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开源门禁系统设计项目—基于ATmega328

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发表于 2016-8-11 09:47:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.jpg
门禁系统设计要求:

基于atmega328单片机设计,具有通话、振铃、摘机、通话、开锁功能,还要有键盘和显示电路。

门禁系统设计思路:

  • 系统用到AD、UART、PWM、SPI,考虑成品的体积,采用arduino nano
  • 语音采样使用驻极体麦克风,经200倍前置放大,再进行8位AD采样,采样率8kHz,可达到电话音质,满足需求
  • 门禁系统通信的特点是多对一,距离10~100m,通信速率要满足语音通信、控制信号传输,因此采用485通信,通信速率512Kbps
  • 语音播放使用8位PWM,功放芯片采用常见的LM386
  • 显示屏采用Nokia5110,SPI通信
  • 键盘采用10位ADC键盘,16个按键
  • 开锁电路使用继电器实现

硬件设计分析:

1、Arduino Nano
主控直接采用arduino nano,由于485通信和下载程序共用0、1脚,因此要通过拨码开关切换0、1脚功能
1.png
2、电源电路
整个系统使用外部12v电源供电,用于驱动继电器和LM386,12v电源通过LM2940得到5v电源,Nokia5110显示屏需要3.3v供电,直接采用nano上的3.3v电源
2.png
3、ADC键盘电路
由于arduino接口较少,直接采用ADC键盘,一次挂载20个按键没有问题,每个分压电阻使用1kΩ,线性度非常不错。
3.png
4、485通信电路

使用了两片MAX485组成了全双工通信,实际测试,10m网线,2Mbps,完全不丢包,另外测试过2m,2Mbps的串口通信,也是完全不丢包
4.png
5、麦克风采样电路

语音采样,使用普通驻极体麦克风,经过LM358的200倍放大后,送入ADC
5.png
6、功放电路

功放直接采用常见的LM386典型电路,PWM信号经过积分电路,再送入LM386,为了提高音量,使用12v供电,实测效果不错,5v供电时,噪音非常大,稍微一大声就失真
6.png
7、开锁电路

开锁功能可以通过电磁锁实现,这里只用了继电器并留出了接线口,继电器电流也不小,保险起见使用了一个9014扩流,并反向并联一个二极管吸收反向电流
7.png
8、画好原理图之后就是排版画pcb了:

门禁系统设计结果:
        经过不断的测试与完善,在12v供电情况下,语音通信清晰,声音洪亮,基本无噪音,可改变从机地址,范围为001~999,其他功能也基本实现了,如开门、交互界面等等。
8.png

门禁系统源码截图:
9.png







电路相关文件下载:

电路图文件(用AD软件打开): 门禁系统硬件设计.zip (501.13 KB, 下载次数: 141)
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发表于 2016-8-11 10:17:08 | 显示全部楼层
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发表于 2016-8-11 10:26:38 | 显示全部楼层
路过学习
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发表于 2016-8-11 10:31:52 | 显示全部楼层
好好学习天天向上
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发表于 2016-8-11 13:02:20 | 显示全部楼层
学习
:):):):):):):):):):)
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发表于 2016-8-12 10:21:29 | 显示全部楼层
谢谢
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发表于 2016-8-12 17:31:56 | 显示全部楼层
谢谢分享
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发表于 2016-8-12 21:42:18 | 显示全部楼层
路过学习
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发表于 2016-8-15 09:40:18 | 显示全部楼层
rt
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发表于 2016-8-15 09:57:40 | 显示全部楼层
学习,这门禁似乎简单了一点
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