基于单片机的指纹识别按键电子密码锁(附件)【字数：9609】
摘 要近年来，指纹识别技术受到越来越多的关注，因为指纹的唯一性，使得该技术相较于传统的身份验证技术，可靠性极大的提高。同时，随着如匹配算法等的相关技术的长足进步，基于单片机的指纹识别密码锁的技术愈发的成熟，该应用前景十分宽广。本课题设计是基于STCR9C52单片机芯片的指纹识别按键密码锁。实现通过键入数字密码或者验证指纹进行开锁的功能。该系统的主要模块包括最小系统模块，指纹模块，LCD12864液晶模块，AT89C52掉电存储模块，矩阵按键模块。随着时代的发展，传统的普通家庭锁已经无法满足人们的需求，本设计具有体积小，可靠性高等特点，适合家庭，实验室等场合使用。以STC89C52单片机芯片为基础，通过按键键入数字密码或通过指纹模块采集验证者指纹并与库内预存的指纹信息进行匹配，成功即可开锁，并通过LCD12864液晶屏对相关信息给予显示。
目 录
第一章 引言 1
1.1指纹识别技术的发展 1
1.2 指纹识别原理 1
1.3 课题设计目的 1
1.4 论文结构介绍 2
第二章 系统设计方案论证与选型 3
2.1 系统总设计方案 3
2.2 指纹模块 4
2.3 按键电路模块 4
2.4 信息显示模块 4
2.5 掉电存储模块 5
第三章 硬件电路设计 6
3.1 单片机最小系统 6
3.2 指纹模块 8
3.3 LCD12864液晶屏 12
3.4 矩阵按键模块 15
3.5本章小结 16
第四章 软件仿真设计 17
4.1 系统程序工作分析 17
4.2 串口初始化 17
4.3 主程序流程图 18
4.4 Keil编程 22
4.5 本章小结 22
第五章 硬件调试 23
5.1 程序的烧写 23
5.2 小灯、继电器的调试 23
5.3 液晶的调试 23
5.4 指纹模块、按键的调试 23
5.5本章小结 26
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
结 论 27
致谢 28
参 考 文 献 29
第一章 引言
1.1指纹识别技术的发展
随着现代科技的迅猛发展，密码锁在人们生活中的应用随处可见，而其中，指纹识别密码锁因其高可靠性备受人们的青睐。指纹识别作为最为重要的生物识别技术之一，近些年取得了长足的进步。现代电子集成技术使得我们制造出小体积的指纹读取设备成为可能。快速且可靠的匹配算法的改进也极大的促进了指纹识别技术的发展，增强该技术的可靠性与实用性。同时，因为计算机硬件设备的不断更新，处理数据的速度不断提升，使得人们可以利用单片机就可以实现指纹的相互匹配。
1.2 指纹识别原理
人类手指表皮上突出的纹路称之为指纹。指纹具有特殊性，有多种因素导致，虽然人人都有，但基本可以认为，是唯一的。正因为如此，相较于传统身份验证技术，指纹识别技术具有更高的可靠性。但是，指纹读取时，因为手指清洁度或者周围光照等问题都会影响读取的效果。因此，我们需要采用较合适的特征点进行指纹的读取。由于人体指纹的特征点多达150种，考虑到成本和效率的问题，通常使用其中的分叉点和端点作为特征进行提取，人类的常见指纹如图11所示：
图11 指纹基本纹路图案
1.3 课题设计目的
时代的迅猛发展使得人们急需更加可靠更加安全的身份认证技术保护个人安全，因为指纹的唯一性使得该技术安全技术非常高。本课题采用基于STC89C52RC单片机芯片实现指纹识别按键密码锁的设计及相关功能，用以替代现有的普通家用门锁，也可应用于公司或公共场所的门禁系统。得益于现代集成电子技术的迅猛发展，单片机的相关技术也已经相当成熟，基于单片机的各种应用在人们的日常生活中也是随处可见。从高精尖的设备再到简单的小玩具，都能见到他的身影。因此，我选择基于单片机的指纹电子密码锁课题，能够实现指纹开锁及按键开锁两个功能。并且能够实现按键密码以及预存指纹的相关修改，管理员密码的修改。
1.4 论文结构介绍
本课题的论文总体框架共分为五章：第一章作为引言，主要介绍指纹识别技术的发展趋势，简单介绍指纹识别技术的原理以及普及本课题的主要目标。第二章是对本课题的设计方案进行论证和选型，对各个模块进行对比从而选择出最佳的方案。第三章对本课题的硬件部分进行详细的介绍，主要包括最小系统，指纹模块，LCD12864液晶显示模块，掉电存储模块以及矩阵按键，他们的相关原理及功能，都会涉及。第四章主要介绍本课题的软件部分，会详细介绍各部件的流程图。第五章会讲解硬件的具体调试，验证相关功能的具体实现。
第二章 系统设计方案论证与选型
本章会对本课题的各个模块进行选型，比较各个备选方案的优劣，最后选择恰当的方案。
2.1 系统总设计方案
本课题要求以单片机为基础，并通过Proteus和Keil完成硬件电路设计与软件的编写。基本功能：具有指纹开锁（指纹模块）和密码开锁（键盘模块）两种开锁方式；密码开锁方式下，通过矩阵按键输入6位的数字密码，超出部分自动忽略。有三次机会，密码成功指示灯亮并通过液晶显示屏显示成功信息，三次机会全部失败，蜂鸣器长鸣，显示失败。同时可以对密码进行修改。指纹开锁方式下，能够添加预置指纹，删除预置指纹，并能够识别预置指纹；指纹连续录入两次，匹配成功指示灯亮并通过液晶屏显示开锁成功，不匹配则启动报警电路，显示开锁失败。同时要求在液晶上显示自己的姓名和学号。
通过仔细查阅本课题要求和其它文献资料，将本系统设计成由最小系统模块、指纹识别模块、开关电路、掉电存储、继电器模块、按键电路模块和液晶显示电路模块七个模块组成，本课题设计的各个模块如图21所示。
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图21 系统模块图
2.2 指纹模块
系统要求可以实现指纹的录入和删除，因此需要指纹模块完成指纹的录入。
目 录
第一章 引言 1
1.1指纹识别技术的发展 1
1.2 指纹识别原理 1
1.3 课题设计目的 1
1.4 论文结构介绍 2
第二章 系统设计方案论证与选型 3
2.1 系统总设计方案 3
2.2 指纹模块 4
2.3 按键电路模块 4
2.4 信息显示模块 4
2.5 掉电存储模块 5
第三章 硬件电路设计 6
3.1 单片机最小系统 6
3.2 指纹模块 8
3.3 LCD12864液晶屏 12
3.4 矩阵按键模块 15
3.5本章小结 16
第四章 软件仿真设计 17
4.1 系统程序工作分析 17
4.2 串口初始化 17
4.3 主程序流程图 18
4.4 Keil编程 22
4.5 本章小结 22
第五章 硬件调试 23
5.1 程序的烧写 23
5.2 小灯、继电器的调试 23
5.3 液晶的调试 23
5.4 指纹模块、按键的调试 23
5.5本章小结 26
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致谢 28
参 考 文 献 29
第一章 引言
1.1指纹识别技术的发展
随着现代科技的迅猛发展，密码锁在人们生活中的应用随处可见，而其中，指纹识别密码锁因其高可靠性备受人们的青睐。指纹识别作为最为重要的生物识别技术之一，近些年取得了长足的进步。现代电子集成技术使得我们制造出小体积的指纹读取设备成为可能。快速且可靠的匹配算法的改进也极大的促进了指纹识别技术的发展，增强该技术的可靠性与实用性。同时，因为计算机硬件设备的不断更新，处理数据的速度不断提升，使得人们可以利用单片机就可以实现指纹的相互匹配。
1.2 指纹识别原理
人类手指表皮上突出的纹路称之为指纹。指纹具有特殊性，有多种因素导致，虽然人人都有，但基本可以认为，是唯一的。正因为如此，相较于传统身份验证技术，指纹识别技术具有更高的可靠性。但是，指纹读取时，因为手指清洁度或者周围光照等问题都会影响读取的效果。因此，我们需要采用较合适的特征点进行指纹的读取。由于人体指纹的特征点多达150种，考虑到成本和效率的问题，通常使用其中的分叉点和端点作为特征进行提取，人类的常见指纹如图11所示：
图11 指纹基本纹路图案
1.3 课题设计目的
时代的迅猛发展使得人们急需更加可靠更加安全的身份认证技术保护个人安全，因为指纹的唯一性使得该技术安全技术非常高。本课题采用基于STC89C52RC单片机芯片实现指纹识别按键密码锁的设计及相关功能，用以替代现有的普通家用门锁，也可应用于公司或公共场所的门禁系统。得益于现代集成电子技术的迅猛发展，单片机的相关技术也已经相当成熟，基于单片机的各种应用在人们的日常生活中也是随处可见。从高精尖的设备再到简单的小玩具，都能见到他的身影。因此，我选择基于单片机的指纹电子密码锁课题，能够实现指纹开锁及按键开锁两个功能。并且能够实现按键密码以及预存指纹的相关修改，管理员密码的修改。
1.4 论文结构介绍
本课题的论文总体框架共分为五章：第一章作为引言，主要介绍指纹识别技术的发展趋势，简单介绍指纹识别技术的原理以及普及本课题的主要目标。第二章是对本课题的设计方案进行论证和选型，对各个模块进行对比从而选择出最佳的方案。第三章对本课题的硬件部分进行详细的介绍，主要包括最小系统，指纹模块，LCD12864液晶显示模块，掉电存储模块以及矩阵按键，他们的相关原理及功能，都会涉及。第四章主要介绍本课题的软件部分，会详细介绍各部件的流程图。第五章会讲解硬件的具体调试，验证相关功能的具体实现。
第二章 系统设计方案论证与选型
本章会对本课题的各个模块进行选型，比较各个备选方案的优劣，最后选择恰当的方案。
2.1 系统总设计方案
本课题要求以单片机为基础，并通过Proteus和Keil完成硬件电路设计与软件的编写。基本功能：具有指纹开锁（指纹模块）和密码开锁（键盘模块）两种开锁方式；密码开锁方式下，通过矩阵按键输入6位的数字密码，超出部分自动忽略。有三次机会，密码成功指示灯亮并通过液晶显示屏显示成功信息，三次机会全部失败，蜂鸣器长鸣，显示失败。同时可以对密码进行修改。指纹开锁方式下，能够添加预置指纹，删除预置指纹，并能够识别预置指纹；指纹连续录入两次，匹配成功指示灯亮并通过液晶屏显示开锁成功，不匹配则启动报警电路，显示开锁失败。同时要求在液晶上显示自己的姓名和学号。
通过仔细查阅本课题要求和其它文献资料，将本系统设计成由最小系统模块、指纹识别模块、开关电路、掉电存储、继电器模块、按键电路模块和液晶显示电路模块七个模块组成，本课题设计的各个模块如图21所示。
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图21 系统模块图
2.2 指纹模块
系统要求可以实现指纹的录入和删除，因此需要指纹模块完成指纹的录入。
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