单片机的多功能指纹识别锁设计(附件)【字数：8413】
【摘 要】对于本多功能锁而言，其具备存储与删除指纹、特权解锁、更改特权密码等诸多功能，而核心功能主要有三个，分别是指纹识别解锁、红外遥控解锁以及按键密码解锁，控制核心由STC89C52单片机所提供。此外，输出该功能锁的器件主要有继电器与蜂鸣报警器等，并且在汇编程序时，应用的是Keil uVision2软件。本多功能锁与实际生活相贴近，能够满足大部分安全系统的需求。
目录
一、 前言 5
(一) 设计的技术背景 5
(二) 设计的目的和意义 5
二、 系统方案设计 6
(一) 主要工作思路 6
1.录入过程 6
2.匹配过程 6
3.响应过程 6
(二) 主要功能介绍 6
三、 硬件设计模块 7
(一) 单片机和最小系统模块 7
1.STC89C52单片机 7
2.晶振电路 8
(二) 指纹识别模块 8
1.模块简介 8
2.模块整体工作思路 9
(三) 矩阵按键模块 10
(四) 红外遥控模块 11
(五) 其他模块 13
1. LCD液晶模块 13
2. 蜂鸣器模块 13
四、 软件设计 14
(一) 系统程序工作思路 14
(二) 串口初始化 14
(三) 程序流程图 16
(四) Keil编程 18
致 谢 19
参考文献 20
附 录 21
附录一 实物图 21
（正面） 21
（反面） 21
前言
设计的技术背景
世间万物均有其各自的特征，人类同样如此。例如，通过一块小小的头皮屑，我们就能够鉴别出它的主人是谁；同样的，手指指纹不同，对应的主人也各不相同。而这便是鉴别人类一些物种的特殊符号。指纹主要指的是人类手指上的各种条形纹路，纹路不同，其指纹也存在较大的差异。对于这些纹路而言，它们是在人类尚处于胚胎发育时期所产生的。
现阶段，好多国家都建立了每个 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
国人的犯罪指纹库和鉴定指纹的部门，可见，指纹鉴定这种技术已经得到了世界各国的普遍应用，并成为了司法机构鉴定人类身份的一种主要手段。根据相关统计结果可知，在已登记的所有人群中，其指纹都是唯一的，而这也就是各个国家运用指纹鉴别来调查犯罪事件的主要原因。指纹又被人们称作“人类的立体印章”，凭借这一“立体印章”，有助于调查人员对罪犯的特征做出准确的鉴别。
无论是指纹、面孔，还是声音、骨架等，人与人之间都存在较大的不同，而且这些都是一个人永远无法改变的独有特征，而这便成为了鉴别其身份的主要依据。基于这一特点，人类研发出了诸多生物识别技术，如指纹识别、声音识别等，并且随着不断的发展与完善，这些技术均得到了人们的广泛应用，其中适用范围最广的就是指纹识别这项技术。
由于现代电子集成制造技术的发展和可靠算法的现世，指纹识别技术得到了发展。指纹虽然只是人体表面的一小部分，但他是独一无二的可以直接识别，而且对比指纹时，并不是简单的一样与不一样的问题。凭借现代电子集成技术，使得指纹取像设备实现了微小化，在个人计算机运算速度快速发展的情况下，微机乃至与单片机能够完美快速的运算对比两个不同的指纹。不仅如此，计算机匹配算法的可靠性也越来越高，从中可以看出，指纹识别技术已经具备了较强的实用性。
设计的目的和意义
在科学技术不断发展、各种工具日益完善的情况下，传统的旧式防盗锁已无法满足人们的安全需求，人们对于防盗系统在安全性、稳定性以及高效性方面的要求越来越高，由于指纹的可识别性较高，而且不可复制，因而成为了现代防盗系统主要运用的一种识别手段。虽然指纹鉴定这种方式极其古老，但却是最成熟、最稳定的一种识别方式。根据研究结果可知，一个人的指纹从形成之日起（胎儿期六个月时），一直到死后直至其尸体腐烂，他的指纹始终不会发生改变，而且由于指纹是每个人特有的，因而无法被他人仿制。综上所述，指纹识别技术很可能成为未来防盗系统中的主流技术之一，而且随着指纹自动识别的出现，身份鉴别这种新潮流得到了开扩。在未来，指纹识别技术将会得到更多场合、领域的应用，进而为我们创造出一个更加安全与便利的生活环境。除了指纹识别解锁功能之外，本多功能锁还将红外线遥控解锁功能与电子密码解锁功能加入到了其中。
系统方案设计
主要工作思路
本多功能锁的控制核心为STC89C52单片机，借助其串口通信功能，将各种功能的指令发出，使密码与指纹能够及时存储到各个模块当中，或者通过对密码与指纹的对比匹配，来确定其能否正常运作。
1.录入过程
在系统内录入新指纹时，STC89C52单片机会自动发出相应的指令，并利用指纹感应头这一光学传感器连续录入两次该指纹，接着处理两次录入指纹所形成的同一指纹图像，再将其合成模板，最后存入相应的模块当中；而电子密码的录入主要是通过二进制码的形式实现的。
2.匹配过程
指纹的对比方式主要指的是，借助指纹感应头，在录入并处理好待匹配的指纹之后，这些指纹会自动匹配已录入的指纹模板。其中如果待匹配指纹匹配的是已录入模块的一个指定模板，那么就叫做1:1方式；如果匹配的是多个已录入模板，那么就叫做1:N方式，也被称作指纹的搜索方式。电子密码的匹配方式与指纹相类似，但它主要是通过二进制数的形式进行的。
3.响应过程
在匹配之后，模块会将匹配成功或失败的结果显示出来，接着利用模块与控制中心之间的串口，将该结果传输到控制中心内，此时，控制中心会准确判断出继电器、指示灯以及蜂鸣器是否处于正常的工作状态，并控制LCD液晶显示器将相关信息显示出来。
主要功能介绍
表2.1 主要功能
功能
操作与响应
管理员模式
当多功能锁开始工作时，通过点按矩阵或红外遥控器上的按键A，能够进入到密码的输入界面，在输入正确的6位数密码后，点击确认键D，便可以进入管理员模式；如果密码输入错误，那么无法进入该模式。需要注意的是，该模式的初始密码为6个0。在管理员模式中，主要包括四大功能，即录入指纹、删除指纹、手动开锁以及修改密码，这几个功能分别与矩阵或红外遥控器上的按键1、2、3、4相对应。在这之中，修改密码主要是指对管理员的密码进行修改，假如忘记该密码，那么可以先点击按键A，接着将“131452”这一万能密码输入，最后再点击确认键D，即可初始化管理员的密码。
目录
一、 前言 5
(一) 设计的技术背景 5
(二) 设计的目的和意义 5
二、 系统方案设计 6
(一) 主要工作思路 6
1.录入过程 6
2.匹配过程 6
3.响应过程 6
(二) 主要功能介绍 6
三、 硬件设计模块 7
(一) 单片机和最小系统模块 7
1.STC89C52单片机 7
2.晶振电路 8
(二) 指纹识别模块 8
1.模块简介 8
2.模块整体工作思路 9
(三) 矩阵按键模块 10
(四) 红外遥控模块 11
(五) 其他模块 13
1. LCD液晶模块 13
2. 蜂鸣器模块 13
四、 软件设计 14
(一) 系统程序工作思路 14
(二) 串口初始化 14
(三) 程序流程图 16
(四) Keil编程 18
致 谢 19
参考文献 20
附 录 21
附录一 实物图 21
（正面） 21
（反面） 21
前言
设计的技术背景
世间万物均有其各自的特征，人类同样如此。例如，通过一块小小的头皮屑，我们就能够鉴别出它的主人是谁；同样的，手指指纹不同，对应的主人也各不相同。而这便是鉴别人类一些物种的特殊符号。指纹主要指的是人类手指上的各种条形纹路，纹路不同，其指纹也存在较大的差异。对于这些纹路而言，它们是在人类尚处于胚胎发育时期所产生的。
现阶段，好多国家都建立了每个 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
国人的犯罪指纹库和鉴定指纹的部门，可见，指纹鉴定这种技术已经得到了世界各国的普遍应用，并成为了司法机构鉴定人类身份的一种主要手段。根据相关统计结果可知，在已登记的所有人群中，其指纹都是唯一的，而这也就是各个国家运用指纹鉴别来调查犯罪事件的主要原因。指纹又被人们称作“人类的立体印章”，凭借这一“立体印章”，有助于调查人员对罪犯的特征做出准确的鉴别。
无论是指纹、面孔，还是声音、骨架等，人与人之间都存在较大的不同，而且这些都是一个人永远无法改变的独有特征，而这便成为了鉴别其身份的主要依据。基于这一特点，人类研发出了诸多生物识别技术，如指纹识别、声音识别等，并且随着不断的发展与完善，这些技术均得到了人们的广泛应用，其中适用范围最广的就是指纹识别这项技术。
由于现代电子集成制造技术的发展和可靠算法的现世，指纹识别技术得到了发展。指纹虽然只是人体表面的一小部分，但他是独一无二的可以直接识别，而且对比指纹时，并不是简单的一样与不一样的问题。凭借现代电子集成技术，使得指纹取像设备实现了微小化，在个人计算机运算速度快速发展的情况下，微机乃至与单片机能够完美快速的运算对比两个不同的指纹。不仅如此，计算机匹配算法的可靠性也越来越高，从中可以看出，指纹识别技术已经具备了较强的实用性。
设计的目的和意义
在科学技术不断发展、各种工具日益完善的情况下，传统的旧式防盗锁已无法满足人们的安全需求，人们对于防盗系统在安全性、稳定性以及高效性方面的要求越来越高，由于指纹的可识别性较高，而且不可复制，因而成为了现代防盗系统主要运用的一种识别手段。虽然指纹鉴定这种方式极其古老，但却是最成熟、最稳定的一种识别方式。根据研究结果可知，一个人的指纹从形成之日起（胎儿期六个月时），一直到死后直至其尸体腐烂，他的指纹始终不会发生改变，而且由于指纹是每个人特有的，因而无法被他人仿制。综上所述，指纹识别技术很可能成为未来防盗系统中的主流技术之一，而且随着指纹自动识别的出现，身份鉴别这种新潮流得到了开扩。在未来，指纹识别技术将会得到更多场合、领域的应用，进而为我们创造出一个更加安全与便利的生活环境。除了指纹识别解锁功能之外，本多功能锁还将红外线遥控解锁功能与电子密码解锁功能加入到了其中。
系统方案设计
主要工作思路
本多功能锁的控制核心为STC89C52单片机，借助其串口通信功能，将各种功能的指令发出，使密码与指纹能够及时存储到各个模块当中，或者通过对密码与指纹的对比匹配，来确定其能否正常运作。
1.录入过程
在系统内录入新指纹时，STC89C52单片机会自动发出相应的指令，并利用指纹感应头这一光学传感器连续录入两次该指纹，接着处理两次录入指纹所形成的同一指纹图像，再将其合成模板，最后存入相应的模块当中；而电子密码的录入主要是通过二进制码的形式实现的。
2.匹配过程
指纹的对比方式主要指的是，借助指纹感应头，在录入并处理好待匹配的指纹之后，这些指纹会自动匹配已录入的指纹模板。其中如果待匹配指纹匹配的是已录入模块的一个指定模板，那么就叫做1:1方式；如果匹配的是多个已录入模板，那么就叫做1:N方式，也被称作指纹的搜索方式。电子密码的匹配方式与指纹相类似，但它主要是通过二进制数的形式进行的。
3.响应过程
在匹配之后，模块会将匹配成功或失败的结果显示出来，接着利用模块与控制中心之间的串口，将该结果传输到控制中心内，此时，控制中心会准确判断出继电器、指示灯以及蜂鸣器是否处于正常的工作状态，并控制LCD液晶显示器将相关信息显示出来。
主要功能介绍
表2.1 主要功能
功能
操作与响应
管理员模式
当多功能锁开始工作时，通过点按矩阵或红外遥控器上的按键A，能够进入到密码的输入界面，在输入正确的6位数密码后，点击确认键D，便可以进入管理员模式；如果密码输入错误，那么无法进入该模式。需要注意的是，该模式的初始密码为6个0。在管理员模式中，主要包括四大功能，即录入指纹、删除指纹、手动开锁以及修改密码，这几个功能分别与矩阵或红外遥控器上的按键1、2、3、4相对应。在这之中，修改密码主要是指对管理员的密码进行修改，假如忘记该密码，那么可以先点击按键A，接着将“131452”这一万能密码输入，最后再点击确认键D，即可初始化管理员的密码。
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