基于51單片機(jī)的指紋識(shí)別

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)摘 要 隨著現(xiàn)代化各種科學(xué)新技術(shù)的快速發(fā)展，在日常生活中，我們需要各種身份認(rèn)證和各種密碼認(rèn)證，還有對(duì)各種設(shè)備配備鑰匙，對(duì)保險(xiǎn)柜安裝防盜系統(tǒng)等等，社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，促使傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)的抵御能力越來(lái)越薄弱。因此，生物特征識(shí)別應(yīng)用而生，開(kāi)始走進(jìn)我們身邊的各種安全系統(tǒng)，指紋識(shí)別作為生物特征識(shí)別的一個(gè)典型應(yīng)用已經(jīng)得到很廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可，指紋特征具有唯一性，是每個(gè)人終生不變的特征之一，并且各個(gè)人的各個(gè)指紋都不一樣。本系統(tǒng)采用 89C52RC 單片機(jī)作為主芯片，通過(guò)與指紋識(shí)別模塊 FM-180 之間通過(guò)串口通信方式的通信，采用液晶 12864 作為顯示器，加上

2、簡(jiǎn)單的外圍電路，如按鍵輸入、LED 燈報(bào)警電路、蜂鳴器電路，最后通過(guò)編寫(xiě)軟件和制作硬件，實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以通過(guò)單片機(jī)對(duì)指紋的錄入，識(shí)別，刪除等功能操作的指紋識(shí)別系統(tǒng)。關(guān)鍵詞 指紋識(shí)別系統(tǒng)；單片機(jī) 89C52；液晶 12864 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)Abstract With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password auth

3、entication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various secur

4、ity systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each persons fingerprints are not the same individual.The system uses 89C52RC microcontr

5、oller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the prep

6、aration and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system.Key words Fingerprint identification system；SCM 89C52；LCD 12864精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目 錄 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-

7、傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1 緒論1.1 課題的背景和意義隨著如今各種各樣的高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，在百姓日常生活中經(jīng)常需要我們?nèi)ゴ_認(rèn)各種身份的認(rèn)證。而在現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)信息時(shí)代，每個(gè)人都擁有各種各樣的大量認(rèn)證密碼，有一些是全數(shù)字的，還有一些是圖像密碼，例如手機(jī)開(kāi)機(jī)密碼，移動(dòng)端支付密碼，電腦開(kāi)機(jī)密碼，聊天軟件登錄密碼等等，就單單這些移動(dòng)端的密碼都可以是無(wú)數(shù)個(gè)，更不要說(shuō)還有一些更重要的安全密碼，例如銀行卡的支付密碼等。還有其他的一些比較傳統(tǒng)的硬件機(jī)械安全防盜系統(tǒng)保險(xiǎn)柜，大門(mén)鑰匙、汽車鑰匙、摩托車鑰匙等等，隨著現(xiàn)在時(shí)代的變化，科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的一些安全系統(tǒng)已經(jīng)正在變得越來(lái)越脆弱了，因此，更先進(jìn)更高級(jí)的生

8、物識(shí)別技術(shù)開(kāi)始走進(jìn)我們的身邊，出現(xiàn)在各種各樣的安全系統(tǒng)中。比如人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、眼球視網(wǎng)膜識(shí)別等，而指紋識(shí)別作為生物識(shí)別里面一個(gè)比較成熟的已經(jīng)獲得了各行業(yè)界的認(rèn)可的識(shí)別系統(tǒng)，廣泛的被應(yīng)用到安全系統(tǒng)中去。指紋識(shí)別具有唯一性，每個(gè)人的每一個(gè)指紋都是獨(dú)一無(wú)二的，可以說(shuō)指紋是一個(gè)人身份的標(biāo)志。本系統(tǒng)采用的是 STC89C52 傳統(tǒng)的 51 單片機(jī)作為主控 MCU，由于其低功耗、編程靈活簡(jiǎn)單、外圍設(shè)備豐富，性價(jià)比高，所以被廣泛的應(yīng)用在一些低端的電子設(shè)備中，在高端產(chǎn)品中由于實(shí)時(shí)性，擴(kuò)展性上受到了比較大的限制，所以很少有其身影。但是也有它自身的突出的優(yōu)點(diǎn)和意義，那就是簡(jiǎn)單好用便宜，在本次設(shè)計(jì)中做為主芯片，

9、跟指紋模塊進(jìn)行串口通信，加以簡(jiǎn)單的一些外圍設(shè)備，很方便的可以完成指紋識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)該具備功能。這對(duì)于我更好的理解指紋識(shí)別原理和單片機(jī)結(jié)構(gòu)功能很有幫助，這也是選題的意義所在。1.2 生物識(shí)別技術(shù)概述所謂生物識(shí)別技術(shù)就是，通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段，利用人體固有的生理特性，（如指紋、臉象、紅膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。由于人體特征具有人所固有的不可復(fù)制的唯一性，這一生物密鑰無(wú)法復(fù)制，失竊或被遺忘，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)利用生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)定，安全、可靠、準(zhǔn)確。目前已經(jīng)出現(xiàn)了許多生物識(shí)別技術(shù)，如指紋識(shí)別、手掌

10、幾何學(xué)識(shí)別、虹膜識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、面部識(shí)別、簽名識(shí)別、聲音識(shí)別等，但其中一部分技術(shù)含量高的生物識(shí)別手段還處于實(shí)驗(yàn)階段。我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，將有越來(lái)越多的生物識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生活中。 而根據(jù)國(guó)際生物識(shí)別小組在 2009 年作出的一個(gè)不完全統(tǒng)計(jì)，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有很多種針對(duì)人類的各個(gè)不同生理特征和行為的特征的應(yīng)用。比如視網(wǎng)膜識(shí)別、虹膜識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等，而其中應(yīng)用最多的就是說(shuō)指紋識(shí)別。1.3 指紋識(shí)別技術(shù)概述每個(gè)人的每一個(gè)手指的皮膚都有一個(gè)不一樣的花紋，是每個(gè)人的一個(gè)生物特征，這個(gè)特征具有一個(gè)非常重要的特點(diǎn)，那就是唯一性。也就是說(shuō)任何一個(gè)不同的手指的指紋都是不一樣的，獨(dú)一無(wú)二的

11、。在指紋識(shí)別技術(shù)中稱這個(gè)指紋為指印，即是人手指的按印，如下圖所示。圖 1 指紋指印19 世紀(jì)初，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)每個(gè)不同的指紋的兩個(gè)非常重要的特征，一是兩個(gè)不同手指的指紋紋脊不同，二是指紋紋脊的樣式終生不變性。這一研究發(fā)現(xiàn)使得指紋正式在犯罪鑒別中得以應(yīng)用。指紋指標(biāo)技術(shù)把一個(gè)人跟他的指紋對(duì)應(yīng)起來(lái)，通過(guò)比較他的指紋和事先已經(jīng)存在的指紋做對(duì)比，從而確認(rèn)這個(gè)人的真正身份。每一個(gè)人的指紋的皮膚紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同，也就是說(shuō)，唯一性的，獨(dú)一無(wú)二的。1.4 本章小結(jié)本文以 51 單片機(jī)為主芯片，采用指紋識(shí)別模塊 FM-180，液晶采用 12864顯示，加上其他外圍的一些簡(jiǎn)單設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)指紋的錄

12、入、指紋的識(shí)別、指紋的刪除等共，組成了一個(gè)基于 51 單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)，從而對(duì)指紋識(shí)別算法的研究和單片機(jī)的結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步的了解，并且根據(jù)硬件選型，選擇了其中較為可行的方案，并制作和調(diào)試電路板。具體的章節(jié)和各章的內(nèi)容安排如下：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第 1 章闡述了本課題的研究背景和意義，同時(shí)介紹了生物識(shí)別特征的幾個(gè)識(shí)別手段，最后介紹了指紋識(shí)別技術(shù)的概念。第 2 章介紹了本文設(shè)計(jì)的要求，最后根據(jù)要求設(shè)計(jì)出合理的具體方案。第 3 章介紹了本設(shè)計(jì)的硬件部分，包括主要的元器件選型，各個(gè)電路的設(shè)計(jì)和分析。第 4 章介紹了本設(shè)計(jì)的軟件部分，包括整個(gè)系統(tǒng)的方框圖，功能的具體介紹，最后還簡(jiǎn)

13、單介紹了開(kāi)發(fā)環(huán)境。第 5 章介紹了本系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程，主要是在整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法。第 6 章是對(duì)本文的一個(gè)總結(jié)，以及提出對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的一些不足。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2 設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)要求如下：1、系統(tǒng)默認(rèn)至少有一位管理員，沒(méi)管理員的時(shí)候提示必須添加管理員方可操作；2、可以對(duì)管理員進(jìn)行添加，最多有 2 位，普通用戶可以添加 400 多位；3、錄入指紋和刪除指紋的時(shí)候必須管理員驗(yàn)證，驗(yàn)證成功才可以添加用戶，否則不可以添加用戶；4、可以查看管理員和普通用戶的數(shù)量；5、可以對(duì)指紋進(jìn)行刪除，需管理員驗(yàn)證；6、通過(guò)以上要求，制作出一套具有軟件和硬件相

14、結(jié)合的指紋考勤系統(tǒng)。2.2 設(shè)計(jì)方案通過(guò)上節(jié)的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)搜集資料并且結(jié)合自身所學(xué)知識(shí)，最后制定的本設(shè)計(jì)方案如下：本設(shè)計(jì)以 51 單片機(jī) STC89C52 作為主芯片，選取了指紋識(shí)別模塊 FM-180 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，該模塊采用串口通信方式，按照指紋系統(tǒng)自定義的協(xié)議來(lái)跟單片機(jī)通信，單片機(jī)按照固定的協(xié)議去讀取指紋系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)指紋系統(tǒng)發(fā)送指令進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)指紋的操作；而顯示器選用 LCD12864，液晶在系統(tǒng)運(yùn)行中和各個(gè)不同功能模式的時(shí)候顯示對(duì)應(yīng)的提示內(nèi)容；設(shè)計(jì)要求可對(duì)指紋進(jìn)行錄入、識(shí)別、刪除等操作，通過(guò)不同的按鍵來(lái)完成，本設(shè)計(jì)采用了 5 個(gè)獨(dú)立的按鍵，軟件部分采用輪詢檢測(cè) IO 電平來(lái)

15、判斷按鍵值；報(bào)警提示選用的元件是蜂鳴器和 LED 燈。2.3 本章小結(jié)本章介紹了本課題設(shè)計(jì)的具體要求，最后根據(jù)設(shè)計(jì)要求制定的合理可行的具體方案。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3 硬件設(shè)計(jì)3.1 主要元器件選型3.1.1 單片機(jī)選型圖 2 STC89C52本設(shè)計(jì)中需要用到跟指紋模塊進(jìn)行通信，而經(jīng)過(guò)對(duì)單片機(jī)與模塊通信方式的多種比較后，決定采用比較簡(jiǎn)單的串口通信，而串口通信在大學(xué)課本里面也有講過(guò)，自己用起來(lái)應(yīng)該還是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的。串口通信的方式，幾乎在任何一款單片機(jī)都有硬件支持的，只不過(guò)有的串口有多個(gè)，有一些少而已。按照之前自己接觸過(guò)的單片機(jī)，51 單片機(jī)作為本次的單片機(jī)主控芯片，功能上

16、是基本可以滿足實(shí)現(xiàn)的，51 單片機(jī)作為最經(jīng)典的 8 位處理器，同時(shí)也是很多大學(xué)作為電子類專業(yè)的必選課程之一，可見(jiàn)其功能和實(shí)用性還是被大家認(rèn)可的。所以本次決定在 STC89C52RC 單片機(jī)和 STC12C5A60S2 這兩個(gè)中選出一個(gè)作為主控芯片。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)兩者都是 51 內(nèi)核，不同點(diǎn)有一下幾點(diǎn)：1、12C5A60S2 是 1T 模式的，比普通的 51 單片機(jī) 89C52 可以快 68 倍，而定時(shí)器，串口為了兼容傳統(tǒng)的 51 單片機(jī)，是可以設(shè)置為 1T 模式或者 12T 模式的；2、12C5A60S2 有兩個(gè)獨(dú)立的串口，而 89C52 只有一個(gè)串口，一般在調(diào)試過(guò)

17、程中，有多個(gè)串口是最好的，可以調(diào)試看信息，找問(wèn)題所在，而這次的設(shè)計(jì)顯然不需要，只需要用到一個(gè)串口通信即可；3、作為重要的對(duì)比，12C5A60S2 的 RAM 有 1280 個(gè)字節(jié)，ROM 有 60K 的存儲(chǔ)空間，可見(jiàn) 12C5A 的容量是非常大的，而 89C52 的 RAM 和 ROM 就相對(duì)小很多，分別是 512 字節(jié)和 8K，但實(shí)際上，作為本次的功能，已經(jīng)足夠了。經(jīng)過(guò)以上選擇對(duì)比，最后決定選用 STC89C52 作為本次的主控芯片。3.1.2 指紋模塊作為本次的重要傳感器，指紋識(shí)別模塊無(wú)法自己去做，只能通過(guò)網(wǎng)上淘寶買(mǎi)現(xiàn)成的模塊回來(lái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)有各種各樣的指紋模塊，價(jià)格也是五花八門(mén)，但

18、實(shí)際上基本的協(xié)議還是比較相似的，只不過(guò)有的支持的協(xié)議指令多，有一些支持的指令相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少而已，本次需要用到的功能有錄入指紋，識(shí)別指紋，清空指紋，顯然這三個(gè)指令，幾乎所有的模塊都可以實(shí)現(xiàn)，根據(jù)最后篩選和價(jià)格比對(duì)，最后決定選用 FM-180 作為本次的指紋識(shí)別模塊。FM-180 指紋模塊，一體化結(jié)構(gòu)，已經(jīng)包含了算法芯片，其質(zhì)量穩(wěn)定，性能優(yōu)異，產(chǎn)量穩(wěn)定，多行業(yè)客戶的實(shí)際選擇，給您無(wú)憂的產(chǎn)品保障體系。 FM-180 指紋模塊由光學(xué)指紋傳感器、高速 DSP 處理器、高性能指紋比對(duì)算法、大容量 FLASH 芯片等軟硬件構(gòu)成，集成了采集芯片和指紋算法芯片；性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有指紋錄取、圖像處理、指紋對(duì)

19、比、指紋搜索和模板存儲(chǔ)、手指感應(yīng)輸出等功能；采用 8 條精簡(jiǎn)指令，開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)單。產(chǎn)品特點(diǎn)：功能完善：獨(dú)立完成指紋采集、指紋登記、指紋比對(duì)（1:1）和指紋搜索（1:N）功能。體積小巧：產(chǎn)品體積小巧，沒(méi)有外接算法 DSP 芯片的電路板，已經(jīng)集成一體，方便安裝，故障少。 超低功耗：產(chǎn)品整體功耗極低，適用于低功耗要求的場(chǎng)合。 抗靜電能力強(qiáng)：具有很強(qiáng)的抗靜電能力，抗靜電指標(biāo)達(dá)到 15KV 以上。 應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單：開(kāi)發(fā)者可根據(jù)提供的控制指令，自行指紋應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)發(fā)，無(wú)需具備專業(yè)的指紋識(shí)別知識(shí)。 安全等級(jí)可調(diào)：適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，安全等級(jí)可由用戶設(shè)定調(diào)整。技術(shù)參數(shù)：供

20、電電壓：DC 46V供電電流：工作電流：110mA（典型值）峰值電流：140mA 指紋圖像錄入時(shí)間：0.3 秒匹配方式：比對(duì)方式（1:1）搜索方式（1:N特征文件：256 字節(jié)模板文件：512 字節(jié)存儲(chǔ)容量 400 枚安全等級(jí)：3 級(jí) 認(rèn)假率(FAR)：0.0001%拒真率(FRR)：1.0%搜索時(shí)間：1.0 秒 （1:1000 時(shí)，均值）上位機(jī)接口：UART 通訊串口波特率：57600bps圖 3 FM-1803.1.3 液晶顯示作為人機(jī)交互界面，顯示器起到一個(gè)至關(guān)重要的元件，本文中需要將整個(gè)操作的過(guò)程完全顯示在顯示器上面，比如錄取指紋，識(shí)別指紋是否正確還是錯(cuò)誤 等等。下面就本設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)

21、顯示器的元件選型進(jìn)行分析和對(duì)比。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)方案 1圖 4 數(shù)碼管采用數(shù)碼管的形式來(lái)作為顯示器，數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，一般單獨(dú)的數(shù)碼管有 7 段的數(shù)碼管和 8 段的數(shù)碼管，8 段的數(shù)碼管比 7 段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的段，他們的顯示單元都是發(fā)光二極管。數(shù)碼管還有共陽(yáng)極和共陰極之分。將每個(gè)發(fā)光二極管的正極連到一起，將負(fù)極單獨(dú)分開(kāi)，就是共陽(yáng)極，反過(guò)來(lái)，將每個(gè)發(fā)光二極管的負(fù)極連著一起就是共陰極。需要顯示一個(gè)數(shù)字的時(shí)候，只需要把對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮即可組成一個(gè)數(shù)字顯示，而一般采用的方法是動(dòng)態(tài)掃描，使得每個(gè)發(fā)光二極管輪流的顯示出來(lái)，由于單片機(jī)的速度很快，所以我們?nèi)庋鄄⒉荒芸?/p>

22、出來(lái)。數(shù)碼管價(jià)格便宜，使用簡(jiǎn)單，但是只能顯示基本的數(shù)字，并不能顯示一些比較復(fù)雜的字符，所以在一般需要顯示復(fù)雜的電子設(shè)備中比較少見(jiàn)。方案 2采用液晶 LCD1602 作為顯示器，供電電壓有 3.3V 和 5V 兩種，能夠同時(shí)顯示 16*2 個(gè)字符，16 列 2 行，其內(nèi)部模塊里面已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 多個(gè)我們平時(shí)很普遍用到的的點(diǎn)陣字符圖形，每一個(gè)字符符號(hào)都有一個(gè)固定的代碼編碼，只需要發(fā)送對(duì)應(yīng)的代碼編號(hào)給液晶模塊，就會(huì)自動(dòng)顯示出來(lái)對(duì)應(yīng)的字符，共有 16 個(gè)引腳，和單片機(jī)通信采用的是并行通信方式，即 8 個(gè) IO 口，該模塊優(yōu)點(diǎn)是可以顯示基本的字符符號(hào)，價(jià)格便宜。但是也有其不足的地方，就是不能顯示中文

23、，而且只能是顯示 2 行，和單片機(jī)通信需要 8 個(gè) IO 口。加上 3 個(gè)控制引腳，一般都需要用到 11 個(gè) IO 口。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 5 液晶 1602方案 3采用液晶 12864，顯示器 12864 液晶，可以顯示中文，并且是自帶字庫(kù)，字庫(kù)中有幾千個(gè)常用的漢字，用起來(lái)基本是可以滿足的，接口也是比較靈活，可以選擇并行或者串行接法，串行接法只需要用到兩根線。液晶的引腳圖如下圖所示。液晶的 D0D7 是數(shù)據(jù)引腳，當(dāng)液晶作為并行通信的時(shí)候，單片機(jī)要連接這 8 個(gè)數(shù)據(jù)口，而液晶的 PSB 引腳是選擇并行或者串行的引腳，當(dāng)?shù)碗娖綍r(shí)為串行方式，當(dāng)高電平時(shí)為并行方式。由于串口

24、方式接口更簡(jiǎn)單，和單片機(jī)通信只需要 2 個(gè) IO 口，在電路圖設(shè)計(jì)中更為方便，所以一般在設(shè)計(jì)中可選擇該方式。液晶還帶了一個(gè)背光的對(duì)比度調(diào)節(jié)電位器，可以調(diào)節(jié)字體和背光之間的一個(gè)對(duì)比度，而現(xiàn)在很多液晶都已經(jīng)出廠時(shí)就把這個(gè)電阻值定好了，無(wú)需在手動(dòng)去調(diào)節(jié)。表一 液晶 12864 引腳管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0-對(duì)比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示 DB7DB0 為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示 DB7DB0 為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到 DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB

25、7DB0 的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到 IR 或 DR6E(SCLK)H/L使能信號(hào)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8 位或 4 位并口方式，L：串口方式16NC-空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效18VOUT-LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）20KVSS背光源負(fù)端圖 6 LCD12864綜上三個(gè)方案對(duì)比，最后選擇液晶 12864 作為本次的顯示器模

26、塊3.2 電路設(shè)計(jì)3.2.1 最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)一般由晶振電路、復(fù)位電路和單片機(jī)組成，是整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中最基本的也是最簡(jiǎn)單的電路，只有簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的幾個(gè)元件，2 個(gè)電容和一個(gè)晶振連接單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳，而一個(gè)電阻和一個(gè)電解電容連著單片機(jī)的復(fù)位引腳，看似這個(gè)電路非常簡(jiǎn)單，但這也關(guān)系著整個(gè)軟件系統(tǒng)能不能正精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)常工作，只有這個(gè)電路正常了，其他電路才有可能繼續(xù)執(zhí)行下去，由這個(gè)簡(jiǎn)單的電路，加上單片機(jī)最簡(jiǎn)單的啟動(dòng)程序，也就是我們平時(shí)所說(shuō)的 bootloader，簡(jiǎn)稱為引導(dǎo)程序，這個(gè)引導(dǎo)程序是有芯片廠家出廠的時(shí)候就已經(jīng)刷進(jìn)去的，上電之后芯片會(huì)去執(zhí)行

27、這一段程序，包括配置一些寄存器和分頻之類的操作，同時(shí)當(dāng)我們?nèi)龑?xiě)程序的時(shí)候，也需要用到這個(gè)引導(dǎo)程序，通過(guò) PC 發(fā)送固定碼給芯片，芯片接受到后進(jìn)進(jìn)入這個(gè)程序開(kāi)始接受用戶程序，達(dá)到升級(jí)用戶程序的功能，構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)正常供電為直接 5V，工作時(shí) RST 復(fù)位引腳為低電平，手冊(cè)上面說(shuō)明只要單片機(jī)的復(fù)位腳超過(guò) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平，單片機(jī)就可以正常復(fù)位，所以按下復(fù)位按鍵，單片機(jī)復(fù)位。圖 7 最小系統(tǒng)電路3.2.3 液晶顯示電路本設(shè)計(jì)中，液晶顯示起到一個(gè)人機(jī)交互的作用，尤其重要，試想如果沒(méi)有界面提示的話，整個(gè)操作過(guò)程將很難去實(shí)現(xiàn)全部的功能。液晶 12864 可以顯示4 行，每一行可以顯示

28、8 個(gè)漢字，共可以顯示 32 個(gè)漢字，對(duì)應(yīng)這個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)是足夠的，一般出現(xiàn)不夠行的情況下，大都是采用切換到第二個(gè)節(jié)目顯示的方法；12864 液晶跟單片機(jī)的通信方式有兩種，一種是并行 ，一種是串行，對(duì)于串行來(lái)說(shuō)，電路是比較簡(jiǎn)單不需要那么多的 IO 口，只需要兩個(gè) IO 就行，一發(fā)一收，但速率就比并行比較慢，而并行由于 8 個(gè) IO 一起發(fā)送數(shù)據(jù)，因此要比較快，對(duì)于顯示刷新頻率要求不高的話，可以考慮用串行方式，畢竟電路簡(jiǎn)單，IO 少，而本次的設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的是并行方式，跟 LCD 液晶的通信端設(shè)置為 P0端，而單片機(jī)的 P0 端默認(rèn)是沒(méi)有上拉的，因?yàn)橐惨?/p>

29、電路中給 P0 口接上一個(gè)8 個(gè)電阻的排阻，阻值一般取 1K，而液晶的第三腳作為背光調(diào)節(jié)亮度，可以接一個(gè)電阻器來(lái)改變?cè)撃_的電壓值從而達(dá)到可以調(diào)節(jié)亮度的效果，由于沒(méi)有現(xiàn)成的電位器，因此該引腳懸空操作，液晶也可以正常顯示。圖 8 液晶 12864 電路圖3.2.4 指紋通信電路本文采用的指紋識(shí)別模塊是集成的模塊，跟單片機(jī)通信采用的是串口方式，波特率是 57600,8 位數(shù)據(jù)，一位停止位，無(wú)校驗(yàn)。由于單片機(jī)需要外部晶振，所以在需要用到串口的電路中，該晶振都必須是為 11.0592M 的倍數(shù)，如果采用12M 的話，波特率會(huì)有誤差，會(huì)造成串口數(shù)據(jù)丟失的情況。89C52 單片機(jī)只有一個(gè)串口，所以用串口 1

30、 跟指紋模塊通信，單片機(jī)的 RXD 接指紋模塊的 TX，而單精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)片機(jī)的 TXD 接指紋模塊的 RX。通過(guò)指紋模塊的數(shù)據(jù)手冊(cè)，發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令給指紋模塊，即可實(shí)現(xiàn)錄入指紋、識(shí)別指紋、清空指紋等操作。圖 9 指紋通信電路3.2.5 蜂鳴器電路圖 10 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路本次設(shè)計(jì)中，由于需要在錄入指紋和識(shí)別指紋中對(duì)正確或者錯(cuò)誤做出判斷，因此在電路設(shè)計(jì)中加入了蜂鳴器來(lái)作為提醒報(bào)警響應(yīng)的作用。采用的是直流電精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)壓 5V 供電的有源蜂鳴器，但是一般的蜂鳴器在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中需要比較大的電流，51 單片機(jī)的 IO 口除了 P0 口外其他的都

31、有一個(gè)弱上拉電阻，但 IO 的驅(qū)動(dòng)電流也是非常低，不加外部的驅(qū)動(dòng)電路是很難直接驅(qū)動(dòng)的。而最常用的就是用普通的三極管來(lái)放大電流驅(qū)動(dòng)，該三極管在電路中的作用是開(kāi)關(guān)電路并且放大電流，P37 高電平為蜂鳴器響，低電平蜂鳴器停止。報(bào)警提醒電路如圖 10 所示。3.2.6 按鍵電路圖 11 按鍵電路設(shè)計(jì)中有錄入指紋功能、識(shí)別指紋功能、清除指紋庫(kù)功能，這些功能的切換都是通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的，按鍵一般有獨(dú)立按鍵，矩陣鍵盤(pán)等，由于本次涉及到的按鍵不需要很多個(gè)，因此采用獨(dú)立按鍵的形式，簡(jiǎn)單方便易操作，而按鍵電路用的是直接練到單片機(jī)的 IO 上面，通過(guò)對(duì)該 IO 口電平讀取不同的值來(lái)區(qū)別按下還是彈開(kāi)，按鍵用的是 4 腳

32、按鍵，對(duì)角的兩個(gè)引腳為一對(duì)，是導(dǎo)通的，隨便一個(gè)引腳接地，對(duì)角 IO 接入單片機(jī)，按下按鍵時(shí)，4 個(gè)引腳都接通，即與單片機(jī)連著的引腳也被拉低，單片機(jī) IO 也響應(yīng)被拉低，軟件就認(rèn)為此時(shí)按鍵被按下，執(zhí)行按下操作，由于按下過(guò)程中有電壓毛刺，所以軟件一般采用 10MS 的延時(shí)來(lái)代替消抖動(dòng)作。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.2.7 LED 電路LED 作為電子電路中最常用的指示作用，本次中也用到了兩個(gè) LED 燈來(lái)作為系統(tǒng)的提示燈作用，一個(gè)為紅色，一個(gè)為綠色，LED 作為二極管的一個(gè)最典型元件，其兩端也是有一個(gè)壓降，一般 1.3V 左右，根據(jù)電子知識(shí)，只要在兩端上有超過(guò)這個(gè)的壓降，二極管就

33、導(dǎo)通，為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，可以在單片機(jī)的 IO 口接上一個(gè)限流電阻，不至于上電時(shí)容易燒壞。當(dāng)單片機(jī)的 P35 和 P36 高電平的時(shí)候，LED 燈就亮，反過(guò)來(lái)，當(dāng)為低電平的時(shí)候，LED 燈就滅。圖 12 LED 電路3.3 本章小結(jié)本章介紹了本設(shè)計(jì)的元器件選型以及各個(gè)電路部分的設(shè)計(jì)和分析。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4 軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)方框圖通過(guò)第二章的介紹，我們根據(jù)設(shè)計(jì)的要求采用 STC89C52 作為主控芯片，F(xiàn)M-180 則作為本次最重要的指紋傳感器，液晶 12864 作為人機(jī)交互界面，同時(shí)用獨(dú)立按鍵來(lái)進(jìn)行各個(gè)功能切換，蜂鳴器和 LED 燈作為報(bào)警提示，最后根據(jù)設(shè)計(jì)要求做出的

34、方框圖圖下圖所示：圖 13 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)上電之后，經(jīng)過(guò)一系列的初始化，比如串口初始化，定時(shí)器初始化，初始化完成后進(jìn)入主程序。由于單片機(jī)是單線程運(yùn)行的，所以在主程序中采用精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)一個(gè) while 循環(huán)來(lái)執(zhí)行整個(gè)的主程序。4.2 功能介紹1、本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)管理員的操作，即出廠時(shí)必須錄入一個(gè)指紋，該指紋錄入成功后就是該系統(tǒng)的管理員，方可進(jìn)入主界面。主界面的功能有識(shí)別指紋功能、添加管理員功能、添加普通用戶功能、清空指紋庫(kù)功能，而每個(gè)功能的選擇是通過(guò)按鍵來(lái)切換的。圖 14 主界面2、進(jìn)入主界面之后可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一系列的操作，管理員可以有 2 個(gè)，當(dāng)錄入達(dá)到 2 個(gè)

35、時(shí)會(huì)有提示。而要對(duì)系統(tǒng)的指紋進(jìn)行錄入普通用戶和清空指紋庫(kù)指紋都需要管理員驗(yàn)證。當(dāng)驗(yàn)證失敗的時(shí)候液晶提示相對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，只有驗(yàn)證成功了才可執(zhí)行下一步操作。圖 15 管理員驗(yàn)證精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3、當(dāng)管理員驗(yàn)證成功后就可以錄入普通用戶了，該系統(tǒng)可以錄入多達(dá) 400多位的普通用戶，錄入過(guò)程中只需要按住手指不放，當(dāng)錄入完成后液晶提示錄入成功字符同時(shí)顯示出對(duì)應(yīng)的指紋 ID 號(hào)。同樣的錄入失敗也會(huì)有同樣的提示。圖 16 添加用戶4、清空指紋庫(kù)的操作一樣要經(jīng)過(guò)管理員驗(yàn)證，驗(yàn)證成功后，系統(tǒng)將把所有的指紋刪除，即清空指紋庫(kù)。這時(shí)候沒(méi)有任何指紋，同樣的提示要錄入管理員，也就是恢復(fù)出廠設(shè)置。圖

36、 17 清空指紋庫(kù)5、除了基本的錄入指紋，識(shí)別指紋，清空指紋之外，板子還有一個(gè)查詢按鍵，當(dāng)按下該按鍵時(shí)，液晶顯示出系統(tǒng)中已經(jīng)存在的管理員和普通用戶的數(shù)量，起到一個(gè)很好的查看作用。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 18 查詢界面4.3 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹4.3.1 Keil 編譯器本次的軟件編程部分采用的是 KEIL 編譯器。Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容 C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用，生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟

37、件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。Keil 的網(wǎng)站雖然沒(méi)有中文版本，但是Keil 軟件卻被中國(guó) 80%的硬件工程師使用，但凡與電子相關(guān)的專業(yè)，都會(huì)開(kāi)始從單片機(jī)和計(jì)算機(jī)編程開(kāi)始學(xué)習(xí)，而學(xué)習(xí)單片機(jī)自然會(huì)用到 Keil 軟件。C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)，Vision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的(IDE），可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 C51 編譯生成目標(biāo)文件（.obj）。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51 連接定位生成

38、絕對(duì)目標(biāo)文件(.abs）。abs 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行級(jí)調(diào)試，也可由使用直接對(duì)進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫(xiě)入程序存貯器如 EPROM 中。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 19 Keil 軟件界面4.3.2 STC-ISP 下載器STC-ISP 是一款下載編程軟件，是針對(duì)系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的，可下載STC89 系列、12C2052 系列和 12C5410 等系列的 STC 單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛使用。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 20 STC-ISP4.3.44.3.4 ProtelP

39、rotel 軟件軟件精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 21 protel 軟件本設(shè)計(jì)電路圖的設(shè)計(jì)是通過(guò) Protel 畫(huà)的，這個(gè)軟件在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程中也是有學(xué)到的，所以用這個(gè)軟件來(lái)設(shè)計(jì)電路圖。由于電路圖的連線比較復(fù)雜，如果用線直接連的話看起來(lái)會(huì)比較亂，而且容易出問(wèn)題，所以本設(shè)計(jì)采用網(wǎng)絡(luò)的方式來(lái)連接元器件。通過(guò)畫(huà)好原理圖之后，就轉(zhuǎn)換成 PCB 即可。4.4 部分代碼說(shuō)明該代碼說(shuō)明：液晶 12864 可以顯示 4 行文字，每一行最多可以顯示 8 個(gè)漢字，一共可以顯示 32 個(gè)漢字，一般在程序中只需要告訴液晶的 X、Y 軸即可。液晶的行數(shù)據(jù)的地址分別是 0X80，0X90，0X88，0X

40、98，分別表示的是第一行，第二行，第三行和第四行。例如想要在液晶的第二行的第三個(gè)位置顯示文字，Lcd12864_PutString(1,2,添加成功);這樣即可顯示出來(lái)。void v_Lcd12864SetAddress_f( unsigned char x, y ) /地址轉(zhuǎn)換 unsigned char byAddress ; switch( x ) case 0 : byAddress = 0 x80 + y ; break; case 1 : byAddress = 0 x90 + y ; break ; case 2 : byAddress = 0 x88 + y ; break ;

41、 case 3 : byAddress = 0 x98 + y ; break ; default : break ; v_Lcd12864SendCmd_f( byAddress ) ;void Lcd12864_PutString( uhar x, uchar y, unsigned char *pData ) v_Lcd12864SetAddress_f( x, y ) ;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) while( *pData != 0 ) v_Lcd12864SendData_f( *pData+ ) ;delay(30); 該代碼說(shuō)明：按鍵方式采用的是獨(dú)立按鍵的方式，

42、一共用到 5 個(gè)獨(dú)立按鍵，沒(méi)有按下按鍵的時(shí)候，單片機(jī)對(duì)應(yīng)的 IO 口是高電平，當(dāng)有按鍵按下時(shí)對(duì)應(yīng)的IO 口就被連到 GND，對(duì)應(yīng)的 IO 也就是低電平。單片機(jī)檢測(cè)到后，根據(jù)相對(duì)應(yīng)的IO 口執(zhí)行不同的按鍵功能。對(duì)于消抖操作，在簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)中可以使用一個(gè)時(shí)間延時(shí)來(lái)處理。這個(gè)時(shí)間不能太長(zhǎng)，如果太長(zhǎng)的話會(huì)導(dǎo)致按鍵不靈敏等問(wèn)題。uint FUN_KeyDec()bit press = 0;if(!IOKEY_dec) /如果檢測(cè)到低電平，說(shuō)明按鍵按下 keyDelay_1ms(1); /延時(shí)去抖，一般 10-20ms if(!IOKEY_dec) /再次確認(rèn)按鍵是否按下，沒(méi)有按下則退出 while(!IO

43、KEY_dec);/如果確認(rèn)按下按鍵等待按鍵釋放，沒(méi)有釋放/則一直等待press = 1; if(press)ClrScreen12864();sys_status=8;return 0; 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)該代碼說(shuō)明：當(dāng)進(jìn)行指紋識(shí)別的時(shí)候，單片機(jī)通過(guò)串口發(fā)送對(duì)應(yīng)的指令給指紋模塊，指紋模塊從而進(jìn)行搜索指紋功能。當(dāng)用戶按下手指的時(shí)候，模塊會(huì)自動(dòng)獲取該指紋的特征值，并對(duì)這個(gè)特征值進(jìn)行判斷是否已經(jīng)存在系統(tǒng)中，如果是存在則返回該指紋的序號(hào)，如果不匹配則返回 0。單片機(jī)將返回到的數(shù)據(jù)做判斷，0 則認(rèn)為識(shí)別識(shí)別，大于 0 則認(rèn)為識(shí)別成功。unsigned char search(v

44、oid)/搜索用戶 unsigned char SearchBuf=0;uchar i=0;while(1) if (ImgProcess(1)=3)/首先讀入一次指紋 SearchBuf=Searchfinger();/進(jìn)行指紋比對(duì)，如果搜索到，返/回搜索到的指紋序號(hào) if(SearchBuf=1) return SearchNumber; else i+;if(i5)return 0; return 0;該代碼說(shuō)明：采集指紋的過(guò)程中，需要采集兩次的指紋，將 2 次采集到的特征值生成一個(gè)指紋模板，并對(duì)該模板進(jìn)行保存。當(dāng)保存模板成功后，單片機(jī)將該指紋的模板的序號(hào)寫(xiě)入到單片機(jī)的 EEPROM 中

45、，以便實(shí)現(xiàn)掉電保存指紋。unsigned char enroll(void) /采集兩次指紋，生成 1 個(gè) 指紋模板精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) unsigned char temp=0,count=0,kk=0; while(1) temp=ImgProcess(1); /生成特征 1 if (temp=3)/生成特征文件成功 break; else /采集第一個(gè)特征成功 count=0; Beep=0;Fdelay1ms(100);Beep=1;Fdelay1ms(2000);/延時(shí) 2S 開(kāi)始采集下一個(gè)特征/開(kāi)始采集第二個(gè)特征 while(1) temp=ImgProces

46、s(2); /生成特征 2 if (temp=3)/生成特征文件 2 成功 if ( (Command(MERG,40)& (FifoNumber=11) & (FIFO9=0 x00)=0 ) /合并不成功返回 0，成功返回 1kk+;if(enroll()return 1;if(kk 4)return(0);else/特征文件合并生成模板，結(jié)果存于 ModelBuffer精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) Beep=0; Fdelay1ms(100); Beep=1; Fdelay1ms(100); Beep=0; Fdelay1ms(100);/響兩聲，表示生成一

47、個(gè)模板成功 Beep=1; return 1; else 4.5 本章小結(jié)本章主要介紹了設(shè)計(jì)過(guò)程中的軟件部分，包括整個(gè)系統(tǒng)的方框圖，還有功能介紹，最后簡(jiǎn)單介紹了開(kāi)發(fā)環(huán)境。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)5 系統(tǒng)調(diào)試5.1 制作和調(diào)試5.1.1 原理圖設(shè)計(jì)圖 22 原理圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)根據(jù)第三章的硬件設(shè)計(jì)部分，電路分為最小系統(tǒng)、液晶電路、指紋通信電路、供電電路、按鍵電路、蜂鳴器和 LED 電路。確定了基本的電路設(shè)計(jì)后，就開(kāi)始畫(huà)電路圖，采用的是 Protel 軟件來(lái)畫(huà)電路圖，電路元件之間的連接采用的是網(wǎng)絡(luò)的形式來(lái)連接。5.1.2 PCB 制作畫(huà)好電路圖之后，要

48、對(duì)每個(gè)元件進(jìn)行封裝，有一些元件，Protel 軟件本身是自帶有的，而有一些沒(méi)有的就需要找其他的代替或者自己畫(huà)封裝。封裝畫(huà)好之后就可以進(jìn)行轉(zhuǎn)成 PCB 了。PCB 中主要的就是進(jìn)行 PCB 布線，采用的是手動(dòng)布線，把元件擺好位置后，采用的是 2 層板的布線，布線完成后就可以添加淚滴、覆銅、布地等操作。最后就是發(fā)出去給工廠打板即可。圖 23 PCB 底層精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 24 PCB 頂層精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 25 PCB 無(wú)覆銅層5.2 調(diào)試過(guò)程板子焊接好后，就要對(duì)單片機(jī)燒寫(xiě)程序，開(kāi)始驗(yàn)證各個(gè)軟件和硬件的部分，而本次中事實(shí)上不是一下就成功的，也

49、遇了不少的問(wèn)題，下面就對(duì)在調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題闡述說(shuō)明：1、無(wú)法下載程序由于考慮到把難度降低，同時(shí)在板子的電路盡可能的簡(jiǎn)單，所以本電路中沒(méi)有燒寫(xiě)程序的電路，而是直接把單片機(jī)的串口接出來(lái)，用一個(gè)燒寫(xiě)工具 USB轉(zhuǎn) TTL 電平的串口工具來(lái)燒寫(xiě)，該模塊的主芯片用到的是 PL2303，即是 USB 轉(zhuǎn)成 TTL 電平直接跟單片機(jī)進(jìn)行串口通信。把電路基本焊接完成后，首先接上電源，用萬(wàn)用表量電壓正常，接上 USB 轉(zhuǎn) TTL 模塊，開(kāi)始下載程序，發(fā)現(xiàn)一直沒(méi)反應(yīng)，最后發(fā)現(xiàn)是沒(méi)有共地造成的，共地之后正常下載；精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2、指紋模塊無(wú)法工作單片機(jī)和指紋模塊之間的通信方式采用的是

50、串口方式，成功燒寫(xiě)程序之后，單片機(jī)經(jīng)過(guò)串口初始化之后，為了方便測(cè)試兩者之間的通信是否正常，單片機(jī)上電之后會(huì)直接通過(guò)串口發(fā)送指令給指紋模塊，實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能，當(dāng)指紋模塊接受到該指令時(shí)，指紋采集頭會(huì)亮，但是指紋頭卻一直沒(méi)有反應(yīng)，確認(rèn)了指紋模塊的接線正確之后，指紋頭還是沒(méi)有反應(yīng)。將指紋模塊拔掉，用 USB 轉(zhuǎn) TTL 工具來(lái)調(diào)試單片機(jī)的串口數(shù)據(jù)，接入電腦后，打開(kāi)調(diào)試助手，在串口參數(shù)正確的情況下，發(fā)現(xiàn)單片機(jī)發(fā)送出來(lái)的數(shù)據(jù)是亂碼，波特率等其他參數(shù)都是正確的，同時(shí)也進(jìn)行了共地，那就是晶振的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)晶振用的是 12M 的，用到串口的時(shí)候，晶振必須是用 11.0592M 倍數(shù)的才不會(huì)有誤差，其他的會(huì)有誤差，造成

51、數(shù)據(jù)丟失亂碼等現(xiàn)象，換了晶振之后，串口通信正常。3、指紋模塊反應(yīng)慢把程序下載后，先讓程序直接進(jìn)入指紋識(shí)別模式，但是發(fā)現(xiàn)指紋模塊一直很難識(shí)別指紋成功，反應(yīng)慢，把指紋模塊的電源斷開(kāi)，用串口調(diào)試助手看單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)又是正確的，一直找不到原因，后來(lái)發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的 TXD 和 RXD 一直連著杜邦線，把杜邦線拔掉，指紋模塊正常工作了；4、按鍵不靈敏板子上有 5 個(gè)按鍵，有各自的功能，在測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)所有的按鍵都不太靈敏，當(dāng)按下錄入按鍵時(shí)，本來(lái)液晶是顯示提示正在錄入指紋，但結(jié)果液晶一直沒(méi)正常的顯示，或者有時(shí)顯示，硬件實(shí)在找不出問(wèn)題后轉(zhuǎn)向軟件問(wèn)題，最后發(fā)現(xiàn)按鍵消抖延時(shí)，長(zhǎng)得太離譜，導(dǎo)致要一直按著按鍵才有反應(yīng)，

52、改短了時(shí)間后，按鍵也正常反應(yīng)。5、蜂鳴器蜂鳴器作為本次的報(bào)警器件，直接燒寫(xiě)一個(gè)調(diào)試成功的讓蜂鳴器報(bào)警的程序，發(fā)現(xiàn)蜂鳴器不響，一開(kāi)始懷疑是三極管燒壞了，換了之后發(fā)現(xiàn)還是不行，查看后原理圖給的限流電阻為 1K，而焊接的卻是 10K 的，電阻阻值太大，導(dǎo)致電流不夠讓三極管導(dǎo)通，最后換了 1K 電阻，蜂鳴器正常報(bào)警；6、液晶不顯示本次采用的是液晶 12864 作為顯示器，采用的是串口接法，只需要用到單片機(jī)的 2 個(gè) IO 口，方便簡(jiǎn)單，在調(diào)試過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)液晶無(wú)法顯示出文字信息，只亮了背光，把一樣的程序燒到另外一個(gè)開(kāi)發(fā)板上面，開(kāi)發(fā)板上面的液晶正常顯示，驗(yàn)證了是焊接的板子問(wèn)題，再次將開(kāi)發(fā)板上面的液晶換到焊

53、接的板子上面，液晶也正常顯示，由此可見(jiàn)，就是液晶本身的問(wèn)題。想起液晶有串行和并精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)行兩種接口，咨詢了賣(mài)家之后才得知，這一塊液晶是并口接口的，想要換成串行接法，須將液晶背面的一個(gè)電阻焊掉，焊掉該電阻之后，重新插上液晶，正常顯示。5.3 調(diào)試完成、實(shí)物圖在經(jīng)過(guò)各個(gè)部分的硬件和軟件調(diào)試后，基本每個(gè)模塊電路和對(duì)應(yīng)的程序都沒(méi)有問(wèn)題后，整合軟件，燒寫(xiě)到板子，上電，開(kāi)始測(cè)試各個(gè)功能，正常使用，最終做出來(lái)的板子如圖所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 26 指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件實(shí)物圖5.4 本章小結(jié)本章介紹了在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，軟件代碼編寫(xiě)和硬件調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并介紹是如何解決的，這也是本次設(shè)計(jì)中所學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)和體現(xiàn)自己動(dòng)手能力一個(gè)很好的說(shuō)明。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)6 總結(jié)指紋識(shí)別在目前看來(lái)，市場(chǎng)前景應(yīng)該還算是比較不錯(cuò)的，而且作為人體生物特征識(shí)別技術(shù)中，應(yīng)該還是比較廣泛和技術(shù)比較成熟的，根據(jù)國(guó)際生物識(shí)別小組在 2009 年作出的一個(gè)不完全統(tǒng)計(jì)，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有很多種針對(duì)人類的各個(gè)不同生理特征和行為的特征