指纹识别电子密码锁的设计与制作
目录
一、前言 1
二、单片机STC89C52的综述 2
(一) 单片机STC89C52的简介 2
(二) 单片机STC89C52的发展 3
(二) 单片机STC89C52的应用 3
三、指纹识别电路密码锁 4
(一) 硬件设计 4
1．总体设计 4
2. 芯片选用 4
3. 原理图 4
4. 指纹模块简介 5
5. 液晶显示模块 6
(二) 软件设计 7
1. 系统主程序流程图 8
2. 部分源程序 11
四、硬件调试 12
总结 13
致 谢 14
参考文献 15
附录1：元件清单 16
附录2：部分源程序 17
附录3：实物图 26
一、 前言
伴随着人类的发展和社会的进步，人们对各方面的需求也都逐日上升。长期以来财富的累积，也让人们对于自身财产的安全有了更高的要求。传统的铁锁、链锁、密码锁早就已经非常的落后，易于破坏、不牢靠、钥匙易于丢失、再加上钥匙可以重新配置的特点都让传统的锁具早早走上了淘汰的路程。在科技引领时代的今天，电子信息技术渗透入了生活的各个方面，从平常百姓的衣食住行到国家军事防御，无不被科学技术逐步推向全新的巅峰。而与此同时，人类的财产保护等个人需求都逐渐得到了极大的满足。
众所周知，传统的锁具之所以被淘汰，是因为它的打开渠道的不唯一性，这也让高度隐私财产无法确保只有主人一人可以开启。即使是高强度的密码锁，一旦密码被泄露，所有的钢墙铁壁也都只是如同虚设。所以，我们研发出了一种只有主人一人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
可以开启的密码锁，这对个人财产的保护起到了极大的防御功能和作用。采用指纹检测、识别电子密码锁拥有双重保障，不用担心自己不在时外人的侵入，也不用为保护好钥匙而煞费苦心。所以指纹识别电子密码锁一经推广便引起了极大的反响。
毫不夸张地讲，单片机是科技发展以来的爱宠，它作为高度集中的微型计算机，体积小，功能强，拥有独立的嵌入式系统设计和程序语言让其成为众多电子产品的必备元件。而本次毕业设计的实物制作中我采用STC89C52这样一款单片机。
二、单片机STC89C52的综述
(一) 单片机STC89C52的简介
STC89C52型号单片机是STC公司生产的一款能耗较低、性能较高的CMOS 8位微型处理控制器，它拥有8K 的系统可编程Flash存储器。STC89C52具有灵巧的8 位中央微控制器CPU 和在系统中可编程的Flash存储器，这也让STC89C52为众多嵌入式应用系统提供了灵活性较高并且非常有效的解决办法。
STC89C52型号单片机的标准配置如下： 512字节RAM，8k字节Flash， 32 位I/O 口，看门狗定时器，4KB内置 EEPROM，MAX 810复位电路，3个16位的定时器/计数器，4个外部中断，还有一个7向量4级中断结构（也就是兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。如图2-1为 STC89C52单片机的引脚图。
图2-1 STC89C52的引脚标注图
图2-2 STC89C52实物图
STC89C52单片机拥有6个时钟机器周期和12个时钟机器周期可供选择，工作电压为5.5V到3.3V，工作频率为0到40MHz，等价于8951的0到80MHz，实际工作频率可达到48MHz。另外，程序空间为8K字节，拥有32个I/O口，其中复位后P0、P1、P2、P3是准双向口，而且P0口是漏极开路输出，当其作为数据总线和地址总线扩展使用时，可以不要加上拉电阻，然而当其作为I/O口使用时，就需要加上拉电阻。在外部中断电路中，下降就会由中断或者低电平来触发电路，电源关闭模式电路可由外部中断或者低电平触发中断开启。在一般情况下，STC89C52的工作温度范围分为工业级别和商业级别，其中工业级别-40~+85摄氏度，商业级别为0~75摄氏度。
(二) 单片机STC89C52的发展
STC89C52属于最经典的51单片机门类，最初，单片机只被用在工业领域，它最初的设计原理和制作工艺是把许多的外围设备和中央微控制器ＣＰＵ集成在一个相对较小的芯片当中，这样，既可以缩小计算机的系统，又可以在控制设备中提高了复杂程度。最早的时候，ＩＮＴＥＬ公司首先按照这种思想设计并且研发出了Ｚ８０处理器，从此开始，单片机和专用中央微处理器的发展便开始分道扬镳。在早期的时候单片机都是８位或是４位，可以称为经典的便是INTEL公司生产的8031，它的简单可靠让其获得了广泛的好评。此后在此基础之上，延伸出了MCS51系列单片机，而51单片机也作为单片机中的经典被作为教材示例。但这并没有满足工业的发展和生产的需求，在这之后的一段时间设计并研发出了16位的单片机，但价格相对较高，因此没有被普及开来和广泛使用。上世纪90年代开始，电子信息产品在人们日常生活和生产实践中被广泛使用和推广，单片机技术更是随之得到了很大范围的推广和使用。
(二) 单片机STC89C52的应用
现如今，人类的衣食住行各方面都涉及到单片机，普遍应用的电子产品、机械产品都会集成有单片机。电脑、手机、空调、电视机、微波炉、汽车等等都配有不同型号的单片机。单片机虽然说体积小，但它相当于一个小型计算机，拥有自身的CPU，内存，总线，存储器等。价格低廉，轻便，易于携带，性价比高等让其成为科研人员的宠儿，例如我们家庭中的油烟机、洗衣机，电磁炉等都有单片机的身影，它作为核心控制部件操作着整台机器的运行和信息数据的处理。
单片机主要靠程序编程，可以通过修改编程来实现不同的功能。而如果采用传统电路，不仅需要很大一块电路板，而且所耗材料精力也会大很多。在它的装置中，单片机起着至关重要的作用，可以让设备升级换代，成为智能型机器。目前，许多产品如若被山寨，便一定是功能太简单容易被仿制，而采用单片机可以极大程度上的保护自己的知识产权。
三、指纹识别电路密码锁
(一) 硬件设计
1．总体设计
在本次毕业设计的实物制作和论文编写中我们采用单片机的型号为：STC89C52，让它来作为控制器嵌入到整个指纹识别电子密码锁的系统当中。对于应用程序的开发主要分为两个部分：第一部分是对指纹识别传感器模块应用程序的开发，第二部分是对液晶显示模块、按键程序模块的开发。在此过程中，我们需要使用Keil软件对这些模块分别编程，再由编译器最终生成一个文件。然后要经过仿真调试再下载到单片机中。上电之后，主程序在完成了初始化之后就要对液晶模块包括按键模块进行初始化，检测完毕后方可执行相应按键操作，然后通过串行端口对指纹传感器模块进行读写和指纹图案信息采集和处理。
3.原理图
图3-1 系统原理图
4.指纹模块简介
致 谢
本次毕业设计的实物制作和论文编写的全部工作历时了两个月的时间，从寒假开始就着手准备元件等材料，查阅相关资料，在论文写作和实物制作的过程中遇到了很多的困难和障碍，但是在同学和老师的帮助下我顺利地克服了这些困难和障碍。尤其在此要强烈感谢众多老师、学长和同学们，在整个指纹密码锁的实物制作和论文写作的过程中，他们都对我进行了无私的指导和帮助，有的同学手把手教我焊电路板，由于我不熟练，焊坏了好几块板子，可他们还是鼓励我。还有班长帮我调试程序，有时一个程序要连续调好几个小时，他们很有耐心，一边调试一边给我讲程序的道理，我获益匪浅。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的管理人员和负责的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。与此同时还要感谢王莉莉老师及学长不厌其烦的帮助我进行论文的修改和改进。还有我大学以来教导过我的所有老师，为我打下了专业知识的基础，在此向所有帮助和指导过我的各位老师和同学表示最衷心的感谢！
一、前言 1
二、单片机STC89C52的综述 2
(一) 单片机STC89C52的简介 2
(二) 单片机STC89C52的发展 3
(二) 单片机STC89C52的应用 3
三、指纹识别电路密码锁 4
(一) 硬件设计 4
1．总体设计 4
2. 芯片选用 4
3. 原理图 4
4. 指纹模块简介 5
5. 液晶显示模块 6
(二) 软件设计 7
1. 系统主程序流程图 8
2. 部分源程序 11
四、硬件调试 12
总结 13
致 谢 14
参考文献 15
附录1：元件清单 16
附录2：部分源程序 17
附录3：实物图 26
一、 前言
伴随着人类的发展和社会的进步，人们对各方面的需求也都逐日上升。长期以来财富的累积，也让人们对于自身财产的安全有了更高的要求。传统的铁锁、链锁、密码锁早就已经非常的落后，易于破坏、不牢靠、钥匙易于丢失、再加上钥匙可以重新配置的特点都让传统的锁具早早走上了淘汰的路程。在科技引领时代的今天，电子信息技术渗透入了生活的各个方面，从平常百姓的衣食住行到国家军事防御，无不被科学技术逐步推向全新的巅峰。而与此同时，人类的财产保护等个人需求都逐渐得到了极大的满足。
众所周知，传统的锁具之所以被淘汰，是因为它的打开渠道的不唯一性，这也让高度隐私财产无法确保只有主人一人可以开启。即使是高强度的密码锁，一旦密码被泄露，所有的钢墙铁壁也都只是如同虚设。所以，我们研发出了一种只有主人一人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
可以开启的密码锁，这对个人财产的保护起到了极大的防御功能和作用。采用指纹检测、识别电子密码锁拥有双重保障，不用担心自己不在时外人的侵入，也不用为保护好钥匙而煞费苦心。所以指纹识别电子密码锁一经推广便引起了极大的反响。
毫不夸张地讲，单片机是科技发展以来的爱宠，它作为高度集中的微型计算机，体积小，功能强，拥有独立的嵌入式系统设计和程序语言让其成为众多电子产品的必备元件。而本次毕业设计的实物制作中我采用STC89C52这样一款单片机。
二、单片机STC89C52的综述
(一) 单片机STC89C52的简介
STC89C52型号单片机是STC公司生产的一款能耗较低、性能较高的CMOS 8位微型处理控制器，它拥有8K 的系统可编程Flash存储器。STC89C52具有灵巧的8 位中央微控制器CPU 和在系统中可编程的Flash存储器，这也让STC89C52为众多嵌入式应用系统提供了灵活性较高并且非常有效的解决办法。
STC89C52型号单片机的标准配置如下： 512字节RAM，8k字节Flash， 32 位I/O 口，看门狗定时器，4KB内置 EEPROM，MAX 810复位电路，3个16位的定时器/计数器，4个外部中断，还有一个7向量4级中断结构（也就是兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。如图2-1为 STC89C52单片机的引脚图。
图2-1 STC89C52的引脚标注图
图2-2 STC89C52实物图
STC89C52单片机拥有6个时钟机器周期和12个时钟机器周期可供选择，工作电压为5.5V到3.3V，工作频率为0到40MHz，等价于8951的0到80MHz，实际工作频率可达到48MHz。另外，程序空间为8K字节，拥有32个I/O口，其中复位后P0、P1、P2、P3是准双向口，而且P0口是漏极开路输出，当其作为数据总线和地址总线扩展使用时，可以不要加上拉电阻，然而当其作为I/O口使用时，就需要加上拉电阻。在外部中断电路中，下降就会由中断或者低电平来触发电路，电源关闭模式电路可由外部中断或者低电平触发中断开启。在一般情况下，STC89C52的工作温度范围分为工业级别和商业级别，其中工业级别-40~+85摄氏度，商业级别为0~75摄氏度。
(二) 单片机STC89C52的发展
STC89C52属于最经典的51单片机门类，最初，单片机只被用在工业领域，它最初的设计原理和制作工艺是把许多的外围设备和中央微控制器ＣＰＵ集成在一个相对较小的芯片当中，这样，既可以缩小计算机的系统，又可以在控制设备中提高了复杂程度。最早的时候，ＩＮＴＥＬ公司首先按照这种思想设计并且研发出了Ｚ８０处理器，从此开始，单片机和专用中央微处理器的发展便开始分道扬镳。在早期的时候单片机都是８位或是４位，可以称为经典的便是INTEL公司生产的8031，它的简单可靠让其获得了广泛的好评。此后在此基础之上，延伸出了MCS51系列单片机，而51单片机也作为单片机中的经典被作为教材示例。但这并没有满足工业的发展和生产的需求，在这之后的一段时间设计并研发出了16位的单片机，但价格相对较高，因此没有被普及开来和广泛使用。上世纪90年代开始，电子信息产品在人们日常生活和生产实践中被广泛使用和推广，单片机技术更是随之得到了很大范围的推广和使用。
(二) 单片机STC89C52的应用
现如今，人类的衣食住行各方面都涉及到单片机，普遍应用的电子产品、机械产品都会集成有单片机。电脑、手机、空调、电视机、微波炉、汽车等等都配有不同型号的单片机。单片机虽然说体积小，但它相当于一个小型计算机，拥有自身的CPU，内存，总线，存储器等。价格低廉，轻便，易于携带，性价比高等让其成为科研人员的宠儿，例如我们家庭中的油烟机、洗衣机，电磁炉等都有单片机的身影，它作为核心控制部件操作着整台机器的运行和信息数据的处理。
单片机主要靠程序编程，可以通过修改编程来实现不同的功能。而如果采用传统电路，不仅需要很大一块电路板，而且所耗材料精力也会大很多。在它的装置中，单片机起着至关重要的作用，可以让设备升级换代，成为智能型机器。目前，许多产品如若被山寨，便一定是功能太简单容易被仿制，而采用单片机可以极大程度上的保护自己的知识产权。
三、指纹识别电路密码锁
(一) 硬件设计
1．总体设计
在本次毕业设计的实物制作和论文编写中我们采用单片机的型号为：STC89C52，让它来作为控制器嵌入到整个指纹识别电子密码锁的系统当中。对于应用程序的开发主要分为两个部分：第一部分是对指纹识别传感器模块应用程序的开发，第二部分是对液晶显示模块、按键程序模块的开发。在此过程中，我们需要使用Keil软件对这些模块分别编程，再由编译器最终生成一个文件。然后要经过仿真调试再下载到单片机中。上电之后，主程序在完成了初始化之后就要对液晶模块包括按键模块进行初始化，检测完毕后方可执行相应按键操作，然后通过串行端口对指纹传感器模块进行读写和指纹图案信息采集和处理。
3.原理图
图3-1 系统原理图
4.指纹模块简介
致 谢
本次毕业设计的实物制作和论文编写的全部工作历时了两个月的时间，从寒假开始就着手准备元件等材料，查阅相关资料，在论文写作和实物制作的过程中遇到了很多的困难和障碍，但是在同学和老师的帮助下我顺利地克服了这些困难和障碍。尤其在此要强烈感谢众多老师、学长和同学们，在整个指纹密码锁的实物制作和论文写作的过程中，他们都对我进行了无私的指导和帮助，有的同学手把手教我焊电路板，由于我不熟练，焊坏了好几块板子，可他们还是鼓励我。还有班长帮我调试程序，有时一个程序要连续调好几个小时，他们很有耐心，一边调试一边给我讲程序的道理，我获益匪浅。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的管理人员和负责的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。与此同时还要感谢王莉莉老师及学长不厌其烦的帮助我进行论文的修改和改进。还有我大学以来教导过我的所有老师，为我打下了专业知识的基础，在此向所有帮助和指导过我的各位老师和同学表示最衷心的感谢！
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