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第3章 门禁系统的硬件电路设计
此要把卡号存入存储器EEPROM中，实现对于RFID卡的登记。
存储器有并行存储器和串行存储器之分，其中并行存储器存储容量较大，数据传送速度快、效率高，但芯片体积大、而且长时间的工作会造成大量打发热，管脚多、需要占用CPU大量的I/O口，外部扩展复杂。然而串行存储器体积小，与CPU接口简单，一般只要占用CPU的2至3个I/O端口。在由上比较，此次设计中我们选用串行存储器。在此设计中选用AT24C02，它与更高容量的存储器兼容，出现问题时易于更换。AT24C02由SCL、SDA引脚进行串行通信的读写存储器。AT24C02与单片机的接口电路如图所示：
图3-4 AT24C02与单片机连接电路
AT24C02与单片机连接的线是： 1)SCL接单片机的P2.1，同步时钟输入。 2)SDA接单片机的P2.0，串行数据输入/输出。 3)WE接地，写保护脚，WE=0芯片允许读写操作。 4)E0，E1，E2接地，芯片地址引脚，都要接固定电平。
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3.4.1 EEPROM存储器接口
存储器AT24C02为8引脚DIP封装，管脚的含义：
1)E0到E2是地址输入线，为硬连线，通过这个地址单片机最多可寻址8个AT24C02，8个芯片都有固定的地址，分别对应E0，El，E2为000到111，我们用E0E1E2=000。
2)SDA是双向串行数据/地址脚，用于数据的发送和接收，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）。
3)SCL是串行时钟输入线，用于产生串行数据发送或接收的时钟。 4)WE是写保护线，接到VCC为存储器写保护，接地为允许读写操作。
3.4.2 I2C总线协议
I2C（Intel-Integrated Circuit）总线是荷兰Philips公司于八十年代初推出的一种芯片间串行总线扩展技术。它用两根线（数据线SDA、时钟线SCL）可以完成总线上主机与器件的全双工同步数据传送。每一个时钟脉冲传输一位数据，在标准模式下可达100kbit/s，高速模式下可达400kbit/s。
1)SDA和SCL两线都是高电平定义为总线空闲状态。 2)只有在总线空闲时才允许启动数据传送。
3)在数据传送过程中，SCL为高，SDA状态必须保持稳定：SCL为低才允许SDA状态变化。
4)SCL为高时SDA的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。SCL保持高电平期间，SDA出现由高到低的跳变作为I2C总线的起始信号，出现山低到高的跳变作为I2C总线的停止信号。起停信号由主器件发出。
5)串行数据首先传送最高位，每传送一个字节后必须跟一个应答位。低电平为应答信号，高电平为非应答信号。
6)接收器输出应答信号时，发送器必须释放数据线（SDA为高）芯片接收到停止信号后置于低功耗的备用方式（StandbyMode），起始/停止时序见图3-5所示[14]。
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第3章 门禁系统的硬件电路设计
SDASCLSTART图3-5 数据传输起始/停止时序
STOP
3.5 时钟芯片
此次门禁系统设计要求能够实现期限管理，即对于RFID卡实现期限管理，本已注册过的RFID卡在一段时间之后会无法开门，它的合法性受到时间的限制。因此要想实现此功能需加入时钟芯片达到计时效果，门禁系统开机后，时钟芯片便会计时，可以在程序中设定时间当时钟芯片到达指定时间后，便会使存储器清空，清除注册过的卡号，从而达到RFID卡的期限管理效果。
图3-6 时钟芯片与单片机连接电路
本次实际中所用到的时钟芯片是DS1302，DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片DS1302，它拥有31个字节的静态RAM和实时时间，通过简单
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的串行接口连接可以与单片机进行实时时钟通信。提供秒、分、时日、日期、月及年份信息，每月的天数和闰年的天数都会系统自动调整计算。时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24或12小时格式。DS1302时钟芯片与单片机之间的信息传递通过简单地同步串行的方式进行通信，仅需用到 RES 复位、 I/O 数据线、SCLK串行时钟。时钟的读/写数据以一个字节或多个个字节、最高可达到满状态的31字节的字符组方式通信。其与单片机的连接方式如图3-6所示：
DS1302的引脚图及外围的电路如上图所示，X1 X2 接32.768KHz 晶振，为时钟芯片提供时钟脉冲。复位脚CE、数据I/O 及串行时钟引脚SCLK，VCC1，VCC2接电管脚，VCC2接+5V系统电源，VCC1接系统备用电源。对与单片机的时间进行实时通信采用串行通信方式，CE为通信允许信号，当CE=1允许进行实时通讯，CE=0时禁止通信；I/O为双向串行数据传送信号，SCLK为串行数据的位同步脉冲信号。实时时钟芯片DS1302通过CE、SCLK和I/O三个管脚与单片机实现两芯片间的实时数据传送[15]。
3.6 步进电机电路
图3-7 步进电机驱动电路
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