基于32位高性能嵌入式處理器的門禁考勤系統(tǒng)

近幾年來，隨著市場上智能化樓宇的不斷升溫，門禁考勤系統(tǒng)已作為智能化辦公室的一種標志被各商家用戶所接受。人們已開始習慣用感應卡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐵鑰匙去管理各通道門，這使門禁系統(tǒng)得到了飛躍性的發(fā)展。在2000年，全世界的門禁系統(tǒng)銷量比1999增長了接近10倍，占整個安防市場的40％。 初期的門禁系統(tǒng)主要是應用在本地化通道管理領域，人們利用門禁系統(tǒng)去管理本地端的通道門，受系統(tǒng)連接線路的限制，系統(tǒng)的覆蓋范圍僅達幾百米。后來，門禁系統(tǒng)引入總線制技術使系統(tǒng)的覆蓋范圍擴展至幾km，大大地擴展了系統(tǒng)的容量。1 mc68vz328的性能特點motorola的mc68vz328屬于dragonball(龍珠)系列，但較之于前面的產(chǎn)品具有更高的性能，例如速度更快、功耗更低，內(nèi)置lcd控制器，可直接掛接最大640x512點陣式圖形lcd等，具體特性如下所述：時鐘周期60ns，工作電壓3．3v；
8個片選信號，每個片選信號的地址空間可由程序設置；
支持3種工作模式：正常模式、突發(fā)模式、睡眠模式；
18個邊沿和電子中斷，分為7個不同等級的中斷；
54個i／o口，大部分是復用的，可對相應的寄存器進行設置來改變i／o的用途；
脈寬調(diào)制器，可以用于發(fā)聲；
通用定時器具有60ns的分辨率，最長定時時間為524 s；
通用異步收發(fā)器支持的最高波特率為115 200b／s，同時支持紅外通訊；
支持單色lcd顯示屏，支持2位，4位和1位的數(shù)據(jù)線接口，最大尺寸640x512象素，支持4級或16級灰度，有硬光標；
實時時鐘模塊：提供采樣定時中斷，每秒一次的中斷和每天一次的中斷，2s的看門狗；
drma控制模塊：支持8位和16位寬度dram，可編程控制的刷新周期，對lcddma存取支持快速頁面模式和edo模式，最高支持4mxl6的容量。 目前，龍珠系列處理器是國內(nèi)pda設計的首選處理器，但實際根據(jù)motorola所設計的特性，mc68vz328的應用領域要廣泛得多。下面以其在門禁考勤系統(tǒng)中的一款設計為例說明。2 門禁考勤系統(tǒng)構成2．1 硬件構成一套典型的門禁考勤系統(tǒng)由3部分組成：控制器、紅外遙控器、感應讀卡器。如圖1所示，控制器外部可連接2個感應讀卡器，同時可與pc機相連，接受紅外遙控器的指令，控制2個電控鎖。感應讀卡器與控制器之間通訊使用i／o口?？刂破髋cpc機的通訊使用標準串口。紅外遙控器與控制器之間通訊使用i／o口。感應讀卡器使用nrf4001感應器，紅外遙控接受器使用gp(u52-933)。
控制器內(nèi)部按功能模塊可分為8部分(如圖2所示)：
cpu：控制整個系統(tǒng)；
存儲器：保存接受的數(shù)據(jù)；
串口rs232：與pc通訊。每天控制器保存的數(shù)據(jù)，如員工進入情況、上班時間等都上傳給pc機作處理，達到門禁考勤的作用；
帶觸摸屏的lcd：大屏顯示，同時帶觸摸屏實現(xiàn)手寫輸入；
實時鐘：為系統(tǒng)提供準確時鐘；
電源管理：為系統(tǒng)提供不同類型的電壓，例如，為lcd提供18v偏壓，為cpu提供3．3v電源，為感應讀卡器、紅外遙控接受器提供5v供電。外電220v接人，經(jīng)過整流分別輸出18v，5v，3．3v直流。
i／o口控制：控制電控鎖、接收感應讀卡器的數(shù)據(jù)、接收紅外遙控器的數(shù)據(jù)、輸出聲音。
復位電路：保證系統(tǒng)崩潰后，能重新恢復正常。 2．2 軟件結構(1)操作系統(tǒng)使用專用于dragonball系列處理器的ppsm(personal portable system manager)。ppsm是基于中斷優(yōu)先調(diào)度的32位實時操作系統(tǒng)核。所有任務根據(jù)事件驅(qū)動，例如，點擊1個圖標可以激活1個任務。ppsm提供的公用函數(shù)接口api包括基本的lcd控制，畫圖功能，實時鐘管理及串口控制。ppsm并不直接訪問硬件設備，而是通過驅(qū)動程序管理所有外設。因為為外設提供統(tǒng)一的驅(qū)動接口，因此即使外設發(fā)生變化，也不需要改變內(nèi)核，使其具有更強的靈活性。ppsm支持多任務，每個任務還可建立于任務。ppsm定義了2種中斷消息集：系統(tǒng)中斷消息和用戶自定義中斷消息。系統(tǒng)中斷消息指操作系統(tǒng)提供的中斷處理函數(shù)自動產(chǎn)生的中斷消息，用戶只需要做上層應用處理，例如串口、實時鐘、聲音、觸筆、定時器等。用戶自定義中斷指需要用戶自己做中斷處理函數(shù)，在中斷處理函數(shù)中向任務發(fā)送中斷消息，例如中斷級別一級中斷、中斷級別二級中斷、看門狗等。(2)