【《基于52单片机的指纹密码锁设计》9700字（论文）】.docx

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1、基于52单片机的指纹密码锁设计摘要：针对传统机械钺越来越不适应智能时代对钺具安全系数和使用灵活性的高要求，本文设计了一种安全又方便的知能密码林。该设计以STC89C52单片机作为密码锁盆控装置的检测和控制核心，采用如阵键盘输入的电子密码和指技密码作为解锁方式，使用液晶屏作为人机交互界面,并设有修改密码功能。测试结果表明，本设计达到了智能锁具应当具备的高安全性和高灵活性的功能要求，值得大力推广。关键词：指纹绘码蚀：STC89C52单片机：姓阵式镀盒引言近现代，社会发展迅速，大家对安全问题的重视程度也是越来越高，尤其以锁具种类的更新换代最为明显“门锁被撬的事情展见不鲜，由此可见，普通锁具的安全性能

2、已满足不了当前环境下人们对于防盗的要求,在众多生物识别技术中,指坡识别以方便，粒定，易采集等优点脱颖而HH指纹识别最早起源并应用于方位技术，近现代逐渐成为了认证个人身份最为重要的手段，自科学研究认证了指纹的唯一性及植定性以来，指触识别技术逐渐走进大众的视野，2000年以后，更是K速发展，指纹识别技术也逐渐从警用向民用发展，目前指纹识别的应用以只能手机解锁最为突出。相对于普通锁具，指触识别更加的方便快捷不需要随身携带大量钥匙，也无需再宙怕因钥匙丢失而打不开房门，因此，指纹识别锁具受到越来越多人的青睐，应用范围也愈加的广泛.指纹密码锁根据每个人手指末端凹凸不平的纹路记录个人信息，密码锁的指纹模块通

3、过图像识别.模板获取和模板储存保存人员指纹信息，当需要开锁时，通过模板匹配，和指纹识别检索来检验开锁人员身份，安全系数相对较高.经过是对各个模块的详细了解及对比，生终选定宏晶科技的STC89C52雎片机作为指纹锁的主控芯片，AS608作指纹识别模块.1.CD1.2864作为指蚊锁显示装置，矩阵键盘作为系统的输入方式，而系统设计的程序通过KE1.1.软件进行编写。系统可通过管理密码进入，并进行添加和删除指纹信息的操作，输入及修改密码操作可通过矩阵键盘实现“通过合理设计，本文内容将实现以卜RJ能：(I)1.CDI2864液晶显示屏可显示正在操作的内容与提示：(2)数据存储模块AT24Q)2可对输入

4、信息进行存储；(3)系统可通过管理密码进入，并进行指纹的输入和删除操作：(4)通过指纹识别进行开锁操作.1.总体设计方案本章对常用设备的筛选和对比进行削述。全面的比较考虑了最适合本次设计的一组方案。1.1 设计功能指标在构造硬件配置电源电路之前，建立设计方案的规划方案，并根据每个控制模块的发展选择最适合设计方案的硬件限置.，以充分发挥作用。1.1.1 主控芯片的选择方案一：STC89C52单片机做芯片的方法：STC89C52是由AcerTechno1.ogy制造的八位CMOS微控制器，并J1.具有优异的功率和出色的性能，它在片上带仃8k编程容量。鼠标接近红色文字,可以实时查看与分句相似情况s1

5、.c89c52单片机的核心设计为mcs-51内核,指示命令与ns-51完全兼容,但是这种单片机的升级方式使集成在板子上的功能比较传统51单片机更强大.例如，其中一台具有4k大小容量的Ccproni进行存储,在发生断电时必须作为单片机的内部存储设备，即可立刻使用单片机内部进行存储，而无需将这些数据存储设备连接到外部就可以进行存储。stc89c52单片机由于它具有简单的软件开发和设计,可移植的应用程序在线卜我以及其较低的成本综合来看,它都是非常好的选择。方案二：主板芯片选用MSP43O型单片机。MSP43O的微控制器被称为混合的信号转换%它可以将数字集成电路和电路的设计控制模块以及微控制器这几种不

6、同功能的模块集成到一个芯片中,该系列的微控制器主要是由可充电的电池供电,整合为一个便携式仪器设备。但是，开发设计的难度系数比较大，价格也比较品贵。因此，它不适用于某些简单的设计方案。方案三PICI6F877A微控制渊用作主板芯片。实际上,PIC1.6F877一开始是Microchip设计开发的芯片。I1.属于PICmiCr。系统的8位微控制器设计。该型号的芯片具有FIaSh程序流操作存储器的功能，也可以续写程序。只不过，项目的比较预算高，难度也相当更大。在充分考虑了资源的有效利用、成本以及开发和设计的难度之后，最后决定使用宏晶科技的STC89C52单片机作为主板芯片。1.1.2 指敛模块的选择

7、采用AS608指纹识别模块，AS608指纹识别模块内部含有高速DSP处理能够实现对指纹的采集与识别，单片机与该模块之间采用常见的串口通讯协议，这样使得设计变得简单。通过吊口能够控制指纹的采集，识别，删除，添加等操作。1.1.3显示号件的选择方案一：使用1.ED数码管动态扫描“1.ED数码管价格适中，更适合显示数据或简单的英文字母。但是，当使用动态扫描器方法与单片机连接时，它占用了CPU的更多1/0端口,并I1.由于单片机IO端口的输出电流不足，因此需要使用耦合器电路是必需的，并且根据耦合器电路对数字进行操作.在显示管中,还使用了数字显示管来显示更多的内容，该显示内容对于电源电路的焊接会更有价值

8、，它很容易被错误地使用。方案二：使用1.CD16O2液晶屏在屏幕上显示。1.CD显示屏具有完备的指示功能，并可以另外指示16*2或32个字符，其中可以包含数据信息以及英文字母，或者是徽标或自定义的标识符。1.CDI602液晶显示器中的每个标识符均显示5*7点的矩阵。1.CD1.602使用并行计算进行数据的传输,或者是用串行的通信来传输数据.它易于操作，并且与市场上HD44780液晶显示屏的大多数基本操作原理完全一致。方案三：应用1.CDI2864的液晶扉幕显示。显示屏具备的分辨率是128X64,此外，嵌入的是8192个16*16点阵。这样的设计，可以显示的就是8X4和1616点矩阵的汉字或者图

9、形.另一个比较值得称道的特点就是“低功耗”。尽管1.CD12864的1.CD屏幕具有完招的功能，但是显示内容太大，导致显示窕内空间的消耗，并且1.CD屏暮的成本增加。最后根据上面的描述，此设计方案显示的内容较丰富，因此使用1.CDI2864进行显示。1.1.4 数据存储芯片的选弄方案一用单片机自带的EEPROM设计来存储外部数据。SC89C5X集成的芯片包含EEPROM功能，STC89C5XEEPROM基于ISP/IAP技术的读写能力，内部F1.ASH来完成EEPROM5STC89C5XEEPROM起始和结束的详细地址为0x2(XX),以512字节为疏道，而EERPoM的大小为2K字节。方案二

10、：购买专用的存储器AT24C02o简单来说,AT24CO2是一个2K容量的CMOSEEPROM,采用出行通信的规则，并且有8位的字节共256个,CATA1.YST出色的CMOS技术从根本上减少了设备的功能损耗。AT24CO2具有一个16字节的页面写液压缓冲器。该设备根据IIC系统总线插座进行实际操作，并具有专业的写保护功能.综合考虑，在存储数据信息时，单片机内部的EEPRoM必须在装载之前擦除所有磁道，这似乎为点不方便。通过对比，本文采用T24C02的芯片进行存储。1.1.5 人机交互输入暑件的选弄方案一：以单个功能键输入的方式进行。单个功能健的每个功能键都与一个功能匹配,并且每个功能键都必须

11、占用个1/0端口，因此，必须多次检查单片机中有多少个功能键。这样，如果所需功能键的数量较大，则会占用第片机的大量I/O，导致其他设备无法连接，从而降低了功能健的响应率。方案二：以矩阵键盘输入的方式进行。矩阵键盘分别在功能键的两侧接收行和列线，然后将每行和列线连接到单片机，并根据程序流程优化算法加我按卜哪个功能键。尽管这样做加大程序流程优化算法的难度系数，但可以节省单片机【/O端口的应用。综合上述的描述，最终还是决定采用矩阵键盘作为愉入.1.2 总体设计原理图根据以上每个控制模块的详细介绍，我们最终选择了STC89C52作为本设计的主板芯片：采用1.CDI2864液晶显示实时操作内容与提示：同时

12、加入JZ指纹识别功能，能够通过管理定码进入进行添加和删除指纹信息，AT24CO2存储密码锁的登录密码等信息内容：通过矩阵键盘输入诸如打开和更改密码之类的实际操作。木设计的具体的系统方案如卜图1.I所示。图1.1系统方案2.系统硬件设计在本章中，进行各板块的说明是有必要的，此外，还应当尽可能突出设计的特点。根据每个控制模块的功能描述，掌握其原理及其在设计方案中的作用。2.1 STC89C52单片机系统设计2.1.1 STC89C52的概述STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器.具有8K在系统可编程F1.aSh存储器.STC89C52使用经典的MCS-51内核,但

13、做了很多的改变使其具有传统51堆片机所没有的效果。省电是可用以卜两种模式展现的：在空闲模式下，CPU的工作停止，也允许RAM和定时计数落,以及用行通信和停下来工作。在断电保护措施下，RAM内容被存储，振荡器被锁定，单片机的所有工作都被终止，直到卜.一次终止或硬件校准终止为止。最大工作频率为35MHz,可以选择6T12T.2.1.25 TC89C52单片机的最小系筑单片的母小系统是热悉且易于理解的，它是可以使单片微机和最少组件一起工作的系统软件“下面详细介绍51单片机系统的基本组件和功能.第一，电源。它提供了系统需要的足够的电能。在此设计中，由于51单片机的工作标准电压在4.5至5.9V之间，因

14、此切都可以正常工作。使用USB电源插头将充电器插头或5V充电器连接至系统软件以开发电源系统.其次,晶体振荡器电路XTA1.1.和XTA1.2是独立的输入和输出反相放大器。般而言,晶体振荡器电路的电源电路可以在1.2。12MHz,甚至24MHZ或更裔之间自由选择，但是频率越高，功能损耗就越大.本实验使用了1.1.O592MHz的石英晶体振荡器电路。当应用石英晶体振荡器电路时，可以在2O-4OpF之间选择一个功率电容器（本设计中使用3OpF）.当使用陶兖串联谐振器件时，电容器应适当增大，在3O5OpF的中间。通常，一个3OpF的陶克电容器就足够了。r-I图2.1品振电跖另外，爱位电路应当有：上电自

15、动校正和电源开关校正。图2.2所示的延迟时间电源电路有这两种校正的方法.上电时，电容器两端的电压不可以突变.而校准功能的按钮是安装在电容的两侧。当未按下校准功能键时，电源电路聘完成开机校准。集成ic正常工作后，按住功能健.使RST引脚成为上拉电阻。才能达到手动校准的实际效果“一般来说，只需在RST引脚上保持一个十米以上的上拉电阻，就可以对微控制器进行合理的校准。图中所示的校准电阻涔和电容涔是经典值。特定制造时可以用相同大小的电网器和电容器代替。读者还可以独立地测试RC电池的充电时间，或在办公环境中进行特定而准确的测量，以确保单片机的延迟电路可赧完整的STC89C52单片机最小系统电路图如图2.

16、3所示。图2.3STC89CS2单片机最小系统2.2 1.CD1.2864液晶显示电路设计2.2.1 1.CD12864的概述128X64（带汉字库）是一种4位/8位并行处理，2线至3线串行通信以及各种接口标准，并且有一些国家标准的一级和二级简体中文版里面的中文字体。阵列图形显示模块；显示解分辨率为128X64,内嵌8192个16*16汉字，并设置128个168点ASCn标识符。它可以指示8X4行的16X16点排水矩阵汉字，还可以指示图案。它具有较低的能耗损失。而1.CDI2864芯片连接电路的原理图2.4所示。图2.41.CD1.2864原理图2.2.2 1.CDI2864的工作原理常用的1.CDI2864显示块是常用的点矩阵1.CD屏幕显示控制模