基于32位高性能嵌入式处理器的门禁考勤系统

近几年来，随着市场上智能化楼宇的不断升温，门禁考勤系统已作为智能化办公室的一种标志被各商家用户所接受。人们已开始习惯用感应卡代替传统的铁钥匙去管理各通道门，这使门禁系统得到了飞跃性的发展。在2000年，全世界的门禁系统销量比1999增长了接近10倍，占整个安防市场的40％。 初期的门禁系统主要是应用在本地化通道管理领域，人们利用门禁系统去管理本地端的通道门，受系统连接线路的限制，系统的覆盖范围仅达几百米。后来，门禁系统引入总线制技术使系统的覆盖范围扩展至几km，大大地扩展了系统的容量。1 mc68vz328的性能特点motorola的mc68vz328属于dragonball(龙珠)系列，但较之于前面的产品具有更高的性能，例如速度更快、功耗更低，内置lcd控制器，可直接挂接最大640x512点阵式图形lcd等，具体特性如下所述：时钟周期60ns，工作电压3．3v；
8个片选信号，每个片选信号的地址空间可由程序设置；
支持3种工作模式：正常模式、突发模式、睡眠模式；
18个边沿和电子中断，分为7个不同等级的中断；
54个i／o口，大部分是复用的，可对相应的寄存器进行设置来改变i／o的用途；
脉宽调制器，可以用于发声；
通用定时器具有60ns的分辨率，最长定时时间为524 s；
通用异步收发器支持的最高波特率为115 200b／s，同时支持红外通讯；
支持单色lcd显示屏，支持2位，4位和1位的数据线接口，最大尺寸640x512象素，支持4级或16级灰度，有硬光标；
实时时钟模块：提供采样定时中断，每秒一次的中断和每天一次的中断，2s的看门狗；
drma控制模块：支持8位和16位宽度dram，可编程控制的刷新周期，对lcddma存取支持快速页面模式和edo模式，最高支持4mxl6的容量。 目前，龙珠系列处理器是国内pda设计的首选处理器，但实际根据motorola所设计的特性，mc68vz328的应用领域要广泛得多。下面以其在门禁考勤系统中的一款设计为例说明。2 门禁考勤系统构成2．1 硬件构成一套典型的门禁考勤系统由3部分组成：控制器、红外遥控器、感应读卡器。如图1所示，控制器外部可连接2个感应读卡器，同时可与pc机相连，接受红外遥控器的指令，控制2个电控锁。感应读卡器与控制器之间通讯使用i／o口。控制器与pc机的通讯使用标准串口。红外遥控器与控制器之间通讯使用i／o口。感应读卡器使用nrf4001感应器，红外遥控接受器使用gp(u52-933)。
控制器内部按功能模块可分为8部分(如图2所示)：
cpu：控制整个系统；
存储器：保存接受的数据；
串口rs232：与pc通讯。每天控制器保存的数据，如员工进入情况、上班时间等都上传给pc机作处理，达到门禁考勤的作用；
带触摸屏的lcd：大屏显示，同时带触摸屏实现手写输入；
实时钟：为系统提供准确时钟；
电源管理：为系统提供不同类型的电压，例如，为lcd提供18v偏压，为cpu提供3．3v电源，为感应读卡器、红外遥控接受器提供5v供电。外电220v接人，经过整流分别输出18v，5v，3．3v直流。
i／o口控制：控制电控锁、接收感应读卡器的数据、接收红外遥控器的数据、输出声音。
复位电路：保证系统崩溃后，能重新恢复正常。 2．2 软件结构(1)操作系统使用专用于dragonball系列处理器的ppsm(personal portable system manager)。ppsm是基于中断优先调度的32位实时操作系统核。所有任务根据事件驱动，例如，点击1个图标可以激活1个任务。ppsm提供的公用函数接口api包括基本的lcd控制，画图功能，实时钟管理及串口控制。ppsm并不直接访问硬件设备，而是通过驱动程序管理所有外设。因为为外设提供统一的驱动接口，因此即使外设发生变化，也不需要改变内核，使其具有更强的灵活性。ppsm支持多任务，每个任务还可建立于任务。ppsm定义了2种中断消息集：系统中断消息和用户自定义中断消息。系统中断消息指操作系统提供的中断处理函数自动产生的中断消息，用户只需要做上层应用处理，例如串口、实时钟、声音、触笔、定时器等。用户自定义中断指需要用户自己做中断处理函数，在中断处理函数中向任务发送中断消息，例如中断级别一级中断、中断级别二级中断、看门狗等。(2)