基于DSP的门禁管理系统设计.doc

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基于DSP的门禁管理系统设计

一、实验目的
1．掌握常规门禁管理系统的基本功能及其结构组成。
2．掌握实验箱上多个外围模块的使用原理及编程方法。
3．掌握典型DSP应用系统的软硬件开发过程和开发方法。

二、实验设备
计算机、VC5416 DSP开发系统、ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU教学实验箱、CCS C5000集成开发环境

三、实验原理
1．系统简介
错误
正确
错误
正确

开始
显示时间
设置时间
待机页面
输入通行证
通行认证
门的自动开启与关闭
报警输出
解除报警
系统设置

B键
修改通行证
C键
A键
A键
设计一个基于DSP教学实验箱的门禁管理实验系统，该系统主要具备以下功能：通行认证、自动门的开启与关闭、自动报警、通行证的修改和时间设置等，系统流程如图所示。
（1）信息输入：主要通过键盘来实现，将键盘上的键划分设置为数字输入键和功能键。
（2）信息显示：通过实验箱上128×64点阵图形显示屏来实现，显示的信息包括时钟信息、用户输入信息、提示信息、警告信息等。
（3）电子锁具的开启与关闭：现实中的电子锁具有电机驱动机械式的和磁电式的，我们用步进电机来模拟电子锁具，可以设置电机按照一定的规则来转动，模拟门禁系统中门的自动开启与关闭。
（4）报警输出及蜂鸣提示功能：通过蜂鸣器来实现自动报警、用户按键输入声音提示和开门关门声音提示等功能。
（5）用户信息管理和信息验证功能：通过相关软硬件编程来实现。
2．主要模块工作原理
（1）液晶显示器控制原理
（2）矩阵式键盘控制原理
（3）步进电机控制原理
(4)字模工具的使用方法
以上模块的工作原理详见实验六中实验原理部分的相关介绍。
3．系统的DSP实现
整个系统主要包括液晶显示、通行认证、自动门、自动报警及蜂鸣提示、日期/时间自动更新及时钟设置等功能模块：
（1）自动门的开启/关闭是通过实验箱上步进电机来实现的。
该同步电机是四相八拍的，可由DSP I/O 端口控制旋转、方向和速度，主要用到了片内外设多通道缓冲串口(McBSP)的三个控制寄存器SPCR1、SPCR2和PCR，此时McBSP的相关引脚作为通用I/O引脚来用[7]。门的状态有停止、开门和关门三种,我们通过软件设计，实现了系统每收到一个开门信号，门将自动开启与关闭一次。
（2）自动报警及蜂鸣提示功能主要是通过蜂鸣器的输出来实现的。
蜂鸣器由DSP通用I/O管脚BDX0输出控制，再转换成声音输出。蜂鸣提示功能主要用于按键输入声音提示和开门关门声音提示，前者可让用户直观地掌握到输入的按键是否已经有效；后者不但可以让用户知道当前门的状态，还可提示其他用户是否已有人进入，我们还分别设置了按键提示、开门提示和关门提示声音的频率，以便与报警输出等声音彼此区分开。
（3）日期/时间自动更新及时钟设置功能主要是通过对定时中断进行计数及相关软件编程来实现的。
TMS320VC5416 DSP芯片内有一个软件可编程定时器，其周期为：
定时周期＝CLKOUT×（TDDR+1）×（PRD+1）―――――――――（1）
其中，CLKOUT为时钟周期，TDDR 和PRD 分别为定时器的分频系数和时间常数。
对于日期的进位须考虑月份的大小与闰年情况。我们设计的日期/时间格式为:××年××月××日，××时××分××秒，采用12位0～9的数字来记录。
时钟设置页面如图3(b)所示，还包括“退出”、“重置”和“确认”三个菜单。

四、硬件设计
1、系统框图：

TMS320VC5416
液晶显示模块
矩陈键盘
步进电机
蜂鸣器

2、原理图：
五、系统软件设计
开机显示欢迎界面日期及时间
1、软件流程图：
是否有按键按下？
开始
功能键
数字键
Y
N
实现相应功能
输入相应数字
是否启动电机？
是否报警？
Y
N
蜂鸣器鸣叫
Y
N
按命令启动电机

2、系统程序：
（1）、程序调试步骤：
①、先调显示程序（能够按照自己的意愿显示各种字符）。
②、调节按键程序（设定各功能键和数字键）。
③、蜂鸣器（能使蜂鸣器输出不同频率的声音）。
④、电机（能按自己的要求进行步进，如：步进速度，步进方向等）。
⑤、调欢迎界面和时间日期程序
⑥、各功能部件整合（实现门禁系统的控制）
⑦、对系统进行改进处理。（根据具体情况增加特殊功能）。

（2）、程序清单：

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