?目錄

第1章 概述............................................................................................................ 6

1.1 指紋識別技術(shù)的發(fā)展................................................................................... 6

1.2 指紋識別原理............................................................................................... 7

1.3 系統(tǒng)設(shè)計目的及意義................................................................................... 8

1.4 工作流程....................................................................................................... 8

第2章 硬件介紹和設(shè)計...................................................................................... 10

2.1 單片機及最小系統(tǒng)..................................................................................... 10

2.2 液晶顯示模塊............................................................................................. 11

2.2.1 12864系列液晶的引腳功能.......................................................... 12

2.2.2 控制器接口說明............................................................................ 12

2.2.3 指令說明........................................................................................ 13

2.2.4 12864引腳與單片機連接圖.......................................................... 18

2.3 按鍵控制部分電路..................................................................................... 19

2.4 指紋模塊..................................................................................................... 21

2.4.1 指紋模塊簡介................................................................................ 21

2.4.2 指紋模塊命令................................................................................ 23

2.5 本章小結(jié)..................................................................................................... 25

第3章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計...................................................................................... 26

3.1 系統(tǒng)程序工作分析..................................................................................... 26

3.2 主程序流程圖............................................................................................. 26

3.3.1鍵盤管理程序設(shè)計流程................................................................. 27

3.3.2 LCD顯示模塊程序設(shè)計流程........................................................ 29

3.4 Keil編程...................................................................................................... 29

3.5 本章小結(jié)..................................................................................................... 30

第4章 硬件調(diào)試................................................................................................. 31

4.1 電路的焊接................................................................................................. 31

4.2 小燈、繼電器的調(diào)試................................................................................. 32

4.3液晶的調(diào)試.................................................................................................. 32

4.4 本章小結(jié)..................................................................................................... 33

結(jié) 論................................................................................................................. 34

參考文獻.......................................................................................................... 35

致 謝................................................................................................................. 36

附錄.................................................................................................................. 37

摘? 要

近年來，指紋識別技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展很快，由于其良好的安全性目前該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于生活和工。。。。。。。。。。。

指紋識別技術(shù)是目前國際公認的應(yīng)用廣泛、價格低廉、易用性高的生物人證技術(shù)。指紋只是人體皮膚的一小部分，但是它卻蘊涵了大量的信息。皮膚的紋。。。。。。。。。。。。

本設(shè)計開發(fā)了一款基于單片機的指紋識別電子密碼鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)以STM32f103C8T6單片機作為模塊核心，通過控制AS608指紋模塊實現(xiàn)錄取指紋并存。。。。。。。。。。。。。

關(guān)鍵詞：單片機；指紋識別；液晶屏

ABSTRACT

In recent years, fingerprint identification technology has developed rapidly in China and abroad, because of its good security now that the technology has been widely used in daily life and work. With the decline in the cost of the fingerprint recognition technology and the comprehensive promotion and general trends should be.

Fingerprint recognition technology is a technology of biology-authentication widely used and legalized in international today because of its low-price and finer application. Fingerprint just is a small part of the skin, but it contains a great deal of information .The veins of the skin are different in pattern and cross point and break point. Medicine has proven that these characteristics are different for each finger and these characteristics are unique and permanent. So we can put a person's fingerprints correspond with him by comparing his fingerprint characteristics and pre-stored fingerprint features, you can verify his true identity. ?

This design developed a fingerprint recognition electronic password lock system based on single chip microcomputer. The system uses STM32C8T6 single-chip microcomputer as the core of the module. By controlling the AS608 fingerprint module, the fingerprint is captured and the fingerprint data is stored. The 2864 liquid crystal display is used to input and compare the results, and the DC relay and the LED are used to simulate the unlocking action. The system has small size, high cost performance, fast transmission speed, and is suitable for home and unit use.

Key Words：Single-chip microprocessor; fingerprint detection; LCD

第1章 概述

1.1 指紋識別技術(shù)的發(fā)展

。。。。。。。。。。。。。。

指紋是人類手指上的條狀紋路，他們的形成依賴于胚胎發(fā)育時的環(huán)境。指紋識別已經(jīng)有了很長一段歷史，據(jù)考古學家證實：公元前6000年以前，指紋作為身份鑒別的工具已經(jīng)在古敘利亞和中國開始應(yīng)用。到了20世紀。。。。。。。。。。。。。。。

由于人體的身體特征具有不可復(fù)制的特點，人們把目光轉(zhuǎn)向了生物識別技術(shù)，希望可以藉此技術(shù)來應(yīng)付現(xiàn)行系統(tǒng)安全所面臨的挑戰(zhàn)。要把人體的特征用于身份識別，這些特征必須具有唯一性和穩(wěn)定性。研究和經(jīng)驗表明，人的指紋、掌紋、。。。。。。。。。。。。

指紋識別技術(shù)的發(fā)展得益于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)和快速可靠算法的研究。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但用于識別的數(shù)據(jù)量相當大，。。。。。。。。。。。。。

1.2 指紋識別原理

手指表面皮膚凹凸不平而產(chǎn)生的紋路就是指紋。理想的指紋圖像是一幅黑白相間的二值圖像。但是由于指紋通常是用按壓的方式得到的，因此，。。。。。。。。。。

通常采用的結(jié)構(gòu)特征有2種層次：

1）全局特征。所描述的是指紋的全局紋路結(jié)構(gòu)，如圖1-1所示，利用計算機處理時具體劃分為：弓型、箕型、螺。。。。。。。。。。。。。

圖1-1 指紋基本紋路圖案

2）局部特征。斷點和分叉是最常用的指紋局部結(jié)構(gòu)特征，也稱為細節(jié)特征。采用這種特征的一個例子是細節(jié)—坐標模型，也就是使用指紋的。。。。。

圖1-2 指紋圖像

人們根據(jù)紋路的局部結(jié)構(gòu)特征共定義了150多種細節(jié)特征，如果同時使用所有的這些特征，將很難自動而且迅速地從指紋圖像中提取并且區(qū)分。。。。。。

1.3 系統(tǒng)設(shè)計目的及意義

現(xiàn)代社會越來越需要高效可靠的身份識別系統(tǒng)。傳統(tǒng)的個人身份鑒別手段如口令、密碼、身份證等由于其與身份人的可分離性，可假冒、可偽造、可盜用、可破譯，已不能完全滿足現(xiàn)代社會經(jīng)濟活動和社會安全防范的需要。作為最傳統(tǒng)、最成熟的生物。。。。。。。。。。。。

而以單片機為控制器的技術(shù)以發(fā)展的非常熟練，因為它的控制性能和可靠性能高的優(yōu)點，生活中的電子產(chǎn)品都離不開單片機控制，像電。。。。。。。。。。。。

1.4 工作流程

1）開機：按下電源，電源指示燈點亮，液晶顯示：“歡迎使用指紋門禁系統(tǒng) 請您開鎖”，按下按鍵后，液晶顯示：“歡迎使用請輸入密碼”，同時指紋模塊綠燈亮起，可以進行指紋識別開鎖功能。若指紋識別成功，繼電器動作，LED指示燈亮起，開鎖。。。。。。。。。。。。。。。。況下，如指紋模塊不好用或者緊急情況下，可以使用手動開鎖功能。密碼修改的功能是指可以修改并保存進入管理員的6位密碼，在修改時前后輸入兩次密碼只有兩次輸入的密碼一致時才能成功修改密碼。

硬件介紹和設(shè)計

整個系統(tǒng)主要分五大塊，分別是單片機控制部分、指紋模塊部分、矩陣鍵盤部分、LCD液晶顯示部分以及所驅(qū)動的繼電器部分。

整體硬件框架圖如下：

2.1 單片機及最小系統(tǒng)?

??? 要使單片機工作起來最基本的電路構(gòu)成為單片機最小系統(tǒng)如圖所示。

??? 圖2.1? 信號處理模塊? ?

? 單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/0）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。現(xiàn)在可以說單片機是。。。。。。。。。

? 單片機最小系統(tǒng)為單片機STM32F103C8T6，是一款基于ARM Cortex-M 內(nèi)核。。。。

復(fù)位電路就是確定單片機的工作起始狀態(tài)，完成單片機的啟動過程。單片機接通電源時產(chǎn)生復(fù)位信號，完成單片機啟動確定單片機起始工作狀態(tài)。當單片機系統(tǒng)在運行中，受到外界環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從。。。。。。。。。。。。

?? 單片機內(nèi)嵌40kHz的RC振蕩器，有PLL供應(yīng)CPU時鐘，分為睡眠、停機和待機三種模式可實現(xiàn)低功耗。有2個12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換的范圍為0至。。。。。。。。。。。。

??? 本系統(tǒng)采用STM32F系統(tǒng)列單片機，相比其他系列單片機具有很多優(yōu)點。一般STM32F單片機資源比其他單片機要多，而且執(zhí)。。。。。。。。。。。。。

2.2 液晶顯示模塊

液晶是一種高分子材料，因為其特殊的物理、化學、光學特性，20世紀中葉開。。。。。。。。

液晶顯示器的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面并配合背部。。。。。。。

液晶體積小、功耗低、現(xiàn)實操作簡單，但是它有一個致命的弱點，其使用溫。。。。。

2.2.1 12864系列液晶的引腳功能

對控制器每次進行讀寫操作之前都必須進行讀寫檢測，確保STA7為0。實際上，由于單片機的操作速度慢于液晶控制器反應(yīng)速度，因此可以不進行讀/寫檢測。。。。。。。。。。。。

“RE”為基本指令集與擴充指令集的選擇控制位元，當變更“RE”位元后，往后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變。。。。。

具體指令介紹：

。。。。。。。。。。。。。

3）位址歸位

RS	RW	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
L	L	L	L	L	L	L	H	I/D	S

功能：把DDRAM位址計數(shù)器調(diào)整為“00H”，游標回原點，該功能不影響顯示DDRAM功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)置的行將顯示在屏。。。。。。。。。。。。

2.2.4 12864引腳與單片機連接圖

下圖為12864與單片機的接口連接圖。

圖2-4 12864引腳與單片機連接圖

顯示模塊主要完成數(shù)據(jù)的顯示功能。用戶所編的顯示程序，開始必須進行。。。。

1、通過RS確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。寫命令包括使液晶的光標顯示/不顯示、光標閃爍/不閃爍、需/不需要移。。。。。。。。。。。

2、讀/寫控制端設(shè)置為寫。。。。。。。。。

2.3 按鍵控制部分電路

按鍵的閉合與否反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開，那么低電平則表示閉合，通過電平的高低狀態(tài)的檢測可確認鍵按下與否。為了確保CPU對一次按鍵動作只確認一次，并且防止干擾信號的影響，必需加入消除電平。。。。。。。。。

按鍵接口設(shè)計有兩種方法，獨立式按鍵和矩陣式鍵盤。獨立式按鍵各鍵相獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，只要檢測輸入線的電平就可以識別按鍵狀態(tài)。這種方法電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵需占用一根輸入口。由于該設(shè)計。。。。。。。。。。。。。

圖2-5 按鍵閉合及斷開前后的電壓

矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。當鍵被按下時，其交點的行線和列線接通，相應(yīng)的行線或列線上的電平發(fā)生變化，單片機通過檢測行或列線上的電平變化可以確定哪個按鍵被按下。

矩陣鍵盤的檢測方法有多種，。。。。。。。。。

在本實例中我們采用逐行掃描法來實現(xiàn)按鍵檢測，其中P1.4-P1.7作為列線，P1.0-P1.3作為行線。識別過程如下：

1、判斷鍵盤中是否有鍵按下。設(shè)置所有行線為輸出口，并輸出低電平；設(shè)置列線為輸入口，讀取列線上的電平狀態(tài)，只要有一列的。。。。。。

2、判斷被按下按鍵所在的位置。在確認有鍵按下后（進行按鍵消抖處理后），接下來就是確定具體哪個案件被按下，方法是：依次將每根行線設(shè)。。。。。。。。。。

3、按鍵位置確定后，接下來就要給矩陣鍵盤中的每個按鍵進行。。。。。。。。。。。。。

圖2-6按鍵電路

2.4.1 指紋模塊簡介

圖2-7 指紋模塊接口圖

指紋模塊里面主要是DSP芯片，型號為AS608，加上外面的CMOS芯片，CMOS芯片主要是對指紋進行“照相”，生成指紋特征，如下圖所示就是一個指。。。。。

具體的工作過程是：掃描指紋（錄入圖像）、生成特征、合成模板（。。。。。。。。。。

圖2-8 指紋模版

指紋模板就是“照一次相”，將指紋模塊里面的CMOS芯片采集一次指紋信息，然后進行模糊處理生成0和1兩種記錄信息，存入指紋模塊的。。。。。。。

具體指紋模塊介紹如下：

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

2.4.2 指紋模塊命令

我們進行指紋模塊的操是通過單片機的串口發(fā)送與接收命令完成的。我們先通過串口給指紋模塊發(fā)送命令，然后等待指紋模塊傳回數(shù)據(jù)。再通過。。。。。。。。。。。

主要為以下幾條命令。

2.5 本章小結(jié)

本章首先介紹了主要控制元件STM32F103C8T6單片機，并且介紹了各引腳功能及組成最小系統(tǒng)各部分的原理。然后，了解了12864液晶。。。。。。。。

第3章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計

3.1 系統(tǒng)程序工作分析

在本文的電路板中，單片機是作為控制器嵌入到系統(tǒng)中。應(yīng)用程序的開發(fā)主要分為兩大部分，即對指紋識別模塊的應(yīng)用程序開發(fā)以及對12864液晶、按鍵程序的開發(fā)。程序開發(fā)的方式將主要建立一系列的C語言函數(shù)子程序供主程序的隨。。。。。。。。。

3.2 主程序流程圖

根據(jù)分析后，制定如下圖的程序流程圖。主程序設(shè)計流程如圖3-1所示。

程序的巡檢過程：首先對各模塊進行初始化，檢測在有無按鍵按。。。。。。

主程序主要由液晶顯示、通訊子程序和按鍵程序組成。主程序的工。。。。。。。。

圖3-1 主程序流程圖

3.3.1鍵盤管理程序設(shè)計流程

本次設(shè)計所采用的按鍵是4x4矩陣鍵盤， 大家都知道，矩陣鍵盤一般分數(shù)字區(qū)0123456789*#和英文字母區(qū)ABCD，如下圖：

在本次設(shè)計，其中的*定義為刪除，當輸入密碼錯誤時可以一位位刪除密碼。#定義為確定，當輸入密碼后點擊確定打開密碼鎖。CD兩個按鍵定義為返回，可以返回上層頁面。數(shù)字區(qū)是用來輸入密碼，使其進入設(shè)置頁面或者驅(qū)動繼電。。。。。。。。。

鍵盤消抖的工作流程圖如圖3-2所示：

圖3-2 鍵盤程序流程圖

3.3.2 LCD顯示模塊程序設(shè)計流程

顯示模塊主要完成數(shù)據(jù)的顯示功能，然后根據(jù)接受到指令顯示相關(guān)的內(nèi)容在屏幕上。

圖3-3 顯示程序流程圖

3.4 Keil編程

所需要的各種硬件已經(jīng)選擇好，單片機是電路中主控制器，由單片機對指紋模塊及液晶、按鍵進行開發(fā)。首先應(yīng)建立一系列的C語言子程序供主程序進行調(diào)用。本設(shè)計采用Keil uVision2對單片機編程。Keil 可以編譯C源碼，匯編源程序。。。。

創(chuàng)建一個新工程，然后從器件庫中選擇單片機型號STM32F103型號中的c8t6。

2、新建text文件，命名為main.c，然后在T。。。。。。。。。

3、點擊下圖中箭頭所指的圖標，彈出如下對。。。。。。。。。。。。

。。。。。。。。。。。。。

3.5 本章小結(jié)

本章介紹了硬件選擇后設(shè)計軟件工作流程，及如何進行Keil軟件編程，然后創(chuàng)建“.hex”文件，程序燒寫時需要。接著若想系統(tǒng)各個部。。。。。。。。。。。。

第4章 硬件調(diào)試

4.1 電路的焊接

1.焊前準備

首先要熟悉所焊印制電路板的裝配圖，并按圖紙配料，檢查元器件型號、規(guī)格及數(shù)量是否符合圖紙要求，并做好裝配前元器件引線成型。。。。。。。。。。。。。。

。。。。。。。。。。。。。

（3）三極管焊接

注意e、b、c三引線位置插接正確；焊接時間盡可能短，焊接時用鑷子夾住引線腳，以利散熱。焊接大功率三極管時，若需加裝散熱。。。。。。。。。。。

（5）12864注意事項：

1）要避免在處理機械振動和對模塊施加外力，都可能使屏不顯示或損壞。

2）不能用手或堅硬工具或。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

7）模塊不能貯存在太陽直射的地方。

8）當電源接通時，不能組裝或拆卸模塊。

9）在電源電壓的偏差、輸入電壓的偏差及環(huán)境溫度等最壞條件下，也不能超過最大的額定值，否則將損壞LCD模塊。

4.2 小燈、繼電器的調(diào)試

首先按下電源，看電源指示燈是否點亮，證明電源電路正常。然后測試單片機是否正常工作，在Keil上編寫了一段紅綠小燈。。。。。。。。。。。。。。

4.3液晶的調(diào)試

導(dǎo)入12864液晶的測試程序，上電后，通過調(diào)節(jié)液晶屏背面的電位器調(diào)節(jié)12864的對比度，在調(diào)試液晶時要注意：屏上顯示小方格，產(chǎn)生。。。。。。。。。。。。。。。。

在經(jīng)調(diào)試后液晶的結(jié)果為：

圖4-2 液晶顯示

4.4 本章小結(jié)

本章首先介紹了如何進行實物焊接，。。。。。。。。。。

本文介紹了在設(shè)計的過程的關(guān)鍵點，供大家參考學習，獲取實物、仿真、對其它單片機硬件設(shè)計感興趣、有不明白的或者錯誤的，可以添加徽信biyezhan007?。

結(jié) 論

本文主要介紹了基于單片機的指紋識別系統(tǒng)的設(shè)計，使用的單片機為STM32F103C8T6，指紋模塊來實現(xiàn)指紋識別，并且利用液晶。。。。。。。。。。。。。。。。。。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的基于单片机的指纹密码锁系统的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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