IC卡门禁系统设计(原理图+流程图)
IC卡门禁系统设计(原理图+流程图)
摘 要 常见的门禁系统有:密码门禁系统，IC卡门禁系统，指纹识别门禁系统等。密码
门禁系统由于安全性弱和便捷性差已经面临淘汰 ，指纹识别门禁系统安全性高,但由于成
本高等问题而没有得到广泛的市场认同。现在流行和通用的还是IC卡门禁系统。IC卡由
于其较高的安全性、便捷性和性价比成为门禁系统的主流，但市面上的门禁系统都要配置
相应的IC卡才能使用，如果由于遗失或各种原因导致没有足够的IC卡，便要再联系厂商
购买，不但带来不便 ，而且价格昂贵。本文介绍的环保型IC卡门禁系统使用的是中国电
信公司的IC电话卡作为门禁的IC卡 ，不但成本低 ，而且到处都能买到，很好的解决了
IC卡成本高和难购买的问题。
关键词 单片机 ；IC电话卡读写 ；信息存储 ；信息识别
1引言
门禁，又称出入管理控制系统。是一种管理人员进出的数字化管理系统.随着智能化、数字化信息社会的到来，“卡”已逐渐深入到了人们生活的方方面面，人们正在一步步地适应着卡，也渐渐地离不开卡，毫不夸张地说，人类将走向“卡”的世界。卡是实现智能化管理和自动化管理工作的一种重要手段。在需要控制人员出入情况的场所，比如人员阶段性流动的实验室，宾馆的客房，有特殊需求的保密部门等等，如果使用卡开启门，代替传统的出入证和钥匙，就能使管理工作实现自动化、智能化。不但用者方便，管理者也方便，而且工作效率和安全性都可以大大地提高。下面介绍的环保型IC卡门禁系统就是一个安全、可靠的电子门锁系统。使用该系统，可以方便地管理和控制应用场所的人员进出情况，验明出入人员的身份和出入权限。在IC卡应用日益广泛的今天，IC卡门禁系统以其门禁管理的安全、可靠、高效、灵活、方便，已逐步取代其他现有各类门锁，成为目前门禁系统的主流方式。
2系统功能设计
◆必须输入正确密码才能进入系统菜单设置各项功能，如：增加新的IC卡、删除已有的IC卡、修改密码等。
◆能增加新的IC卡，最多可以发卡83张。
◆能删除已有的IC卡
◆能识别IC卡并提示卡号
◆能识别不正确的插卡并提示
◆能读出IC电话卡内的余额，并能按设置减去卡内相应的余额（为防止人为误操作，每次最高只能减去0.9元）
◆以绿灯亮代表开门信号
3系统硬件原理
3.1 系统原理图
系统原理图如图1所示:
图1 系统原理图
3.2 主控芯片：ATmega8
ATmega8是ATMEL公司推出的一款新型AVR高档单片机。在AVR家族中，Atmega8是一种非常特殊的单片机，它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备AVR高档单片机MEGA系列的全部性能和特点。Atmega8是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。AVR单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，所有的工作寄存器都与ALU（算术逻辑单元）直接相连，实现了在一个时钟周期内执行一条指令同时访问（读写）两个独立寄存器的操作。这种结构提高了全码效率，使得大部分指令的执行时间仅为一个时钟周期。因此，Atmega8可以达到接近1MIPS/MHz的性能，运行速度比普通CISC单片机高出10倍。
Atmega8的部分主要性能如下：
● 高性能、低功耗的8位AVR微控制器，先进的RISC精简指令集结构
◇ 130条功能强大的指令，大多数为单周期指令
◇ 32个8位通用工作寄存器
◇ 工作在16MHz时，具有16MIPS的性能
◇ 片内集成硬件乘法器（执行速度为2个时钟周期）
● 片内集成了较大容量的非易失性程序和数据存储器以及工作存储器
◇ 8K字节的Flash程序存储器，擦写次数：>10000次
◇ 支持可在线编程（IPS）、可在应用自编程（IAP）
◇ 带有独立加密位的可先BOOT区，可通过BOOT区内的引导程序区（用户自己写入）来实现IPA编程。
◇ 512个字节的EEPROM，擦写次数：100000次
◇ 1K字节内部SRAM
◇ 可编程的程序加密位
● 特殊的微控制器性能
◇ 可控制的上电复位延时电路和可编程的欠电压检测电路
◇ 内部集成了可选择频率（1/2/4/8MHz）、可校准的RC振荡器、外部和内部的中断源18个
◇ 最多23个可编程I/O口，可任意定义I/O的输入/输出方向；输出时为推挽输出，驱动能力强，可直接驱动LED等大电流负载；输入口可定义为三态输入，可以设定带内部上拉电阻，省去外接上拉电阻
◇ 宽工作电压：2.7V~5.5V（Atmega8L）
本系统使用Atmega8作为主控芯片，主要作用为：使用其I/O口读写IC电话卡内的全部信息，并将卡内的全部信息存储在Atmega8的EEPROM内，一张卡占用6个字节，一共可存储83张IC电话卡的信息，存储地址为EEPROM（0~497）；验证插入的IC卡是否允许通行，可通行则绿灯亮;验证输入的登录密码是否与EEPROM（地址为：504~511）内存储的密码相同；检测3x4键盘是否有按键按下；将各类信息显示到液晶1602，以进行人机交换操作。
3.3 IC电话卡
90年代的初期IC电话卡的出现，就已经取代了当时独霸一时的电话磁卡了，由于电话磁卡存在严重的安全性问题，所以推出不久就被黑客破解，所以讫今亦彻底淘汰了。IC电话卡实质是一个带串行输出的128位的EPROM，片内的前64位已经写了保护，在出厂时已经编程而且其熔丝位已被加密，所以无法更改片内的数据，。而其后的40位计数单元是受内部逻辑控制的，在读写时卡片内只能作减法计数，不能作加法计数，直至存储单元内装入的预置值减到0为止，因为IC电话卡是一种一次性的计数卡片，所以卡片内的存储单元减至空，卡片也就用完了,也就是作废了。
很多人都会把用完的IC卡扔掉，但是电信公司发行的IC电话卡不计其数，这样一来就会对环境造成污染。本文介绍的门禁系统使用的IC卡就是电信公司的IC电话卡，无论IC电话卡内有无余额都能作为门禁的IC卡使用，完全符合环保的概念，并能很好的解决门禁IC卡成本高和难购买的问题。
IC电话卡消费计数的单位价格是根据各种应用系统设定的，例如：30元面值的IC电话卡，对应的片内的存储单元的预置是#300，那每单位值就是0.1元了，IC电话机以每分钟产生一个扣费脉冲信号，扣费值是由当地IC电话管理系统设定的。一般是0.3元和0.8元，卡片内被减值是3次或8次了。而其它国家的IC电话卡也是如此。一般IC电话卡的引脚如图2所示：
图2 IC电话卡引脚图1062