试谈基于单片机的卡式考勤机的设计说明

1、WORD.30/30基于单片机的卡式考勤机的设计前言近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以与针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。 智能 IC 卡考勤机是在实际工作生产中提出的研究课题，在实际工作中对每个员工的出勤情况的统计是企业事业单位人力资源管理的一项重要容。智能 IC 卡考勤机能够智能的记录员工的出勤、缺席、迟到、早退次数，以此来更好的约束员工养成良好的出勤习惯。每个员工在一定时间的出勤情况一目

2、了然，方便了领导对员工出勤情况的统计。本设计主要采用高性能、低功耗的AT89C52 单片机为控制核心,键盘输入、显示和存储采用串口连接的方式，键盘输入为44 键盘，键盘除了09 十个数字键外还设有方便查询工作的功能键，显示为静态显示，6 个数码管在平时可显示年、月、日或时间，每个员工在上班和下班的时候打卡，系统自动记录打卡时间，然后和系统设定好的时间进行对比，从而判定员工的出勤，缺席，迟到，早退情况，智能 IC 卡考勤机会将员工每天的出勤情况进行累加，方便查询者更快的了解员工一个阶段的出勤状况。 本设计力争做到准确、实用、节省时间、操作方便。1 单片机的概述单片机微型计算机是微型计算机的一个重

3、要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件与外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过1、2、3、3代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，部资源在增多，引角的多功能化，以与低电压底功耗。1.1 单片机基础知识单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。MVS-51系列或其兼容

4、的单片机仍是美国INTEL公司于1980年推出的产品，于MVS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MVS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校与专业学校的培训教材仍与MVS-51单片机作为代表进行理论基础学习。MVS-51系列单片机主要包括8031、8051、和8751等通用产品。DP-51S单片机仿真试验仪是由致远电子设计的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。1.2 单片机的应用领域单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理与过程控制等领域，

5、大致可分为如下几个畴：在智能仪器表的应用单片机具有体积小功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功能、频率、湿度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子称量设备，五花八门，无所不在。在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控

6、制系统、数据采集系统，例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。在计算机网络和通信领域中的应用现代单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为计算机网络和通信设备间的应用提供了很好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动，集群移动通信，无线电对讲机等。单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备与病床呼叫系统等等。此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防航

7、空等领域都有着十分广泛的用途。1.3 单片机的发展趋势单片机现在可以说百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但他们各具特色，护城互补，为单片机的应用提供了广阔的天地。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：微型单片机现在常规的单片机普遍都是将中央处理器（CPU）、随机存取数据存储（RAM）、只读程序存储器（ROM）、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）、

8、有些单片机将LED（液晶）驱动电路都集成在单一芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大，甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，好要求体积小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD（表面封装）越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS（互补金属氧化物半导体工艺）。和CHMOS

9、（互补高密度金属氧化物半导体工艺）。CMOS虽然功耗低，单由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国的Winbond系列单片机。所以80C51占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集合（RISC）也有着强劲的发展势头，中国的HOLTEX公司今年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优

10、势，占据一定的市场份额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是一寸互补、相辅相成、共同发展的道路。2方案设计与论证2.1 系统总体设计概述智能IC 卡考勤机的主要功能是检查和记录员工的出勤的状况。本设计采用单片机AT89C52 与其接口电路来实现考勤机功能。 为了使设计使用方便，操作方便，简单明了的输入输出设备是必不可少的，本设计采用44 键盘作为输入设备。每个员工拥有一带有自己身份的IC 卡，操作者如要查询一个员工一段时间的出勤情况便可以输入要查询员工的。 对应输入，显示输出系统采用了串口连

11、接的方式，6 个 LED 数码管在平时可以显示年、月、日，在操作者查询出勤情况时可以显示员工和对应的出勤状况。 24C256 芯片作为智能IC 卡考勤机的存储器，这样可以记录每个员工一段时间的出勤状况的，方便统计。 为了避免智能IC 卡在工作时出现故障，使用了MAX813L 芯片来实现“看门狗”功能，对系统进行时时检查，发现故障可以与时复位。 DS1302 芯片为时钟芯片，芯片除了正常电源外还外接了一个备用电池，可以防止掉电丢失数据。 IC 卡采用可反复使用十万次的SLE4442 型号的IC 卡。系统总体框图如下：图2.1-1 硬件总体框图2.2 方案论证智能IC 卡考勤机的显示可以采用并行连

12、接和串口连接，并行口占用大量引脚，串口连接的好处为节省引脚。 智能 IC 卡考勤机的时间现实使用了 DS1302 时钟芯片，用此芯片的好处为 89C52 单片机 SLE4442I C 卡插座 存储系统 DS1302 时钟芯片 看门狗电路 显 示系统 4*4 键盘掉电数据不丢失，可靠，安全。 单片机系统经常用于各种各样工作现场，在工作现场中存在着各种各样的干扰源，给系统的运行带来很多问题，使系统无常运行，甚至产生误操作，造成严重的事故为了使智能 IC 卡考勤机能正常无误的工作，本设计采用 MAX813L 芯片作为了“看门狗”系统。3 硬件设计3.1 AT89C52的简介AT89C52 是美国AT

13、MEL 公司生产的低电压，高性能CMOS8 位单片机，片含 8kbytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 256bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL 公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准的MCS-51 指令系统与8052 产品引脚兼容，片臵通用8 位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大AT89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。 先进CMOS 工艺制造并带有非易失性Flash 程序存储器。全部支持12 时钟和6 时钟操作。P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分别包含128 字节和256 字节 RAM

14、、32 条I/O 口线、3 个16 位定时/计数器、6 输入4 优先级嵌套中断结构、1 个串行I/O 口（可用于多机通信、I/O 扩展或全双工UART）以与片振荡器和时钟电路。此外，由于器件采用了静态设计，可提供很宽的操作频率围（频率可降至 0）。可实现两个由软件选择的节电模式空闲模式和掉电模式。空闲模式冻结 CPU，但 RAM、定时器、串口和中断系统仍然工作。掉电模式保存 RAM 的容，但是冻结振荡器，导致所有其它的片功能停止工作。由于设计是静态的，时钟可停止而不会丢失用户数据。运行可从时钟停止处恢复。3.1.1主要性能参数与MCS-51 产品指令和引脚完全兼容。8K 字节可重擦写Flash

15、 闪速存储器。 1000 次擦写周期。 全静态操作：0HZ-24HZ。 三级加密程序存储器。 2568 字节部RAM。 32 个可编程I/O 口线。 3 个16 位定时器。 8 个中断源。 可编程串行UART 通道。 低功耗空闲和掉电模式。31.2功能特性概述AT89C52 提供以下标准功能：8k 字节 FLASH 闪速存储器，256 字节部 RAM，32 个 I/O 口线，3 个 16 位定时/计数器，一个 6 向量两极中断结构，一个全双工串行通信口，片振荡器与时钟电路。同时，AT89C52 可降至0HZ 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 工作，但允许RA

16、M，定时/计数器，串行通信口中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的容，但振荡器停止工作并禁止其他所有不见工作直到下一个硬件复位 1 。3.1.3 引脚定义V SS ：地。 V CC ：电源；提供掉电、空闲、正常工作电压。 P0.00.7：P0 口是开漏双向口，可以写为 1 使其状态为悬浮用作高阻输入。P0 也可以在访问外部程序存储器时作地址的低字节，在访问外部数据存储器时作数据总线，此时通过部强上拉输出1。 P1.01.7：P1 口是带部上拉的双向I/O 口，向P1 口写入1 时，P1 口被部上拉为高电平，可用作输出口。当作为输入脚时，被外部拉低的P1 口会因为部上拉而输出电流。P1 口第

17、二功能：T2（P1.0）定时/计数器 2 的外部记数/时钟输出。T2EX（P1.1）：定时/计数器2 重装载/方向控制。 P2.02.7：P2 口是带部上拉的双向I/O 口，向P2 口写入1 时，P2 口被部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时，被外部拉低的P2 口会因为部上拉而输出电流。在访问外部程序存储器和外部数据时分别作为地址高位字节和 16 为地址（MOVXDPTR）,此时通过部强上拉传送1。当使用8 位寻址方式（MOVRi）访问外部数据存储器时，P2 口发送P2 特殊功能寄存器的容。 P3.03.7：P3 口是带部上拉的双向I/O 口，向P3 口写入1 时，P3 口被部上拉为高

18、电平，可用作输入口。当作为输入脚时，被外部拉低的P3 口会因为部上拉而输出电流。P3 口具有以下特殊功能； RXD（P3.0）：串行输入口。 TXD（P3.1）：串行输出口。 /INT0（P3.2）：外部中断0。 /INT1（P3.3）：外部中断1。 T0（P3.4）：定时器0 外部输入。 T1（P3.5）：定时器1 外部输入。 /WR（P3.6）：外部数据存储器写信号。 /RD（P3.7）：外部数据存储器读信号。 RST：复位，当晶振在运行中，只要复位管脚2 个机器周期高电平即可复位，部有扩散电阻连接到V SS ，仅需要外接一个电容到V CC 即可实现上电复位。 农业大学学士学位论文 9 /

19、ALE：地址锁存器使能，在访问外部存储器时，输出脉冲锁存地址的低字节，在正常情况下，ALE 输出信号恒定为1/6 振荡频率。并可用作外部时钟或定时，注意每次访问外部数据时一个 ALE 脉冲将被忽略。ALE 可以通过臵位 SFR 的 auxlilary.0 禁止，臵位后ALE 只能在执行MOVX 指令时被激活。 /PSEN：程序存储使能：当执行外部程序存储器代码时，/PSEN 每个机器周期被激活两次，在访问外部数据存储器时，/PSEN 无效，访问部程序存储器时 /PESEN 无效。 /EA/V PP ：外部寻址使能/编程电压；在访问整个外部程序存储器时，/EA 必须外部臵低。如果/EA为高时，将

20、执行部程序，除非程序计数器包含大雨片FLASH 的地址。该引脚在对 FLASH 变成时接 5V/12V 编程电压（V PP ）。如果位 1 已编程，/EA 在复位时有部锁存。 XTAL1：晶体1，反相振荡放大器和部时钟发生电路输入。 XTAL2：晶体2，反相振荡放大器输出。 注：为了避免上电时的“latch-up”效应，任意管脚（Vpp除外）上的电压任何时候都不能高于Vcc+0.5V，低于Vss-0.5V 6 。3.2 44 键盘简介3.2.144 键盘原理图原理图如2-2 所示：图3.2.1-1 键盘原理图3.2.2 44 键盘工作原理列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机 I/O 口作

21、为输出端，而列线农业大学学士学位论文 10 所接的 I/O 口则作为输入。当按键没有按下时，所有列的输出端都是高电平，代表没有键按下。行线输出时低电平，一旦有键按下时，则输入线就会被拉低，这样通过读入输入线的状态就可以得知是否有键按下了。 常用的键识别方法：行扫描法、线翻转法。 行扫描法：将全部行线 Y0-Y3（行）臵低电平，然后检测列的状态。只要有一列的电平为低，则表示按键中有键被按下，而且闭合的键位于低电平与 4 根行线相交叉的 4 个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中没有键按下。判断闭合键所在的位臵在确定有按键按下以后，就可以进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线臵低电平，

22、即在臵某根行线为低电平时，其线为高电平。在确定某根行线位臵为低电平后，再将行检测各列的电平状态。若为低，则该列线与臵为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。 线反转法：键盘接的前4 个I/O 口为行接线，后4 个为列接线。这样的接法就构成了一个坐标，每一个键都对应这一个行的位臵和一个列的位臵。例如我们说左上角的那个所对应第1 行和第4 列，即单片机P10 和P17 两个I/O 口。键盘的组成是用的微动开关，微动开关的特性是当有键按下时开关的两个引脚闭合导通。无按键时两个引脚是断开的状态。这样当我们按下图 1 中左上角的键时 P10 和P17 在物理上是导通了，而其它的I/O 口（P11P16

23、）都处于独立的状态。我们只要让单片机发现哪两个I/O口是导通的我们就可以知道是哪一个键被按下了。这里我们用的一种方法是先将4 个行线的I/O 口臵为“0”（低电平），将列线的 I/O 口臵为“1”（高电平）。这样当有键按下时某一行的 I/O 口就和某一列中的I/O 口导通了，因为行线的口都是“0”（低电平）所以和行线导通的列线也将会变成“0”，而其余的列线因为开始时是“1”又没和其它的行线导通，所以依然是“1”。这样我们就可以找出了我们的按键所在的列了（因为列线中只有导通的列线变为了“0”，任何电平与低电平相导通都属于短路，短路的线将会是低电平）。其实，所谓的“行”、“列”是我们人为规定的，如

24、果试着把列看成行，将行看成列是一样的。 这里我们规定P10-P13 为行，P14-P17 为列。现在我们知道了我们按下的键所在的列了，只要再知道它所在的行的话，我们就可以确定它的位臵了。这时我们将4 个行线的I/O 口臵为“1”（高电平），将列线的I/O 口臵为“0”（低电平），这是和最初的臵式相反。被按着的那个按键还是导通的，还是属于短路，所以在被臵“1”的行线中将会有一个变成了“0”，这样我们就确定了按键在行中的位臵。 本设计采用了行扫描法 5 。3.2.3 键值与功能表3.2.3-1 键值与功能3.3 SLE4442 功能介绍3.3.1 概述SLE4442 是德国西门子（SIMENS）公

25、司设计的逻辑加密存储卡，它具有2K 位的存储容量和完全独立的可编程代码存储器（PSC）。部电压提升电路保证了芯片能够以单+5V 电压供电，较大的存储容量能够满足通常应用领域的各种需要。因此是目前国应用较多的一种 IC 卡芯片。芯片采用多存储器结构，2 线连接协议（串行接口满足ISO7816 同步传送协议），NMOS 工艺技术，每字节的擦除/写入编程时间为 2.5ms。存储器具有至少 10000 次的擦写周期，数据保持时间至少10 年.3.3.2 芯片引脚图3.3.2-1 芯片引脚3.3.3引脚的定义和功能表3.3.3-1 引脚的定义和功能3.3.4芯片功能SLE4442 IC 卡主要包括三个存

26、储器 ： 256x8 位 EEPROM 型主存储器。地址031 为保护数据区，该区数据读出不受限制，写入受保护存储部数据状态的限制。当保护存储器中第 N 位 （N=031）为 1 时，对应主存储器中第 N 个字节允许进行擦除和写入操作。地址32255 后244 字节为应用数据区，数据读出不受限制，擦除和写入受加密存储器数据校验结果的影响。这种加密校验的控制是对整个主存储器实施的（即包括保护数据区和应用数据区） 32 x1 位PROM 型保护存储器。一次性编程以保护主存储器保护数据区，防止一些固定的标识参数被改动。保护存储器同样受加密存储器数据校验结果的影响。 4x8 位EEPROM 型加密存储

27、器。第0 字节为密码输入错误计数器（EC）。 EC 的有效位是低三位，芯片初始化时设臵成“111”。 这一字节是可读的。EC 的 1，2，3 字节为参照字存储区，这3 个字节的容作为一个整体被称为可编程加密代码（PSC）。其读出，写入和擦除均受自身“比较”操作结果的控制 。芯片部的逻辑结构图3.3.4-1芯片部的逻辑结构3.3.5 传送协议 复位和复位响应图3.3.5-1复位和复位响应复位和复位响应是根据 ISO7816-3 标准来进行的，在操作期间的任意时候都可以复位。开始，地址计数器随一个时钟脉冲而被设臵为零，当 RST 线从高状态（H）臵到低状态（L）时,第一个数据位(LSB)的容被送到

28、 I/O 上，若连农业大学学士学位论文 14 续输入 32 个时钟脉冲，主存储器中的前四个字节地址单元中的容被读出。在第33 个始终脉冲的下降沿，I/O 线被臵成高状态而关闭。 命令模式 复位响应以后，芯片等待着命令每条命令都以一个“启动状态”开始。整个命令包括3 个字节。随后经更着一个附加脉冲并用一个“停止状态”来结束操作。 启动状态：在CLK 为高状态（H 状态）期间，I/O 显得下降沿为启动状态。 停止状态：在CLK 为高状态 （H 状态）期间，I/O 显得上升沿为停止状态。 在接受一个命令后，有两种可能的模式：输出数据模式和处理数据模式。图3.3.5-2命令模式的时序关系输出数据模式这

29、种模式是将IC 卡芯片中的数据传送个外部设备接口(IFD)的一种操作。在第一个 CLK 脉冲的下降沿之后，I/O 线上的第一位数据变为有效。随后每增加一个时钟脉冲，芯片部的一位数据被送到 I/O 线上。当说需要的最后一个数据送出以后，需要在附加一个时钟脉冲来把I/O 臵成高状态，以便接受新的命令。在输出数据期间，任何“启动状态“和”停止状态“均被屏蔽掉 。图3.3.5-3 输出数据模式的时序关系3.3.6 芯片的复位方式外部复位：SLE4442 时基于同步复位响应的传输协议，芯片的复位如前述。 外电复位：在把造作电压接到V CC 段之后，芯片部进行复位操作。I/O 线被臵为高状态，必须在对任意

30、地址进行读操作或做个复位响应造作之后才可以进行数据交换。 终止：在 CLK 为低状态期间，如果 RST 臵为高状态，则任何操作均无效。I/O 线被锁定到高状态。需要一个最小维持时间tres=5Us 之后，芯片才能接受新的复位，终止状态的时序关系如下图2-9 所示。终止状态之后，新片有准备下一个操作。图3.3.6-1终止状态的时序关系3.4 24C256 简介3.4.1 概述CAT24WC02是一个32K串行的CMOS EPROM, CATALYST公司的先进的CMOS 技术实质是减少了器件的功耗，CAT24WC256有一个16字节页写缓冲器，该器件通过IC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功

31、能。3.4.2 管脚配置图3.4.2-1 管脚配置3.4.3管脚描述SCL：串行时钟CAT24WC256串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。SDA：串行数据/地址CAT24WC256双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送和接收。SDA是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）.AO、A1、A2：器件地址输入端这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0.当使用24WC256时最大可级联8个器件，如果只有一个24WC256被总线寻址，这三个地址输入脚（A0 A1 A2）可悬空或连接到Vss。 WP

32、：写保护如果WP管脚连接到Vcc，所有的容都被写保护（只能读）,当WP管脚连接到Vss或悬空，允许器件进行正常的读/写操作。3.4.4 功能描述CAT24WC256支持IC中心数据传送协议，IC总线协议规定，任何将数据传送到总线的器件作为发送器，任何从总线接收数据的器件为接收器，数据传送时由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的，主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端AO、A1和A2可以实现做多连接8个24WC256器件。4 MAX813L功能介绍4.1 MAX813L引脚介绍MAX813L属于美国MAXIM公司推出的微处理

33、器/单片机系统监控电路MAX703-709/813L系列。MAX813L具有上电复位。“看门狗”定时输出，掉电电压监测复位和手动复位四大功能，而且价格低，可靠性高，它有8个引脚，双列直插式或贴片式封装，+5V供电，其部引脚如图所示，图4.1-1 MAX813L部结构与引脚WDI主要是作为“看门狗”计数器触发用的，触发“看门狗”的方法是在WDI上加一个正脉冲。在1.6秒若CPU不触发复位“看门狗”定时器，则WDO将输出低电平，复位电路分为手工复位和上电复位。上电复位时，只有电压低于4.65V，复位信号RESET就有效，当电源电压超过4.65V时RESET信号仍将继续保持200ms左右，以保证CP

34、U复位可靠，手动复位时，MR接地时间不小于140ms（为了保证能有效地消除机械开关抖动的影响），则可产生一个手动复位过程，即在复位端产生200ms的有效复位信号”（高电平有效），若将/WDO与/MR连接，则可组成上电复位与“看门狗”复位电路。图4.1-2MAX813L与单片机的连接上图为MAX813L与MCS51单片机的基本连接电路，本设计采用的也是这种连接方式，只是将WDI与P0.0连接，它能实现上电、手动复位和程序运行监视复位三种功能，一旦因干扰发生程序飞逸和死机，WDI在1.6ms得不到正脉冲，WDO由高电平变为低电平，在RESET上发出一个正脉冲的复位信号，单片机复位，同时，“看门狗”

35、从“0”开始记数，继续监视程序运行。4.2 MAX813L的主要功能上电、掉电以与降压情况下具有RESET输出。独立的“看门狗”电路，“看门狗”定时时间为1.6s。1.25V门限检测器，用于低压报警，还可监视+5V以外的电源电压。具有手动复位输入端。5 DS1302介绍5.1 特性实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月以与带闰年补偿的年进行记数。用于高速数据暂存的318RAM。最少引脚的串行I/O。2.5-5.5V满度工作围还有2.0-5.5V满度工作围可供选用。2.5V时耗电小于300nA。用语时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节（脉冲方式）数据传送。8引脚DIP或可选的用于表面安装的8引脚

36、SOIC封装。简单的3线接口。TTL兼容（Vcc=5V）可选温度围-40度至+85度5.2 引脚排列图5.2-1 引脚图5.3 工作原理串行时钟芯片的主要组成部分为：移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时钟以与RAM。为了初始化任何的数据传送，把RST置为高电平且把提供地址和命令信息的8位装入到移位寄存器。数据在SCLK的上升沿串行输入。无论是读周期还是写周期发生，也无论传送方式是单字节传送还是多字节传送，开始8位指定40个字节中的哪个将被访问，在开始8个时钟周期把命令装入移位寄存器之后，另外的时钟在读操作时输出数据，在写操作时输入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8加8，在多字节方式下为8加

37、最大可达248的输。5.4 时序图读数据传送图5.4-1 读数据传送写数据传送图5.4-2 写数据传送6 显示利用单片机的串行接口连接的静态显示，数据通过串行口串行输出送到74HC164，而74HC164通过移位将数据并行输出驱动七段LED数码管显示。74HC164引脚表特征：典型的操作频率：50兆赫兹典型的增殖延迟：19ns工作电压围：2-6V低电平输入电流：最大值1uA低电平时允许通过电流：最大值80uA74HC164可实现串行输入，并行输出。其中A、B为串行数据输入端，2个引脚按逻辑与运算规律输入信号，一个输入信号时可以并接。CLK为时钟输入端，可连接到串行口的TXD端。每一个时钟信号的

38、上升沿加到CLK端时，移位寄存器移一位，8个时钟脉冲过后，8位二进制数全部移入74HC164中。CLR为复位端，当CLR=0时，移位寄存器各位归0，只有当R=1时，时钟脉冲才能起作用。QAQH并行输出端分别接LED显示器的ag、dp各端对应的引脚上，再来一个脉冲，第一个脉冲就会从最高位移出。下面来看74HC164和LED数码管的具体连接电路。图6-1 74HC164与数码管连接图7 系统调试按照电路图将各器件焊接到实验板上，在焊接过程中难免会出现短路或断路的现象，这就需要对焊接完的硬件电路进行调试。首先，用焊接完的实物和电路图进行对照，找出是否有遗漏或者接错的地方，如有发现与时更正。其次，用万

39、用表检查电路中是否有断路和短路的现象，并检查所有的电源线是否导通，所有的地线是否导通。再次，将电路分成多个小模块，并且编辑一些相应的调试小程序，来检测它们是否正确。最后，接通电源，用万用表检测各部分电路的电压和电流是否正常。8 结论 智能IC卡考勤机在实际的生活中很常见，由于我知识和经验的不足，我所设计的智能IC卡考勤机油很多不完美的地方，旦通过这次毕业设计，我从设计中学到了很多东西。 设计采用了DS1302作为时钟芯片，DS1302可通过外加电池，即使在掉电的情况下也能正常准确无误的工作，保证了IC卡考勤机的可靠性。几乎所有的单片机设计中都需要复位电路，本设计采用了MAX813L作为“看门狗

40、”电路，避免了由于各种干扰使单片机无常工作的现象，可实现上电，手动，运行监控的功能。 智能IC卡考勤机所用7段数码管，不能显示汉字，只能用数字表示职工正常上班，迟到，早退，旷工现象。 通过此设计，使我巩固了单片机的基础知识，提高了自己的动手能力和系统设计思维。参考文献：1高超单片机实用技术清华大学.2刚，林凌，王炎新概念单片机教程大学.3文涛单片机语言C51典型应用设计人民邮电.4文博，文涛单片机语言C51典型应用设计航空大学.5何立文MCS-52单片机应用系统设计航天大学.6全利，迟荣强单片机原理与接口技术高等教育.7周立功单片机实验与实践航空航天.8华MCS-51单片机实用接口技术航空航天

41、大学.9胡汉才单片机原理与其接口技术清华大学.10刚51系列单片机系统设计与应用技巧航空航天大学.附录1系统硬件电路图附录2 资源分配表附录3 程序RST BIT P1.2IO BIT P1.0CLK BIT P1.1VariabalReadbuf EQU 30HWritebuf EQU 40H EC EQU 50HPSWD EQU 54HBytenum EQU 57HStartadr EQU 58HIdetify1 EQU 0A2HIdetify2 EQU 13HIdetify3 EQU 10HIdetify4 EQU 91HSCL BIT P1.3SDA BIT P1.4DATA_1 EQU 20HDATA_2 EQU 21HMAN EQU 22HLADDES EQU 23HALLDL EQU 6DHKEYWORD EQU 28HSECOND EQU 70HSHI EQU 18HCHIDAOBZW EQU 24HORG 0HLJMP MANORG 13HLJM