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嘉兴seo报价,网站优化流程,wordpress禁止谷歌,wordpress数据库密码修改2、系统总体设计 2.1硬件的总体设计 为了使门禁系统智能化#xff0c;需要一个主控芯片对整个门禁系统进行管理控制。接着还需要对应的模块完成包括数字密码验证和IC卡识别验证的功能。当出现非法闯入、验证失败等情况时还需要对操作人员进行警告。最后需要一个人机交互界面方…2、系统总体设计2.1硬件的总体设计为了使门禁系统智能化需要一个主控芯片对整个门禁系统进行管理控制。接着还需要对应的模块完成包括数字密码验证和IC卡识别验证的功能。当出现非法闯入、验证失败等情况时还需要对操作人员进行警告。最后需要一个人机交互界面方便管理人员对门禁系统进行管理控制。硬件总体设计框图如图2.1所示。本设计采用STM32F103为主控芯片控制其他模块对信息进行处理运算。STM32相比于51单片机性能更快引出的GPIO口更多功能更加丰富相比起其他高性能的嵌入式设备具有功耗低成本低的特点更加适用于低成本的智能化门禁系统。MRC522射频识别模块与主控芯片STM32F103通过SPI接口连接MRC522接收主控芯片发送的命令进行相应的操作并将内部发送数据给主控芯片。同时与搜索的IC卡进行通信识别IC卡的信息。MRC522采用的是NFC原理与IC卡通信有三轮认证机制通信过程安全快速同时拥有防冲突机制可以在多张卡的情况下选择卡片进行识别。同时IC卡相比对ID卡有密码验证方式不容易被复制更加的安全。触摸屏通过8080接口与STM32F103连接触摸屏包含液晶显示屏和电阻屏。液晶显示屏内带有控制芯片和显存主控芯片只要向显存写入数据就可以在液晶显示屏上显示内容使用起来方便电阻屏也自带有控制芯片处理触摸数据可以降低对主控芯片性能的需求。管理人员可以通过按压电阻屏进行操作并看到液晶显示屏的显示信息方便管理人员对门禁系统进行管理。触摸屏还可以用于数字密码验证解决用户忘记携带IC卡的情况同时数字密码可以作为管理人员的验证方式。为了更好地反馈操作结果提供错误警告使用RGB等和蜂鸣器作为报警系统。图2.1 硬件总体框图3.系统的硬件设计3.1 STM32芯片本次采用STM32F103VET6芯片作为主控芯片该芯片对外有100个引出的GPIO接口方便和其他模块进行连接从而控制其他模块实现更多的功能。还有512K FLASH闪存64KRAM充足的内存可以让芯片装载的程序更大存储的数据更多。芯片的实物图如图3.1所示。图3.1 STM32F103VET6实物图STM32F103内部已经经过了封装由内核和片上外设构成。STM32F103采用的是由ARM公司研究设计Cortex-M3内核外接晶振可达72MKZ主频性能强大。STM32F103包含了SPI、I2C、USART接口这些是芯片生产厂商在内核上扩展的功能让芯片的性能和作用更加的强大可以管理和控制更多的设备。STM32F1系列的框图如图3.2所示。本次设计使用了SPI接口来对射频识别模块MRC522进行通信和管理控制从而实现IC卡验证的功能还通过普通的GPIO口来对RGB灯和蜂鸣器进行控制完成报警的功能。3.2射频识别模块3.2.1 功能特性本设计采用MFRC522模块来识别IC卡实现开门验证的功能。MFRC522模块内部已经集成了各自器件包括天线、逻辑控制功能、寄存器。模块引脚图如图3.3所示。MFRC522中的内部发送器可以驱动读写器天线给IC卡提供能量发送数据给IC卡接收IC卡发送的信息进行通信。接收器的解调电路可以将IC卡发送的数据载波进行解调转为二进制数据译码电路则将二进制数据转为信息表示 IC卡传输的数据数字电路部分可以对传输的数据进行处理错误检测。3.2.2 通信原理当主控芯片读取MRC522寄存器的数据时STM32主机第一个字节发送一个地址从机发送无效数据。第二个字节时MRC522才返回对应地址的数据。可以根据地址的格式可以判断是读地址还是写地址。当最高位是1时是读数据最高位是0时是写数据。主机和从机的数据根据时钟信号同时发送传输先发送最高位。当要向MRC522的寄存器写一个数据时STM32芯片发送一个写数据的地址然后第二个字节发送数据。在写数据时MRC522返回的数据是无效数据可以忽略。当发送的是地址时地址的最高位代表是读地址还是写地址中间六位代表地址最低位默认位0。MISO和MOSI传输的每一个字节都是高位在前在时钟上升沿保持不变在下降沿改变。NSS信号必须为低方便在一个数据流中发送多个字节。为了发送多个数据流NSS必须在数据流之间设置为高电平。因为时钟开始为低所以在下降沿改变需要第二个跳变沿。因此在设置SPI传输的时钟极性等于0时钟相位等于1。SPI通信时序图如图3.2所示。图3.2 SPI通信时序图4、系统的软件设计4.1 系统的初始化STM32标准库在实际开发中会发现有时使用同一个内核只是生产厂商不同片上外设有少许的差异也会导致相互之间的程序不能移植。为了解决这个问题ARM公司与芯片厂商之间建立了一个标准标准。即 CMSIS 标准实际上是建立了一个软件抽象层。屏蔽了具体的硬件之间的差异使软件的兼容性更好。而本次设计采用的STM32的标准库。就是按照 CMSIS 标准建立的。很多底层的初始化寄存器地址声明都包含在里面。使用标准库开发可以加快项目进展。从ST的官网中获取标准库将其中需要用到的文件包含到项目中。下面这些文件是开发中需要使用到的必要文件如果我们要使用STM32F1系列芯片都必须把文件包含到项目中。还有一些外设的文件在使用的时候再添加进来。1寄存器地址和寄存器数据结构定义文件system_stm32f10x.cstm32f10x.h2内核相关文件system_stm32f10x.c|system.stm32f10x.h|core_cm3.h|core_cm3.c3外设驱动文件misc.c|stm32f10x_ppp.c|misc.h|stm32f10x_ppp.h4启动文件 startup_stm32f10x_hd.s5还有中断服务函数系统时钟初始化包含外设等函数相关的文件。stm32f10x_it.c、stm32f10x_it.h、stm32f10x_conf.h 。外部设备初始化由于STM32的外设很多为了降低功耗每个外设都对应着一个时钟在芯片刚上电的时候这些时钟都是被关闭的如果想要外设工作必须把相应的时钟打开。使用的GPIO口也要根据作用对输入输出方式传输速度等进行设置。因此要先将模块使用的GPIO口进行配置在标准库中已经有宏定义定义了GPIO口对应的寄存器的别名并且将这些配置封装在一个结构体中。所以只要打开时钟配置功能结构体就可以完成外设的初始化操作。。因为MRC522使用的是SPI方式与STM32通信因此除了配置对应GPIO口的结构体还需要将其GPIO口功能设置为SPI模式。并且设置SPI传输模式、相位和极性、传输速度。本次设计中的液晶显示控制器ILI9341通过8080接口和STM32通信。如果使用普通的GPIO口进行模拟效率很低在STM32中使用FSMC外设来管理扩展存储器因为想要在液晶屏上显示数据就要通过接口把数据写入到内存上这个和FSMC控制存储器相似。经过验证可以使用FSMC接口来实现8080的通信时序从而控制液晶显示屏数据显示。触摸屏初始化的配置首先要开启时钟和端口引脚模式配置以及显示屏的各种参数设置。厂家已经提供了参数的配置数据将封装好的函数文件直接包含到项目中即可。最终使用写入控制命令和写入数据两个函数来显示想要文字图片。为了节约成本没有进行外扩内存卡。只使用少量的内存想要显示图片有些困难。为了实现基本的操作界面采用循环写入像素点的方式进行动态绘制操作界面。这个跟图像的显示很类似但节约了内存空间通过运算力来换取存储空间。4.2 主函数功能系统程序采用轮询的方式当初始化完成进入while循环不断重复进行判断当有操作时执行对应的操作。主循环逻辑框图如图4.1所示。首先进行主控芯片的初始化调用各个初始化函数进行初始化。之后进入主函数进入循环。接着在循环里判断当前的菜单界面标志位从而在屏幕中显示对应的界面。上电复位的初始状态位于主界面触摸屏显示四个按钮输入密码增加IC卡删除IC卡修改密码。接着先进行判断是否识别到IC卡。跳转到识别IC卡的函数中去如果当通讯范围内搜寻到IC卡则执行IC卡验证函数。否则跳出回到主循环。接着进入到触摸屏检测函数如果触摸屏被按下主控芯片对按下的位置进行判断。如果是按钮对应的位置被按下则跳转到对应的界面的函数同时界面标志位改变液晶显示屏进行刷新。如果不是则回到主函数进行下一轮的循环。图4.1 主循环逻辑框图文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。