荡器和时钟电路。

　　密码存储、开锁记录、地址译码部分，采用两片可读写EzPROM 存储器 28C64 和一片数据锁存器 573 在读 / 写线和地址译码电路控制下，通过数据口 P0 和扩展的地址口 P0 、 P2 使控制器具有可任意编写 100 条长度 l8 位的许人密码，可自动存储最后 900 条长度 22 位的开锁记录的功能。密码区起始地址为 #2000H ，开锁信息记录区起始地址为 #2800H 。

RS232 扩展、读卡器接口和编程器接口组成控制器的串行口驱动电路，由于 AT89C51 只有一个串行接口，但门禁控制器要求与两个设备实现通讯，即在读卡模式下控制器应与磁条阅读器通讯，而在编程模式下控制器应与 PC 机或专用编程器通讯。为此，电路采用模式选择开关 K2 、 RS232 传输驱动芯片 ICL232 和多路电子开关 CD4066 组成串行口扩展电路 . 模式选择开关 K2 决定 P3 、 2 口的电平。以软件查询 P3.2 口 (P3.2=1 为读卡模式 P3.2=0 为编程模式 ) 的方式，并通过控制 P3.3 口选通与读卡器或编程器进行数据通讯。且设置 AT89C51 串行口在读卡模式时为低级中断方式，串行口工作方式 1 。波特率由定时计数器 T1 工作方式 2 和晶振频率决定，取 T1 为八位自动装入常数 #00E6H 晶振 6MI-IZ 时，串口波特率为 1200bit/s 。每当发生读卡操作，程序即转去执行读卡中断程序。

　　门锁驱动和门状态接口组成门禁控制器基本接口电路，门禁控制器有J1-J18共l8个对外接121。其中，J1、J2为DC12V输入电源接121。J17、J18为D v输出电源接口。J3、J4、J5为门锁控制继电器输出接121，由P1.0输出低电平有效控制门锁开启。J6允许进入、J7出门有效、J8门故障报警是三个TrL电平输出接口，高电平有效.分别由P1.1、P1.2、P1.3低有效控制。J9门锁到位信号、J10出门开关是两个光隔输入接口，可输入DCSV~12V开关信号，并分别使P1.5、P1.6低有效。Jll开门辅助输出接口，TrL信号低有效，由P1.7输出低电平有效门控制。J12、J13为剧卡器RS232接口。J14、J15为PC机或专用编程器RS232接口。J16为信号公用地线。