单片机的指纹识别门禁系统的设计
日期2019年4月摘 要科技源于生活，越来越多的智能化产品映入人们的眼帘，指纹传感技术就是其中重要的成员之一，自然界中往往有许多象征着唯一特征的符号，人的指纹就是如此，每个人的指纹都具有其独特的特征，任何人的指纹都不一样，所以发现了这一特点，其最简单、最直观，且最常用的特点，解决了生活中很多难以辨别真伪的技术问题。通过现代科技的处理，使得成为所有人的另一张身份证。本文以STC89C52作为基础，通过单片机数据的采集和AD转换，加上用C语言编写出一套完整的控制指令，然后用LCD-1286液晶显示屏显示通过代码编写出来的特定信息，能够较为准确的采集到人的指纹，以用来识别，本文的重点主要是设计的过程，如何来设计一套较为标准的指纹识别系统以用于实际的应用，有C52单片机主控，加上其他电路，能很好的鉴识人体的指纹.
目录
引言 1
一、系统的硬件设计 2
（一）微控制器部分 2
（二）指纹采集部分 3
（三）液晶显示部分 4
（四）按键输入部分 5
二、系统的软件设计 5
（一）软件设计流程图 5
（二）指纹采集程序设计 6
（三）按键程序设计 7
（四）液晶显示程序设计 7
三、系统实现 10
（一）程序烧录 10
（二）实物调试 11
（三）测试结论 13
总结 14
致 谢 15
参考文献 16
附录1 原理图 17
附录2 PCB图 18
附录3 实物图 19
附录4 程序 20
引言
任何一种生物都会有自己独特的辨别符号，以用于其他符号的区分，从而使得这种生物就是这种生物，有了其的唯一和独特性,创造了一个多彩的世界，而且使指纹识别技术的应用成为可能。
指纹的唯一性长期以来一直受到人们的关注，在19十九世纪，技术人员挖掘出了两个要紧的指印的区别：文献的外观和图案，以及一生都不会改变的纹线图案。20世纪60年代，计算机技术的快速兴盛为人类指纹提供了一种可行的方案和工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
具。可靠算法的普及为指纹识别开辟了新的天地。现如今，随着科技的日益发展壮大，计算机和光学识别的两项技术革新，那么驱动用指印取其成像的事物就诞生了，在当今的社会日常状态中都会有很大的适用范围.
据不完全统计，世界上有50亿人，除了19个出生较长的没有特殊的指纹，这技术也是很多破案人员其中一种破案方式，就是利用指纹技术。一个人的指纹被称为“三维性格体”，而警察利用这些印章作为一种独特的三维符号，识别分子的行凶者。
因为每个个体都是独一无二的，科学家用生物辨别技能，希翼操纵这项技能来应对当前体系安全所面对的挑战。要操纵每人的特征，以及其独特性，可靠性等特点，结合计算机技术进行身份认证。使生物识别技术能够将安全访问系统待人新时代。实验证明，人的手、脸、代词、骨骼等等都有独特的地方和不变性，这些特征都不同于他人、生命本身，因此能够识别一个人的身份。恰是这些特点，成长了指印鉴识、人面辨认、口音判别等等技巧，许多具有指印鉴识技能的应用都是热门的生物技能。
虽然指纹仅仅有人类皮肤的一点范围,但利用的数据量确定的重要性,这些数据比较并不是一个问题,也简单,当代制作技能允许我们生产非常小的指印读取配置,而个人电脑的速度计算的快速发展提供了可能性执行两个指纹操作在一个小型计算机,甚至一个芯片上。由于现在的技能很老到，指纹鉴识也更加的智能，精确度也更高?。
一、系统的硬件设计
（一）微控制器部分
本文采用的MCU为51系列的STC89C52，操作方式和内部构成都和学习过8051一样。STC89C52RC低矮功耗、抗滋扰强、响应进度极快。操作稳定硬件精简。一块芯片上一共32个输入输出出端口，分别为P1~P4,当单片机复位后，输入输出端口处于弱电上拉状态，特别注意的地方时P0口，它是漏记开路输出，当总线扩大行驶时，不需要上拉，但是如果输入输出端口使用，必要额外增添上拉电阻。
MCU的最小体系主要形成是复位和晶振，MCU复位在其管脚处，经过外接电容和电阻达成加电。本文STC89C52行使的是11.0592MHz，额外连接连接两个电容容量在10pF~40pF电容就可以实现搭建。
MCU的微小体系形成是晶振、复位和电源，原理图见图1.
图1 最小系统原理图
（二）指纹采集部分
本文选用的指纹采撷模块为ATKAS608光学指纹识别模块，模块本身把光照电路和指纹处理集成到了一起，具有集成化程度高、体积小、稳定度高、识别速度和搜索速度快和干湿手指适应性好等特点，除此之外模块尺寸只有23*20*43（单位：ms），体型小巧便于安装，模块通讯端口拥有串口通讯和USB通讯，通过简单的串口或者USB通讯连接，单片机控制单元只需要简单的通讯协议就可以很好的控制模块。
指纹识别的工作原理
指纹识别模块开始工作时首先需要建立一个指纹库，通过内部控制单元驱动光照回路完成对指纹图像的采集，然后存入内部的指纹库之中，然后开始识别指纹的时候，通过内部的高速DSP数字芯片快速的对当前要识别的指纹进行扫描和比对，当在指纹库里面检索到和当前扫描到的指纹一样时，指纹模块会向外部发送一串识别命令，否则就会发出一串不识别命令。
内部特有的指纹算法是通过光照回路采集到的指纹图像上特有的指纹特征，这个特征就代表了指纹信息，后面指印留存、比较、搜查等等要基于这个指印信息来执行的。
指纹登陆过程通过快速扫描指纹两次，把两次指纹共有特征存储到模块内部，指纹比对过程就是通过识别光路采集板上的指纹然后通过两种比对模式，输出一个结果。（匹配还是不匹配）
相应的指标和参数,如表1所示。
表1 ATK.AS608参数指标
模块一共8根控制引脚分别为：1脚：电源管脚，正极，直流3.3v,最大不能大于3.3v；2脚：指纹部分的接口发送管脚，需衔接到MCU管脚的回收管脚上；3脚：指纹部分的串口接收引脚，需衔接到MCU管脚的传送引脚上；4脚：电源引脚，电压负极；5脚：指纹部分的触摸感受信号输出；6脚：光照回路的电源引脚，电源正极，直流电压3.3v，最大电压不能大于3.3v；7脚：指纹模块的USB端口正极；8脚：指纹模块的USB端口负极；由于本文使用的时指纹模块的串口模式，所以模块的原理图本文只是用了四个端口。
目录
引言 1
一、系统的硬件设计 2
（一）微控制器部分 2
（二）指纹采集部分 3
（三）液晶显示部分 4
（四）按键输入部分 5
二、系统的软件设计 5
（一）软件设计流程图 5
（二）指纹采集程序设计 6
（三）按键程序设计 7
（四）液晶显示程序设计 7
三、系统实现 10
（一）程序烧录 10
（二）实物调试 11
（三）测试结论 13
总结 14
致 谢 15
参考文献 16
附录1 原理图 17
附录2 PCB图 18
附录3 实物图 19
附录4 程序 20
引言
任何一种生物都会有自己独特的辨别符号，以用于其他符号的区分，从而使得这种生物就是这种生物，有了其的唯一和独特性,创造了一个多彩的世界，而且使指纹识别技术的应用成为可能。
指纹的唯一性长期以来一直受到人们的关注，在19十九世纪，技术人员挖掘出了两个要紧的指印的区别：文献的外观和图案，以及一生都不会改变的纹线图案。20世纪60年代，计算机技术的快速兴盛为人类指纹提供了一种可行的方案和工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
具。可靠算法的普及为指纹识别开辟了新的天地。现如今，随着科技的日益发展壮大，计算机和光学识别的两项技术革新，那么驱动用指印取其成像的事物就诞生了，在当今的社会日常状态中都会有很大的适用范围.
据不完全统计，世界上有50亿人，除了19个出生较长的没有特殊的指纹，这技术也是很多破案人员其中一种破案方式，就是利用指纹技术。一个人的指纹被称为“三维性格体”，而警察利用这些印章作为一种独特的三维符号，识别分子的行凶者。
因为每个个体都是独一无二的，科学家用生物辨别技能，希翼操纵这项技能来应对当前体系安全所面对的挑战。要操纵每人的特征，以及其独特性，可靠性等特点，结合计算机技术进行身份认证。使生物识别技术能够将安全访问系统待人新时代。实验证明，人的手、脸、代词、骨骼等等都有独特的地方和不变性，这些特征都不同于他人、生命本身，因此能够识别一个人的身份。恰是这些特点，成长了指印鉴识、人面辨认、口音判别等等技巧，许多具有指印鉴识技能的应用都是热门的生物技能。
虽然指纹仅仅有人类皮肤的一点范围,但利用的数据量确定的重要性,这些数据比较并不是一个问题,也简单,当代制作技能允许我们生产非常小的指印读取配置,而个人电脑的速度计算的快速发展提供了可能性执行两个指纹操作在一个小型计算机,甚至一个芯片上。由于现在的技能很老到，指纹鉴识也更加的智能，精确度也更高?。
一、系统的硬件设计
（一）微控制器部分
本文采用的MCU为51系列的STC89C52，操作方式和内部构成都和学习过8051一样。STC89C52RC低矮功耗、抗滋扰强、响应进度极快。操作稳定硬件精简。一块芯片上一共32个输入输出出端口，分别为P1~P4,当单片机复位后，输入输出端口处于弱电上拉状态，特别注意的地方时P0口，它是漏记开路输出，当总线扩大行驶时，不需要上拉，但是如果输入输出端口使用，必要额外增添上拉电阻。
MCU的最小体系主要形成是复位和晶振，MCU复位在其管脚处，经过外接电容和电阻达成加电。本文STC89C52行使的是11.0592MHz，额外连接连接两个电容容量在10pF~40pF电容就可以实现搭建。
MCU的微小体系形成是晶振、复位和电源，原理图见图1.
图1 最小系统原理图
（二）指纹采集部分
本文选用的指纹采撷模块为ATKAS608光学指纹识别模块，模块本身把光照电路和指纹处理集成到了一起，具有集成化程度高、体积小、稳定度高、识别速度和搜索速度快和干湿手指适应性好等特点，除此之外模块尺寸只有23*20*43（单位：ms），体型小巧便于安装，模块通讯端口拥有串口通讯和USB通讯，通过简单的串口或者USB通讯连接，单片机控制单元只需要简单的通讯协议就可以很好的控制模块。
指纹识别的工作原理
指纹识别模块开始工作时首先需要建立一个指纹库，通过内部控制单元驱动光照回路完成对指纹图像的采集，然后存入内部的指纹库之中，然后开始识别指纹的时候，通过内部的高速DSP数字芯片快速的对当前要识别的指纹进行扫描和比对，当在指纹库里面检索到和当前扫描到的指纹一样时，指纹模块会向外部发送一串识别命令，否则就会发出一串不识别命令。
内部特有的指纹算法是通过光照回路采集到的指纹图像上特有的指纹特征，这个特征就代表了指纹信息，后面指印留存、比较、搜查等等要基于这个指印信息来执行的。
指纹登陆过程通过快速扫描指纹两次，把两次指纹共有特征存储到模块内部，指纹比对过程就是通过识别光路采集板上的指纹然后通过两种比对模式，输出一个结果。（匹配还是不匹配）
相应的指标和参数,如表1所示。
表1 ATK.AS608参数指标
模块一共8根控制引脚分别为：1脚：电源管脚，正极，直流3.3v,最大不能大于3.3v；2脚：指纹部分的接口发送管脚，需衔接到MCU管脚的回收管脚上；3脚：指纹部分的串口接收引脚，需衔接到MCU管脚的传送引脚上；4脚：电源引脚，电压负极；5脚：指纹部分的触摸感受信号输出；6脚：光照回路的电源引脚，电源正极，直流电压3.3v，最大电压不能大于3.3v；7脚：指纹模块的USB端口正极；8脚：指纹模块的USB端口负极；由于本文使用的时指纹模块的串口模式，所以模块的原理图本文只是用了四个端口。
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