三棍闸门控制系统

实习报告

课题：三棍闸门控制系统

班级：机械0802

姓名：徐杰

学号：200840148

导师：王媛

时间：2011年11月

目录

一. 门禁系统的背景和发展趋势 (2)

二. 硬件设计 (3)

三. 程序设计和调试 (8)

四. 心得体会 (9)

五. 参考文献 (10)

三棍闸门禁系统实习报告

一．门禁系统的背景和发展趋势：

门禁系统又称为出入口控制系统，其主要目的之一是保证重要区域内设备、资料和人员进出的安全，对进入这些重要区域的人员实行各种方式的门禁管理，以便控制人员的进出。

设置门禁系统后，当人员要进入自己的办公室或重要区域时，必须先在门

旁的识别器上出示相应的开门工具，如：感应卡、IC卡、磁卡、条码卡、指纹、瞳孔等（这取决于使用哪种门禁系统），门才能被打开。每道门旁的识别器均

通过系统控制器受到监控终端的控制。每一种开门工具根据第统设置，只能在

规定的范围内（如：规定的时间、区域等）打开规定的门、采用门禁系统防止

了钥匙管理的混乱现象，人员不能随便复制，如有丢失或工作调动，只需在控

制终端上撤销该开门工具的授权即可。

随着IT技术的不断发展，门禁技术正以惊人的速度从传统的键盘、磁卡式感应卡，智能卡及多功能卡的方向发展。现在有越来越多的先进技术应用到了

门禁系统：条形码、图形ID、磁条形码、韦根式、感应式、智能生物辨识等。

其中感应式门禁和生物辨别门禁将成为门禁发展的两大趋势。

三棍闸门禁系统被广泛应用于地铁站，火车站，图书管等场所，实现了

管理的自动化。

二．硬件设计

我们采用芯片AT89C51,其控制原理如图2-1

图2-1控制原理图

现在我们对每一个部分做一些介绍：

1.AT89C51

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能

CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编

程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦

除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工

业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪

烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，

AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提

供了一种灵活性高且价廉的方案。

我们用的是AT89C51的中断系统，AT89C51的中断系统共有5个中断请求源，它们是：

1.1.INTO一一外部中断请求0，中断请求信号由INT0引脚输入，中

断请求标志为IE0。

1.2.INT1 一一外部中断请求1，中断请求信号由INT1引脚输入，中

断请求标志为IE1。

1.3. 定时器/计数器T0计数溢出中断请求，中断请求标志为TF0。

1.4. 定时器/计数器T1计数溢出中断请求，中断请求标志为TF1。

1.5.串行口中断请求，中断请求标志为发送中断TI或接收中断RI。

2.刷卡部分

这次实习我们采用的是感应卡式技术,采最极为巧妙的韦根技术。

韦根协议简介 Wiegand（韦根）协议是由摩托罗拉公司制定的一种通讯

协议，它适用于涉及门禁控制系统的读卡器和卡片的许多特性，其协议

并没有定义通讯的波特率、也没有定义数据长度韦根格式主要定义是数

据传输方式：Data0和Data1两根数据线分别传输0和1，现在应用最多

的是26bit，34bit，36bit，44bit等等，其中标准26-bit 格式是一个

开放式的格式，任何人都可以购买某一特定格式的HID卡，并且这些特

定格式的种类是公开可选的，26-Bit格式就是一个广泛使用的工业标准，并且对所有HID的用户开放，现在几乎所有的门禁控制系统都接受26-

Bit格式的标准。

2.1.传感器原理介绍

韦根传感器是由一根双稳态磁敏感功能合金丝和缠绕其外的感应线圈组成的。其工作原理是：在交变磁场中，当平行于敏感丝的某极性

（例如n极）磁场达到触发磁感应强度时，敏感丝中的磁畴受到激励会

发生运动，磁化方向瞬间转向同一方向，同时在敏感丝周围空间磁场也

发生瞬间变化，由此在感应线圈中感生出一个电脉冲。此后若该磁场减

弱，敏感丝磁化方向将保持稳定不变，感应线圈也无电脉冲输出，但当

相反极性（s极）磁场增强触发磁感应强度时，敏感丝磁化方向又瞬间

发生翻转，并在感应线圈中感生出一个方向相反的电脉冲。如此反复，

韦根传感器便将交变磁场的磁信号转换成交变电信号。

2.2数据输出的基本概念

韦根协议又称韦根码，韦根码在数据的传输中只需两条数据线，一条为

DATA0，另一条为DATA1。协议规定，两条数据线在无数据时均为高电

平，如果DATA0为低电平代表数据0，DATA1为低电平代表数据1（低

电平信号低于1V，高电平信号大于4V），数据信号波形如图2-2所示。

图2-2数据信号波形图

图2-2中脉冲宽度在20µs到200µs之间，两个脉冲间的时间间隔在

200µs到20ms之间。

2.3韦根6位输出格式

标准韦根输出是由26位二进制数组成，每一位的含义如下：

E XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX O二进制

第1位为2-13位的偶校验位第2-9位对应与电子卡HID码的低8位第10-25位对应电子卡的PID号码

第26位为14-25位的奇校验位

以上数据从左至右顺序发送，高位在前。如果电卡的地区码位2个字

符，即8位则可用那设置255个地区码（（15×16）+15=255）；电子

卡的卡号位4个字符，即16位则可设置65536个卡号（（15×16×16

×16）+（15×16×16）+（15×16）+15=65，535）。

2.4韦根接口定义

Wiegand接口界面由三条导线组成：

DATA0：暂定，兰色，P2.5（通常为绿色）。

DATA1：暂定，白色，P2.6（通常为白色）。

GND：（通常为黑色），暂定信号地。

当安装读卡器时，在读卡器和门禁控制面板的连接点（终端）上都能

够看到这三个名称。目前所有的标准型读卡器都提供可选择的

Wiegand接口，这三条线负责传送Wiegand数据，也被称为Wiegand

信号。

2.5 ID卡的工作原理：

系统由卡、读卡器和后台控制器组成，工作过程如下：