51单片机指纹密码锁的设计与实现【字数：9784】
摘 要为了克服传统机械锁的不可靠性和复杂性，让人们的财产安全进一步得到保证，指纹密码锁的设计显得尤为重要。本设计以51单片机作为控制器，通过串口控制指纹模块,发送命令实现指纹的采集和存储,液晶用来实现人机交互界面,并用继电器代替实现锁的功能。该系统首先录入用户的指纹并存储为指纹模板，然后通过对比算法识别指纹，从而达到指纹开锁的目的。在管理模式下，还有增加、删去指纹，修改管理员密码的功能。该系统体积小,性价比高,速度快,实用性很高。
Key Words： fingerprint detection; coded lock; Singlechip microprocessor 目录
1绪论 1
1.1指纹识别锁研究的目的及意义 1
1.2指纹识别发展现状 1
1.3 指纹识别锁研究的主要内容 2
2指纹密码锁的系统设计方案 3
2.1 系统的功能要求 3
2.2 系统设计方案 3
3硬件设计与分析 5
3.1 单片机芯片介绍 5
3.2 液晶显示模块 6
3.3 按键控制部分电路 6
3.4存储模块 7
3.5指纹模块 8
3.5.1 指纹模块简介 8
3.5.2 指纹模块引脚介绍 8
3.5.3 指纹模块命令 9
3.6元件清单 11
4系统软件的设计 13
4.1 系统程序总体设计 13
4.2键盘查询程序设计 14
4.3 LCD显示模块程序设计流程 15
4.4检测密码程序设计 16
4.5指纹模块程序设计 17
5实物制作与调试 20
5.1实物制作 20
5.2 系统调试 20
5.3 调试结果 20
6总结 23
参考文献 24
致谢 25
附录一 26
附录二 27
1绪论
1.1指纹识别锁研究的目的及意义
随着经济的发展，人们生活水平的提高，在日常的生活和工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
作中,为了保证私人及公共财产的安全、重要的资料隐秘，需要用锁将它们保护起来，但是构造简单的机械锁需要随身配带钥匙，很容易丢失或者被盗，这种方法在科技迅速发展的当今时代已经不安全了。一旦发生这种情况重新配制一把新钥匙很麻烦，还有可能被别人拿去使用，缺乏安全性。
生物识别技术的研发让我们解决了这个问题。生物识别技术在智能手机、门锁等方面应用，可以保护财产，识别身份。指纹识别技术是目前国际上广泛应用的一种生物认证技术，具有价格低廉、应用范围广等优点。指纹是人们身体中的一部分，经过验证不存在两枚完全一样的指纹，因此，我们可以通过一个人的指纹和他之前存储的指纹进行对比得到他的身份。指纹识别技术具有唯一性，比较可靠，而且可以随时随地的使用，将被广泛使用，使人们的生活更安全方便[1]。
用单片机作为控制器的技术的控制性能高、可靠性高,频繁用于生活中的电子产品。在学习了单片机这门课后，我们要实践起来，将知识运用到实际生活中。希望本次设计能让人们的生活更便利。
1.2指纹识别发展现状
生物识别技术的出现缓解了安全防范的压力，生物识别技术有很多种，包括指纹识别、面部识别、手形识别以及虹膜识别等，而指纹识别技术是目前国际上广泛应用的一种生物认证技术，随着成本的下降，广泛应用于人们生活中[2]。
快速可靠算法的研究和现代电子集成制造技术的出现使得指纹识别技术飞快发展。因为现代电子集成制造技术的出现我们可以制造出小巧方便的指纹图像读取装置，而快速可靠算法的研究可以让指纹在单片机上进行比较。使得指纹识别技术越来越成熟[3]。
我国在虹膜、视网膜以及手指静脉等生物识别技术领域相较于国外发展要晚一点，但指纹识别技术的发展和国外是差不多的，在技术上和产品上毫不输给国外。
指纹识别的过程主要由三大部分组成，指纹采集、指纹特征提取以及指纹特征匹配。指纹识别技术很复杂，很多公司都是将指纹图像数字化表示对应的指纹之后存储在模块里。
当今时代，指纹识别技术逐渐出现在人们眼前并使得人们关注，成为了各种高科技产品的标识。像三星、苹果以及国内的华为、小米等品牌都研发了自己的指纹识别功能并应用于智能手机中；现在一些企业在考勤的时候也会使用指纹识别系统；智能小区门禁系统中指纹识别系统也广泛应用。相信随着指纹识别技术的完善，越来越多的领域中也会应用指纹识别系统。
1.3 指纹识别锁研究的主要内容
设计包括硬件和软件两部分。硬件电路主要由单片机最小系统、液晶显示模块、按键控制部分电路、指纹模块几部分组成。系统软件设计通过分析系统功能要求分别对每一部分进行设计，最后组合成总程序，主要包括键盘查询程序设计、液晶显示程序设计、指纹识别程序设计几部分。
第一章是绪论部分，介绍了指纹锁研究的目的及意义、发展现状和研究的主要内容。
第二章中介绍了系统的设计方案，描述系统功能并给出系统总体框架图。
第三章介绍系统硬件电路设计，首先对51单片机芯片以及引脚功能进行介绍；然后，介绍所选液晶的电路设计及引脚功能；接着介绍了键盘控制电路；最后介绍指纹模块。
第四章介绍系统软件设计。首先对系统程序工作进行分析，然后设计出串口初始化程序，作出系统的程序流程图，最后讲解一下Keil编程软件的使用。
第五章介绍实物制作与调试。本章介绍了焊接实物时的注意要点，如何对系统进行调试，调试中遇到的问题以及调试的结果。
第六章是总结，总结了设计过程中的收获以及设计还存在的不足之处。
2指纹密码锁的系统设计方案
2.1 系统的功能要求
指纹识别密码锁是以指纹采集和指纹对比为核心开发出的系统。系统通过指纹模块对指纹图像采集然后通过算法将采集到的图像转换成特征存到对应的位置。在使用的时候就可对比特征来进行指纹的识别。
Key Words： fingerprint detection; coded lock; Singlechip microprocessor 目录
1绪论 1
1.1指纹识别锁研究的目的及意义 1
1.2指纹识别发展现状 1
1.3 指纹识别锁研究的主要内容 2
2指纹密码锁的系统设计方案 3
2.1 系统的功能要求 3
2.2 系统设计方案 3
3硬件设计与分析 5
3.1 单片机芯片介绍 5
3.2 液晶显示模块 6
3.3 按键控制部分电路 6
3.4存储模块 7
3.5指纹模块 8
3.5.1 指纹模块简介 8
3.5.2 指纹模块引脚介绍 8
3.5.3 指纹模块命令 9
3.6元件清单 11
4系统软件的设计 13
4.1 系统程序总体设计 13
4.2键盘查询程序设计 14
4.3 LCD显示模块程序设计流程 15
4.4检测密码程序设计 16
4.5指纹模块程序设计 17
5实物制作与调试 20
5.1实物制作 20
5.2 系统调试 20
5.3 调试结果 20
6总结 23
参考文献 24
致谢 25
附录一 26
附录二 27
1绪论
1.1指纹识别锁研究的目的及意义
随着经济的发展，人们生活水平的提高，在日常的生活和工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
作中,为了保证私人及公共财产的安全、重要的资料隐秘，需要用锁将它们保护起来，但是构造简单的机械锁需要随身配带钥匙，很容易丢失或者被盗，这种方法在科技迅速发展的当今时代已经不安全了。一旦发生这种情况重新配制一把新钥匙很麻烦，还有可能被别人拿去使用，缺乏安全性。
生物识别技术的研发让我们解决了这个问题。生物识别技术在智能手机、门锁等方面应用，可以保护财产，识别身份。指纹识别技术是目前国际上广泛应用的一种生物认证技术，具有价格低廉、应用范围广等优点。指纹是人们身体中的一部分，经过验证不存在两枚完全一样的指纹，因此，我们可以通过一个人的指纹和他之前存储的指纹进行对比得到他的身份。指纹识别技术具有唯一性，比较可靠，而且可以随时随地的使用，将被广泛使用，使人们的生活更安全方便[1]。
用单片机作为控制器的技术的控制性能高、可靠性高,频繁用于生活中的电子产品。在学习了单片机这门课后，我们要实践起来，将知识运用到实际生活中。希望本次设计能让人们的生活更便利。
1.2指纹识别发展现状
生物识别技术的出现缓解了安全防范的压力，生物识别技术有很多种，包括指纹识别、面部识别、手形识别以及虹膜识别等，而指纹识别技术是目前国际上广泛应用的一种生物认证技术，随着成本的下降，广泛应用于人们生活中[2]。
快速可靠算法的研究和现代电子集成制造技术的出现使得指纹识别技术飞快发展。因为现代电子集成制造技术的出现我们可以制造出小巧方便的指纹图像读取装置，而快速可靠算法的研究可以让指纹在单片机上进行比较。使得指纹识别技术越来越成熟[3]。
我国在虹膜、视网膜以及手指静脉等生物识别技术领域相较于国外发展要晚一点，但指纹识别技术的发展和国外是差不多的，在技术上和产品上毫不输给国外。
指纹识别的过程主要由三大部分组成，指纹采集、指纹特征提取以及指纹特征匹配。指纹识别技术很复杂，很多公司都是将指纹图像数字化表示对应的指纹之后存储在模块里。
当今时代，指纹识别技术逐渐出现在人们眼前并使得人们关注，成为了各种高科技产品的标识。像三星、苹果以及国内的华为、小米等品牌都研发了自己的指纹识别功能并应用于智能手机中；现在一些企业在考勤的时候也会使用指纹识别系统；智能小区门禁系统中指纹识别系统也广泛应用。相信随着指纹识别技术的完善，越来越多的领域中也会应用指纹识别系统。
1.3 指纹识别锁研究的主要内容
设计包括硬件和软件两部分。硬件电路主要由单片机最小系统、液晶显示模块、按键控制部分电路、指纹模块几部分组成。系统软件设计通过分析系统功能要求分别对每一部分进行设计，最后组合成总程序，主要包括键盘查询程序设计、液晶显示程序设计、指纹识别程序设计几部分。
第一章是绪论部分，介绍了指纹锁研究的目的及意义、发展现状和研究的主要内容。
第二章中介绍了系统的设计方案，描述系统功能并给出系统总体框架图。
第三章介绍系统硬件电路设计，首先对51单片机芯片以及引脚功能进行介绍；然后，介绍所选液晶的电路设计及引脚功能；接着介绍了键盘控制电路；最后介绍指纹模块。
第四章介绍系统软件设计。首先对系统程序工作进行分析，然后设计出串口初始化程序，作出系统的程序流程图，最后讲解一下Keil编程软件的使用。
第五章介绍实物制作与调试。本章介绍了焊接实物时的注意要点，如何对系统进行调试，调试中遇到的问题以及调试的结果。
第六章是总结，总结了设计过程中的收获以及设计还存在的不足之处。
2指纹密码锁的系统设计方案
2.1 系统的功能要求
指纹识别密码锁是以指纹采集和指纹对比为核心开发出的系统。系统通过指纹模块对指纹图像采集然后通过算法将采集到的图像转换成特征存到对应的位置。在使用的时候就可对比特征来进行指纹的识别。
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