基于指纹识别的电子密码锁设计毕业设计论文

基于指纹识别的电子密码锁设计毕业设计论文内容摘要：

输出不同的电压，通过对电压进行 AD 转换之后就可以判 断键值。 ADC 键盘电路如 图 33 所示： 图 33 ADC键盘电路 设计 ADC 键盘电路时主要有两个问题，第一 个是电阻阻值问题，即如何让不同的按键按下之后， 输出 电压 的差值尽可能大 ，以便于区分。 第二个是无按键按下时，电压输出端是接地还是悬空 ，即如图 32 所示中，电阻 R26 是接在 R10 左端还是如上图接在开关 S2 右端。 第一个问题主要可以通过硬件电路或者软件解决，按图 32 所示，每个电阻的阻值都为 10K， 16 个按键依次按下时输出电压分别为 电源电压 VCC的 1/1 2/13/1 16/17,不同按键按下时输出电压区分比较明显。 成都理工大学毕业设计（论文） 11 第二个问题， 按图 32 所示， 如果 电阻 R26 是接在 R10 左端，那么在没有按键按下时 电压输出端会悬空，单片机 AD 转换输出的值会 随机 大幅度波动， 给 键值检测 带来困难 ，并且在任何 时候电路都会耗电，如果采用电池对指纹锁供电，该设计并不合理，如果 采用图 32 所 示的设计，主要有两个方面的优点，第 一 ， 在没有按键按下时电压输出为 0V，电压输出 不会波动， 在这基础上设计软件 也很简便，第二，这种 电路 设计几乎不会耗电， 对于独立的供电电源来说是很合理的。 液晶 RX12864ZW电路 RX12864ZW 是自带中文标准字库（控制芯片 ST7920）图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器 /列驱动器及 128X64全点阵液晶显示器组成，可完成图形显示，也可以显示 8X4 个（ 16X16点阵汉字 ） ， 在该系统与单片机采用并行控制。 接口电路如图 34所示： RX12864ZW 上电之后不会自动 复位，因此把复位端口 RST接单片机 PC1口，通过单片机给 RST一个持续的低电平触发复位。 系统处于空闲状态时，液晶只需要 显示时间以及提示信息，系统采用独立的电源供电，对于电路的耗电必须做严格的控制，因此在无用户进行操作的空闲状态，液晶不需要开背光。 因此控制背光的引脚 LEDA、 LEDK应该由系统的工作状态决定。 液晶的控制引脚 RS(CS)、 R/W(SID)、 E(SCLK)分别接 单片机的 PC PC PC5 引脚。 DB0~DB7接单片机的端口 B。 PSB 端口为液晶串口 /并口控制的选择端 口， 该系统中液晶采用并口控制， PSB接高电平 图 34 液晶 12864 接口电路 成都理工大学毕业设计（论文） 12 DS1302 电路 系带 有 时间显示和记录功能， 采用时钟芯片 DS1302 来实现 ， DS1302 是美国DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加 31 字节静态 RAM，采用 SPI三线接口与 CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和 RAM 数据。 实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与 31 天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。 工作电压宽达 ～。 采用双电源供电（主电源和备用 电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 DS1302 用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此 非常适用于系统中记录指纹锁系统一些动作的时间。 DS1302 及其外围接口电路 如 图 35 所示： 图 35 DS1302及其外围接口电路 DS1302 外围电路的晶振为 ， Vcc2：主电源； Vcc：备份电源。 当 Vcc2Vcc+ 时，由 Vcc2 向 DS1302供电，当 Vcc2 Vcc 时 ，由 Vcc 向 DS1302 供电。 SCLK：串行时钟，输入，控制数据的输入与输出； I/O：三线接口时的双向数据线； 成都理工大学毕业设计（论文） 13 CE：输入信号，在读、写数据期间，必须为高。 该引脚有两个功能：第一，CE 开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次， CE 提供结束单字节或多字节数据传输的方法。 电子锁及相关电路 电子锁 KL03工作 的 额定 电压 12V， 额定 电流 1A， 为方便单片机控制电子锁动作，在 单片机和电子锁之间采用了一个继电器，电子锁由外部电源供电，单片机通过控制继电器来控制电子锁动作， 为简化系统的供电电源 ，采用了一个 7805芯片直接将给电子锁供电的电源电压转化成 5V，给系统供电。 电子锁以及系统 5V供电电路 如 图 36所示： 图 36 电子锁以及系统 5V供电 电路 单片机 I/O口的输出电流比较小，因此在单片机的控制引脚输出端接一个三极管， 继电器的吸合电流就是三极管的集电极电流， 三极管的基极电流 =集电极电流 /放大倍数，为保证继电器工作稳定，可以让基极电流为计算值的 2 倍左右。 通过计算， 基极电阻可以选在 2K 左右，该设计中基极电阻为 1K, 成都理工大学毕业设计（论文） 14 当三极管由导通变为截止时，继电器绕组感生出一个较大的自感电压。 它与电源电压叠加后加到控制继电器线圈的三极管的 发射极和集电极 两极上，使发射结有可能被击穿。 为了消除这个感生电动势的有害影响，在继电器线圈两端反向并联抑制二极管，以吸收该电动势。 自感电压与电源电压之和对二极管来说却是正向偏压，使二极管导通形成环流。 感应的高电压就会通过回路释放掉，保证了三极管的安全。 继电器的常闭端接 有 一个指示灯，指示继电器的吸合状态，当继电器吸合时指示灯熄灭，没有吸合时指示灯亮。 成都理工大学毕业设计（论文） 15 第 4章 系统软件设计 系统软件设计主要以硬件电路设计为基础，以实 现系统功能为导向，主要包括指纹识别程序设计 、 ADC 键盘程序设计 、 DS1302 程序设计 、 液晶 RX12864ZW 程序设计 几部分。 整体程序流程图 基于指纹识别的电子锁系统围绕指纹 图像采集、识别主要实现三种功能，指纹登陆、验证指纹、记录查询。 指纹登陆主要是为用户在指纹锁中存入指纹模板，验证指纹主要是对待验证的指纹进行识别并判断是否和以存储的指纹模版相同，并对电子锁做出相应的控制，记录查询主要是针对验证指纹的记录进行的历史查询。 因此系统的整体程序设计就围绕系统的三种功能，用 ADC 键盘输入密码来实现对于三种功能的选择， 因此 系统程序设计的主要内容就是对 三种功能的设计。 系统的整体流程图如 图 41 所示： 成都理工大学毕业设计（论文） 16 否 是 是 否 是 否 图 41 整体程序流程图 模块初始化 开始 扫描是否有键按下 判断键值 按键 1 按键 2 按键 3 采集指纹两次 合成模版 扫描是否有手指 采集指纹图像 搜索指纹库 是否搜索到 开 锁 显示记录 显示结果 显示结果 成都理工大学毕业设计（论文） 17 指纹识别程序设计 指纹模块通讯协议说明 指纹 模块采用 UART 与单片机 通讯，对命令、数据、结果的接收和发送，都采用数据包的形式。 对于多字节的，高字节在前低字节在后。 数据包格式： 包头 地址 包标识 包长度 包内容（指令 /数据 /参数 /确 认码） 校验和 包头 固定为 0xef01, 传送时高字节在前。 地址 默认值为 0xffffffff, 用户可通过指令生成新地址，模块会拒绝地址错误的数据包。 传送时高字节在前。 包标识， 0x01 表示是命令包， 0x02 表示是数据包 (Data packet),且有后续包。 数据包不能单独进入执行流程，必须跟在指令包或应答包后面。 0x07 表示是应答包，可以跟后续包。 0x08 表示是最后一个数据包，即结束包。 包长度指的是包内容 (指令 /数据 )的长度加上效验和的长度（即包内容长度 +2）。 长度以字节为单位（即字节数），传送时 高字节在前。 包内容 可以是指令、数据、指令的参数、应答结果等。 （指纹特征值、指纹模板都是数据）。 校验和是 包标示、包长度和包内容的所有字节的算术累计和，超过 2 字节的进位忽略。 指令只能由上位机下发给模块，模块向上位机应答。 模块收到指令后，会通过应答包，将有关命令执行情况与结果上报给上位机。 应答包含有参数，并可跟后续数据包。 上位机只有在收到模块的应答包后才能确认模块的收包情况与指令执行情况。 应答包的内容包括一个字节的确认码（必须有）和可能有的返回参数。 模块在上电完成初始化工作以后，等待接收上位机命令。 在收 到正确命令后，迅速执行相应的 , 操作，在操作完成后返回对应的信息。 在模块执行命令的过程中，模块不会响应上位机发出的其他命令。 指纹模块的命令如下表格所示： 成都理工大学毕业设计（论文） 18 类型 序号 代码 功能说明 类型 序号 代码 功能说明 系 统 类 1 0x13 校验口令 指 纹 处 理 13 0x08 上传特征 2 0x12 设置口令 14 0x09 下载特征 3 0x15 设置地址 15 0x06 存储模版 4 0x0e 设置系统参数 16 0x07 下载模版 5 0x0f 读系统参数 17 0x0c 删除模版 6 0x1f 读指纹模板索引表 18 0x0d 清空指纹库 7 0x1d 读指纹模板数 19 0x03 比对特征 指 纹 处 理 类 8 0x01 录指纹图像 20 0x04 搜索指纹 9 0x0a 上传图像 其。