大学本科毕业论文可视门禁系统的设计

1、可视门禁系统的设计摘 要在现代智能建筑中装设安全防范装置和可视对讲门禁装置是发展的必然趋势。本文介绍的可视对讲门禁户内机系统以单片机AT89S52作为系统控制核心部件，配以呼叫检测模块、摘挂机检测模块、视频显示及控制模块、开锁和音频信号输入/输出控制模块、音频信号输入放大模块、音频信号输出前置放大模块以及键盘组成。采用汇编语言编写单片机程序，实现主机和副机之间双向通话，同时可通过主机的摄像头，在副机的显示器上显示出访客头像等功能。利用键盘作为控制信号输入，实现房号（机号）修改、摘/挂机控制、单双工控制、开门信号发送、监控大门口等控制功能。关键词 可视门禁；单片机；键盘扫描；双工对讲；音频信号A

2、bstractIt is the inevitable development trend installing safe guard and visual diplex talk in modern intelligent building. The article introduces the visual diplex talk entrance guard, its core is AT89S52 single chip machine(SCM), including calling detecting module, picking-hanging telephone detecti

3、ng module, video display and control module, unlock and audio signal input/output module, audio signal input amplification module, audio signal output pre-amplification module and keyboard. Using the assembly language programs to achieve the diplex talk between main machine and secondary machine, an

4、d displays the guests image in the screen of secondary machine picking up by the camera of main machine. By use of the keyboard, achieves the function of input control single that modifying the room number, picking-hanging telephone control, unilateral and diplex talk control, opening gate signal se

5、nding, monitoring gate and so on. Key words Visual entrance guard Single chip microcomputer (SCM) Keyboard scan Diplex talk Audio signal目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题的背景11.2 课题研究的目的和意义11.3 可视门禁系统的概述11.3.1 国内外在该方向的研究现状及分析11.3.2 可视门禁的发展趋势21.4 本课题研究的主要内容2第2章 可视门禁室内用户机硬件电路介绍32.1 可视门禁总系统框图32.2 可视门禁户内机框图32

6、.3 硬件电路介绍42.3.1 主要元件的选择42.3.2 单元电路的原理和电路图介绍82.4 本章小结10第3章 可视门禁室内用户机程序设计113.1 程序设计语言的选用113.1.1 汇编语言是最基本的程序设计语言113.1.2能充分利用机器的硬件功能与结构特点113.1.3用汇编语言编写的程序系统性能高113.1.4用汇编语言编写的程序实时性能好113.2 程序设计的步骤113.3 软件开发环境123.4 程序总流程图133.5 单片机源程序设计133.5.1 键盘扫描程序143.5.2 单片机通信程序153.5.3 单片机读写93C46的程序193.5.4 振铃、拨号音、按键音信号产生

7、程序213.5.5 可视门禁户内单片机的总程序213.6 本章小结21第4章 可视门禁室内用户机调试224.1 程序在仿真软件中调试224.1.1 仿真调试的优点224.1.2 44键盘扫描程序仿真调试224.1.3 通信子程序仿真调试234.1.4 方波语音程序仿真调试234.2 程序在硬件中调试244.3 本章小结24结论25参考文献26致谢27附录127附录22943 / 47文档可自由编辑打印第1章 绪论1.1 课题的背景近年来，在城区住宅小区普遍提出小区智能化，国家建设部对此也提出了具体的要求。但是由于商业运筹、价格、技术等诸多原因，使实际应用中，起主导作用的还是普通楼宇对讲系统，并

8、且在普通楼宇对讲系统中带报警功能的系统也不被人们看好。另外，由于普通楼宇对讲系统用于千家万户，属于公用设施，因此要求普通楼宇对讲系统面耐用性强，系统运行可靠性高，同时价格要低，系统维护方便。这些要求相互矛盾，给普及楼宇对讲系统的设计提出了较高的要求。1.2 课题研究的目的和意义本课题研究的是可视对讲门禁系统，可视对讲系统提供舒适、安全、高品位、方便的家庭生活空间。在室内通过可视用户机对来访者进行识别，既可免除烦扰，又可简化开门程序，是房屋的理想设施。可视对讲系统也可以在遇到紧急情况或特发事件时，在室内通过副机来监控门口的情况或向保安管理中心进行紧急报警，达到防盗的目的并为处理突发事件提供保障1

9、。随着社会的发展，人类的进步，人们对生活、居住质量的要求也越来越高，安全、舒适和先进的居住环境已成为现代化住宅小区（或智能化住宅小区）的基础。可视对讲门禁系统越来越受到用户的欢迎和喜爱，同时又大大促进了楼宇可视对讲系统的发展1。楼宇可视系统适应了社会的信息化，实现了住户对访客图像识别和双向通话功能，增加了安全可靠性，有效地保护了住户的人身安全和财产安全，成为二十一世纪房地产投资开发的主导方向，正在成为小康住宅不可缺少的配套设施。可以说，微型计算机和单片机的迅速发展和它在各个领域智能化应用为智能可视门禁提供了条件和技术，楼宇可视对讲系统所涉及的各项技术的背景均是成熟的，其技术发展符合现代数字化技

10、术的潮流，它是信息化社会发展的必然趋势2。1.3 可视门禁系统的概述1.3.1 国内外在该方向的研究现状及分析楼宇对讲系统在欧美国家、香港、台湾等地区已采用近20多年，自1992年起，国外楼宇对讲系统生产制造商陆续到中国开拓市场2。时至今日，国内的生产厂商已猛增至260家左右，以深圳白兰公司为代表的国内楼宇对讲系统的市场占有率达80%左右。自2000年以来，有实力的厂家集中开发联网型楼宇智能小区，楼宇智能系统集成度越来越高，首先实现了多门口机多管理机系统，接着集成了安防报警、小区服务及信息发布等功能，另外一些厂家还集成了三表远抄、监控及巡更等系统、产品的稳定性在进一步提高。室内分机主要有对讲及

11、可视对讲两大类产品，基本功能为对讲（可视对讲）、开锁。随着产品的不断丰富，许多产品还具备了监控、安防报警、户户通、信息接收、远程电话报警、留影留言提取、家电控制等功能。可视对讲分机有彩色液晶及黑白CRT显示器两大类。现在，许多技术应用到室内分机上，如无线接收技术、视频字符叠加技术等。无线电技术用于室内机接收报警探头的信号，适用于难以布线的场合。室内机在原理设计上有两大类型：一类是带编码的室内分机，其分支器可以做得简单一些，但室内分机成本要高一些；另一类编码由门口主机或分支器完成，室内分机做得很简单。彩色室内分机的液晶屏目前还没国产化，成本较高，这是制约彩色可视楼宇对讲系统应用的瓶颈。可视分机方

12、面趋向于超薄免提壁挂，但流行最多的仍是壁挂式黑白可视分机。室内分机在楼宇对讲系统中占据成本较大，从发展来看，以带安防报警、信息发布的彩色分机在高档楼盘中应用较多，中档以黑白可视对讲分机居多，低档配套为对讲分机3。1.3.2 可视门禁的发展趋势可视门禁系统正形成为一个相对独立的产业部门，与电视监控、防盗报警、门禁管理、智能停车场等共同组成了安防产业。销售量增加，竞价行业严重，利润率降低，部分厂商意识到竞价行业将带来毫无生存空间的严重后果，故致力于提升产品品质，增加对售后服务的投入，加快产品开发的进度，楼宇对讲市场区逐渐成形。黑白可视对讲成为市场主流，普通对讲仍具有一定的市场，彩色可视对讲市场增长

13、缓慢。楼宇对讲的目前市场主流的黑白可视普通对讲，在处于市场导入阶段的欠发达地区市场潜力巨大，而彩色可视对讲由于其价位高，功能有过剩之嫌，市场增长缓慢。但是，彩色可视对讲在高级住宅或别墅的配套上将呈上升趋势。可视门禁的功能趋向多样化和综合化。近三年，由于受金融危机及经济不景气等影响，国外品牌销售不畅。虽然国外品牌厂家纷纷改变行销策略，试图拓展市场，却无力改变颓势。国内楼宇对讲生产厂商数量多，但规模相对较小。1.4 本课题研究的主要内容可视门禁系统主要分为大门口主机和室内用户机两大部分，本课题研究的主要内容是在了解可视门禁整个系统的工作原理及功能前提下，设计室内用户机的单片机程序。它以单片机AT8

14、9S52作为系统控制核心部件，配以呼叫检测模块、摘挂机检测模块、视频显示及控制模块、开锁和音频信号输入/出控制模块、音频信号输入放大模块、音频信号输出前置放大模块以及按键组成1；采用汇编语言编写单片机程序4，实现主机和副机之间能够实现双向通话，同时可通过主机的摄像头，在副机的显示器上显示出图像等功能；利用键盘来作为控制信号输入，实现相应部分电路的控制房号（机号）修改、摘/挂机、单双工对讲控制、开门信号发送、监控大门等。要求各系统不仅能正确、有效地执行命令，同时还要求大门口主机与多台副机中的某一台之间进行语音、图象的传送时不受其他副机的影响。第2章 可视门禁室内用户机硬件电路介绍2.1 可视门禁

15、总系统框图可视门禁系统如图2-1所示，它由一台门庭主机和若干台室内用户机连接而成，在门庭主机上可以按任一台室内用户机的机号来呼叫用户。当用户摘机后，用户在通过副机显示屏可以看到来访者的图像，同时可以和来访者进行对话，从而更好地识别来访者，免受不必要的打扰；还可以按开门键即可打开门让来访者进入，简化开门程序；并可在任意一台室内用户机上通过监控键对大门口进行监控5。 主副机通信线可视门禁门庭主机室内用户机1室内用户机2室内用户机3室内用户机4室内用户机5室内用户机6室内用户机7室内用户机N图2-1 总系统框图2.2 可视门禁户内机框图可视门禁户内机的工作原理如图2-2所示。 音频信号 音频信号 振

16、铃、报警信号 数字 数字 信号 信号 视频信号单片机门庭主机模拟串行通信辅助模 块视频控制电路音频控制电路通话机显示驱动电路显示屏副机键盘振铃、报警存储电路电源模块开门按键图2-2可视门禁户内机框图室内用户机是由单片机、音频控制模块、视频控制模块、模拟串行通信辅助模块、存储电路、电源电路等和相应的外围元件组成。单片机是此系统的核心控制器，它负责与主机单片机进行通信，当接到主机的呼叫信号时，单片机向音频电路输送一定频率的信号，让音频电路产生振铃信号，发出振铃。当摘机或监控时，单片机打开音频和视频电路，同时与主机通信，让主机也打开相应的音频和视频电路，实现可视对讲功能。当按了开门键时，副机单片机发

17、送相应的开门信号到主机单片机，执行开门程序。挂机时，单片机又发送挂机信号给主机，让主机关闭相应的程序6。2.3 硬件电路介绍2.3.1 主要元件的选择2.3.1.1 单片机的选择及功能简介本系统使用AT89S52 单片机。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位通用微控制器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容，片上有8KB可编程Flash存储器，对监控系统较为适用。在单一芯片上，拥有灵巧的8位CPU，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。它具有串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz

18、静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止7。AT89S52单片机应用特征主要有以下几方面8：（1） 集成度高。它的内部包8KB ROM，256B RAM；32个可编程I/O口线，1个全双工串口，3个16位定时器，8个中断源，ISP在线编程功能，以及1个处理功能很强的处理器。（2） 系统结构简单。该芯片内部采用模块式结构，增加或更换1个模块，就能得到系统指令和引脚兼容的新产品。另一方面具有64KB的外部程序存贮器寻址功能和6

19、4KB的外部RAM和I/O寻址功能。（3） 处理功能强，速度快。CPU时钟可达到33MHz，单片机指令系统中具有加、减、乘、除指令，各种逻辑运算和转移指令，还有位操作（布尔处理机）功能。CPU的时钟速度高达12MHZ，单字节乘、除法仅需4s,而且具有特殊的通信功能，可作为多机系统的一个子系统。（4） 容易产品化。由于AT89S52单片机具有体积小、可靠性高、功能强及价格低等优点，容易形成产品。因此该单片机被誉为“控制领域中的最佳8位微型计算机”。AT89S52单片机有如图2-3和图2-4所示的两种封装形式。该芯片不仅具有MCS5l系列单片机的所有特性，而且片内集成有8K字节的电擦除闪烁存储(F

20、lashEPROM)和PLCC。其价格低,是目前性能价格比较高的单片机芯片之一。它为很多嵌入式控制应用提供厂一个高度灵活的有效的解决方案7。引脚结构： 图2-3 AT89S52 DIP40封装图 图2-4 AT89S52 PLCC-44封装图我们选取AT89S52作为核心控制部件，其原因有：（1） 从AT89S52单片机的资源考虑。如I/O口、定时器、中断源的数目、串行口的数目与特性、程序和数据存储器的容量等，这些都达到了我们设计的可视门禁需要的资源。（2） 封装形式符合我们产品要求，而且性价比高。（3） AT89S52是我们接触最多，最熟悉的芯片之一，系统扩展方便，有大量的应用程序可以借用或

21、借鉴，可以缩短开发周期，程序质量高。（4） 内部集成看门狗计时器。2.3.1.2 MC34118的选择和简介本系统的语音电路选取MC34118，图2-5为MC34118的原理框图7。图2-5 MC34118原理框图MC34118是MOTOROLA免提式电话机专用集成电路，工作在半双工状态的转换芯片。由放大器、电平检测器、衰减器、监听器、滤波器及控制单元组成。用在普通模拟电话机内消除侧音的一块芯片，能够比较满意的禁止麦克风录到本机喇叭播放的声音。它比较放音和录音的电平，谁小就禁止谁，全双工通信变成了半双工通讯，不过通话时一般感觉不到。MC34118的内部比较复杂，有4个电平比较器，两个背景噪音监

22、视器，一个AGC，一个拨号音检测器，两个衰减器，一个控制衰减器的控制模块，还有一些放大电路。MC34118有如下优点7：（1） 衰减器增益范围较宽，发送和接收之间为520dB。（2） 采用电话线路供电时工作电压为3.06.5V。（3） 具有四点信号检测控制系统提高了控制灵敏度。（4） 发送和接收通道设有背景噪声监测器。（5） 采用外接电阻控制发送放大器的增益，并提供静音功能。（6） 芯片有工作/等待两种操作方式。（7） 根据用户的需要可外接滤波器。（8） 芯片有拨号音输入时，拨号音检测器禁止接收放大器为空闲方式。2.3.1.3 AT93C46的选择和简介为了避免断电数据丢失，节省单片机的I/O

23、口，本系统选取串行EEPROMAT93C46作为存储器，如图2-6、图2-7和表2-1所示。AT93C46是一种可以定义为16位（ORG引脚接Vcc），当ORG引脚悬空时内部的上拉电阻把存储器选择为16位结构，或者定义为8位（ORG引脚接GND）的1K位的串行EEPROM存储器，可以通过DI引脚或DO引脚进行写入或读出，采用CSIalyst公司先进的CMOS EEPROM浮动门工艺7。 图2-6 AT93C46 DIP封装 图2-7 AT93C46 SOIC封装表2-1 AT93C46管脚说明管脚名称功能CS片选信号SK时钟输入DI串行数据输入DO串行数据输出Vcc电源（1.8V到6V）GND

24、接地DC空脚ORG存储器结构选择AT93C46还具有以下特征：（1） 它具有高速度操作（1MHz），低工耗工艺。（2） 可以经受1,000,000 次的写入/擦除操作，片内数据保存寿命达到100年。（3） 可选择8位或者16位结构。（4） 写入时自动清除存储器内容。（5） 硬件和软件写保护，慢上电写保护。（6） 商业级、工业级和汽车级温度范围。2.3.1.4 LM393的选择和简介本电路在通信模块中用到了LM393电压比较器，图2-8为它的功能框图和管脚排列图。LM393是一块高增益，宽频带，双比较器芯片，其有两个独立、精确的电压比较器。失调电压不超过2.0mV，两比较器是专门设计在电压范围较

25、宽的单电源下工作，但在双电源下也能工作，并且其电源电流大小不受电源电压幅度大小影响。这些比较器有一个独特的性能，就是即使在单电源下工作，其输入共模电压范围也保持零电平7。其特点如下：（1） 电源电压范围宽。单电源：2.0V36V，双电源：1V18V；（2） 电源电流消耗低：0.4mA；（3） 输入偏置电流低：25nA；（4） 输入失调电流低：5nA；（5） 最大输入失调电压：3mV；（6） 输入共模电压范围接近零电平；（7） 差模输入电压范围等于电源电压；（8） 输出饱和电压低：250mV； 图2-8 LM393功能框图和管脚排列图解表2-2 LM339的引脚说明引脚符号功能引脚符号功能1OU

26、T A比较器1输出5IN B+比较器2同相输入2IN A-比较器1反相输入6IN B-比较器2反相输入3IN A+比较器1同相输入7OUT B比较器2输出4GND接地8VCC电源2.3.1.5 LM386的选择和简介LM386是美国国家半导体公司生产一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点。其主要应用于低电压消费类产品，广泛应用于录音机和收音机之中。引脚如图2-9所示。LM386具有如下特性7：（1）静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电；（2）工作电压范围宽，4-12V 或5-18V；（3）外围元件少；（4）电压增益可调，20-200；

27、（5）低失真度。 图2-9 LM386引脚图2.3.2 单元电路的原理和电路图介绍2.3.2.1 电源电路电源电路如图2-10所示。PWR为15V输入，经过1N4001整流后分两路，一路经78L05稳压滤波后为其它模块提供5V的直流电源；另一路经三极管D2510和稳压二极管后滤波提供12V直流电源。图2-10 电源电路2.3.2.2 通信转换模块电路为方便介绍通信辅助模块电路工作原理，先介绍如图2-11所示的主机为通信线提供电源的电路。HIGH一直为低电平，则Q16截止而集电极为高电平，Q17导通使集电极为低电平，Q15就导通，12V电源通过Q15、D9和3个分流电阻加到CTRL上。图2-11

28、 主机向通信线提供电源的电路本可视门禁最大的亮点就是用一条通信线进行单片机之间的通信，比用串行通信口通信少用了一条线，且不比串行通信差，在实际中降低了系统的布线成本。两单片机都接有如图2-12所示的通信辅助电路。单片机没通信时，SERIN和HAND通过单片机的P3.4和P3.5为高电平，Q2和Q8导通，而Q1和Q7截止，CTRL为约12V，电压比较器输出的USE为高电平，单片机检测到高电平则为通信空闲。当一方单片机要向对方单片机发送数据时，发送方单片机P3.5输出为低电平，Q8截止而Q7导通，CTRL被分压降至约6V，接收单片机检测到电压比较器输出的USE为低电平时，进入接收程序。发送机通过S

29、ERIN发送数据，控制Q1和Q2的导通截止状态，数字信号在CTRL通信线上转换成0和6V的电压，接收机通过SEROUT的高低电平判断相应的数据，完成通信过程。发送机发送完数据后，马上把HAND提为高电平，进入通信空闲状态。图2-12 通信辅助模块电路2.3.2.3 视音频控制电路视音频控制电路如图2-13所示。本系统对视频的控制是通过单片机的P2.1口，来控制三极管Q5导通或截止，为视频显示电路和显示屏接通或断开电源，控制视频的显示。而对音频也是P2.1控制继电器，从而按通或者断开音频信号线，控制语音通话。图2-13 视音频控制电路2.3.2.4 音频传输处理电路图2-14为本系统的语音传输处

30、理模块。系统的语音的好坏取决于此芯片和其相应的外围电路设计是否合理。本电路采用了免提式电话机专用集成芯片MC34118及相应的外围电路，语音信号通过AUDO和主机的语音处理电路相接，实现简单的语音通话9。通过单片机的P2.0控制进入单工状态，即在副机这边讲话，主机那边听不到，但主机那边讲话，副机这边可以听到。此电路还可以通过单片机的I/O口输出相应的信号来产生振铃音、拨号音和按键音，方便在操作时提示。图2-14 音频传输处理电路2.4 本章小结本章从可视门禁整体系统出发，介绍整个系统原理框图，介绍了硬件电路的主要芯片管脚、特点、应用条件及各个单元电路的电路图和工作原理，为下一章单片机程序设计作

31、准备。第3章 可视门禁室内用户机程序设计3.1 程序设计语言的选用本设计中采用的处理器是AT89S52单片机，由此可采用面向MCS-51的程序设计语言，包括ASM51汇编语言和C51高级语言，这两种语言各有特点。汇编语言更接近机器语言，常用来编制与系统硬件相关的程序，如访问I/O端口、中断处理程序、实时控制程序、实时通信程序等；而数学运算程序则适合用C51高级语言编写，因为用高级语言编写运算程序可提高编程效率和应用程序的可靠性。 考虑到汇编语言的以下特点，在智能测控装置的基本功能软件开发中，全部程序均采用ASM51汇编语言编写。3.1.1 汇编语言是最基本的程序设计语言迄今为止，汇编语言仍然是

32、计算机系统底层软件（例如汇编程序、PC机的BIOS等）设计的基本语言。3.1.2能充分利用机器的硬件功能与结构特点汇编语言与机器语言密切相关，因此能透彻地反映计算机硬件的功能与特点。程序员可充分利用机器硬件系统的许多特性（如寄存器、标志位以及一些特殊指令等）。这样能充分发挥程序设计的技巧。 3.1.3 用汇编语言编写的程序系统性能高汇编语言程序具有执行速度快和节省存储空间的特点，它可以精确地描述算法，把计算过程和控制过程刻画得更具体。 3.1.4 用汇编语言编写的程序实时性能好用汇编语言编制的程序可以对各种接口芯片及I/O端口直接进行控制，实时性能好。对于一些应用领域（例如工业监控系统等）汇编

33、语言是不可缺少的，一般高级语言不适合这种应用，因为一般高级语言不能充分地利用计算机硬件所提供的诸如中断等方面的功能。综上所述，汇编语言由于采用了助记符号来编写程序，比用机器语言的二进制代码编程要方便些，在一定程度上简化了编程过程。汇编语言的特点是用符号代替了机器指令代码，而且助记符与指令代码一一对应，基本保留了机器语言的灵活性。使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机器的特性，得到质量较高的程序。汇编语言像机器指令一样，是硬件操作的控制信息，因而仍然是面向机器的语言，使用起来还是比较繁琐费时，通用性也差。但是，汇编语言用来编制系统软件和过程控制软件，其目标程序占用内存空间少，运行速度快，有着高级语

34、言不可替代的用途。3.2 程序设计的步骤根据任务要求，采用汇编语言编制程序的过程称为汇编语言程序设计。汇编语言程序设计的步骤：（1） 理解题意，明确要求，确定解决问题的算法，建立数学模型；（2） 分配内存单元，编制程序流程图；（3） 编制源程序：进一步合理分配存器单元和了解I/O口地址，按功能设计程序，明确各程序之间的相互关系，用注释行说明程序，便于阅读和修改调试程序；（4） 在计算机上用仿真软件调试；（5） 程序优化，根据各程序关系进一步优化源程序。3.3 软件开发环境单片机的应用系统的开发的传统方法都是借助于开发系统仿真机或开发机，系统备有软件开发平台与之配套。目前单片机常用的软件开发平台

35、有Wave6000和Keil uVision，本次选用了Wave6000，下面介绍Wave6000的特点。（1） Wave6000 IDE环境，中/英文界面可任选，用户源程序的大小不再有任何限制。有丰富的窗口显示方式，多方位，动态地展示仿真的各种过程，使用极为便利。（2） Wave6000具有软件模拟仿真功能。（3） 伟福 WINDOWS调试软件为您提供了一个全集成环境，统一的界面，包含一个项目管理器，一个功能强大的编辑器，汇编Make、Build和调试工具并提供一个与第三方编译器的接口。由于风格统一，从而大大节省了开发的精力和时间。（4） 项目管理功能：现在单片机软件越来越大，也越来越复杂，

36、维护成本也很高，通过项目管理可化大为小，化繁为简，便于管理。项目管理功能 也使得多模块，多语言混合编程成为可能。（5） 多语言多模块混合调试：支持ASM（汇编）、PLM、C语言多模块混合源程序调试，在线直接修改、编译、调试源程序。如果源程序有错，可直接定位错误所在行。（6） 直接点屏观察变量：在源程序窗口，点击变量就可以观察此变量的值，方便快捷。（7） 强大的书签、断点管理功能：书签、断点功能可快速定位程序，为编写、查找、比较程序提供帮助。（8） 类似IE 的前进、后退定位功能：可以在项目内跨模块地定位光标前一次或后一次位置，为比较、分析程序提供帮助。（9） 类似Delphi的界面操作：类似D

37、elphi的集成调试环境，灵活多变的窗口“靠岸”(Docking)功能，可以方便地将窗口平排靠岸，或以页面方式靠岸，任由用户自己按排。桌面整洁，操作灵活。（10） 方便实用、功能多样的源程序编辑窗口：窗口分隔功能可将源程序窗口分成两个完全独立的编辑窗口，而所编辑的内容却是同一程序，为分析、比较检查大程序提供方便。语法相关彩色显示，使得编写程序轻松，观察程序醒目。且用户可自己定义所喜好颜色，享受个性化编程带来的快乐。书签功能提供多达9个书签，使得您在分析、比较、检查大程序时从容不迫。寻找配对符号功能为您在复杂程序嵌套中找到“另一半”，例如可以找与相对的，或为（找到相对的）。多行程序的同进同退功能

38、，可以使得程序错落有致，帮您编写优美、整洁的程序。（11） 外设管理功能：外设管理可以让您在调试程序时，观察到端口、定时器、串行口中断、外部中断相关的寄存器的状态，更可以帮您完成这些外设的初始化程序，包括C 语言和汇编语言，而所做的只是填表，定义外设所要完成的功能。3.4 程序总流程图根据上一章介绍的可视门禁整个系统和户内单片机的工作原理及要完成的功能，设计户内单片机总体程序流程图如图3-1所示。 N Y Y N N Y N Y N Y Y N N N N Y Y Y N N Y Y开始初始化读取副机ID号机进入修改ID号有键按下？按下提/挂机键？按下提/挂机键？P3.3有下降沿否？监控键按下

39、否？存储数字为数字否？为确认键否？修改机号接收数据与本机号相同否？振铃按下提/挂机键？发送摘机数据接通音视频按下提/挂机键？断开音视频发送挂机数据按下开门键？发送开门数据图3-1 户内单片机单片机系统程序流程图3.5 单片机源程序设计根据图3-1所示的程序流程图，分别设计各相应功能的子程序，再整理合成总源程序。下面将介绍几个本程序中重要的子程序。3.5.1 键盘扫描程序3.5.1.1 设计44键盘输入程序过程（1） 首先判断键盘有键闭合吗？判别方法为列线P0.4P0.7输出全为0，再读P0.0P0.3的状态，若全为“1”，则无键闭合，否则有键闭合。（2） 去除键抖动。方法为判别到键盘上有键闭合

40、后，延迟大约10ms再判别键盘上有无键闭合，若仍然有，则认为键盘上有一个键处于稳定闭合期。（3） 若有键闭合，对键盘列线进行扫描，进一步判断是哪个键闭合。 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 1 1 1 0 扫描过程 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1（4） 为了保证键的一次闭合CPU只作一次处理，等待输入键释放后才对输入键进行处理10。3.5.1.2 44键盘输入程序流程图根据3.5.1.1的扫描过程分析，绘画出44键盘扫描子程序的流程图如图3210。 N Y Y N N YKEY延迟10ms消抖有键闭合吗？有键闭合吗？判断闭合键键号闭合键释放吗？输入键号 A返回图3-2 键

41、盘扫描子程序流程图3.5.1.3 44键盘输入程序下面是键盘扫描输入子程序10：KEY: JNB P3.0 ,TOTHEENDNOTLCALL KS1 ；是否有键按下JZ KEY ；无键按下，返回 （等于零转）LCALL D_10MS ；10mS 延时LCALLKS1 ；是否有键按下JZ KEY ；无键按下，返回 （等于零转）SURECHECK:SETB P1.6 ；开语音输出SETB ET2 ；开定时中断T2，产生按键音信号SETB TR2MOV 34H,#00H ；按键音标志位清0MOV 33H,#250MOV R2,#0EFH ；;赋首列扫描字MOV R3,#00H ；赋首列指针LK1:

42、 MOV P0,R2 ；扫描字=P1LCALL D_250USMOV A,P0 ；读P1口JB ACC.0,LONE ；0行无键按下，转1行（等于1转）MOV A,#0 ；0行有键按下，赋行号=ALJMP LKP ；转求键号LONE: JB ACC.1,LTW0 ；1行无键按下，转2行MOV A,#4 ；1行有键按下，赋行号=ALJMP LKP ；转求键号LTW0: JB ACC.2,LTHR ；2行无键按下，转3行MOV A,#8 ；2行有键按下，赋行号=ALJMP LKP ；转求键号LTHR: JB ACC.3,NEXT ；3行无键按下，转列加一MOV A,#12 ；3行有键按下，赋行号=

43、ALJMPLKP ；转求键号NEXT: INC R3 ；列加一，指向下一列MOV A,R2 ；扫描字=ARL A ；扫描字左移MOV R2,A ；暂存扫描字LJMP LK1 ；转下一列扫描LKP: ADD A,R3 ；求键值（当前行+当前列）MOV DPTR,#JTABMOVC A,A+DPTR PUSH Acc ；键值-压入堆栈LK2: LCALL KS1 ；是否有键按下LCALL D_10MSJNZ LK2 ；A不等于0，再判断POP Acc ；键已经释放，A=键值RET ；返回3.5.2 单片机通信程序本电路的单片机通信不是采用串行通信，而是加上了一个辅助通信电路，比串行通信多用了两个I

44、/O口，但少用了一条通信线，适合楼宇可视门禁的布线，减少布线成本。时钟信号和通信编码信号在同一条线上传输，这就要求在程序设计时应用单片机的外部中断和定时中断来作为时钟同步，正确地解码，完成单片机的通信。3.5.2.1 单片机通信编码单片机通信编码种类： 将要发送的数据转换成二进制数字编码，直接通过单片机的I/O口连续发送出去，“1”为高电平，“0”为低电平，如图3-3所示；解码时也是直接连续判别I/O口的电平，高电平为“1”，低电平为“0”。这种方式通信程序简单，但在线路较长，误码率比较高。1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0图3-3 数据二进制编码用不同的高低电平组合来

45、表示二进制“1”和“0”。如图3-3所示。 bit“0” bit“1” 0.56ms 0.56ms 1.125ms 2.25ms图3-4 “0”和“1”的编码在发送数据编码时，首先发送数据代码，再发送数码反码，反码用于比较，这就减小了误码率，但通信速度会变慢。在本电路程序设计中，我们采用的是第一种编码方式，直接发送16位二进制代码，它只是用在电路调试中，程序编写简单，调试方便，但在实际应用中，考虑的因素很多，用第三种较好。3.5.2.2 单片机串行通信串行接口的有异步和同步两种基本通信方式。异步通信采用用异步传送格式，如图3-5 所示。数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志。在异

46、步通信中，起始位占用一位（低电平），用来表示字符开始。其后为7 或8 位的数据编码，第8 位通常做为奇偶校验位。最后为停止位（高电平）用来表示字符传送结束。串行通信中，每秒传送的数据位称为波特率。如数据传送的波特率为1200 波特，则每秒传送字节为120个，而字节中每一位传送时间即为波特率的倒数：T=1/1200=0.833ms。同样，如数据传送的波特率为9600 波特，则字节中每一位传送时间为T=1/9600=0.104 ms。根据数据传送的波特率即字节中每一位的传送时间，便可用普通I/O 口来模拟实现串行通信的时序。在本系统的单片机通信中，加入了一个通信辅助模块，用普通的I/O口模拟串行通

47、信，每个码的时间用单片机的定时中断来计算完成。 起始位 7或8位数据位 校验位 停止位0 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1图3-5 异步通信一帧数据格式3.5.2.3 单片机通信流程图单片机的通信程序流程图如图3-6所示。 N N Y Y N N Y Y 发送通信同步信号开定时中断发送1位数据发送完了吗？定时中断吗？关定时中断通信线电平复位返回外部中断开定时中断定时中断吗？接收1位数据接收完了吗？返回图3-6 单片机通信发送和接收程序流程图3.5.2.4 单片机通信程序（1）接收子程序：JSH: LCALL D_250US ；接收子程序SETB ET0 ；开定时中断T0SETB TR0MOV R2,#08H ；接收1个字节的数据循环字数MOV R3,#00H ；接收寄存器清0CJNE R2,#0,$ ；等待接收完8位数据MOV 29H,R3 ；接收到的低8位存到29H中MOV R2,#08H ；接收1个字节的数据循环字数MOV R3,#00H ；接收寄存器清0CJNE R2,#0,$ ；等待接收完8位数据MOV 2AH