【正文】 普通的 I/0 口模擬 I2C 通訊。 將 CAT24WC02 的 A0、 A1 和 A2 管腳接地，這樣。主器件通過(guò)發(fā)送起始信號(hào)起動(dòng)發(fā)送過(guò)程，然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址。 接口 電路 如圖 所示 ： 圖 時(shí)鐘 /日歷模塊電路 E2PROM 的讀寫(xiě)程序模塊硬件設(shè)計(jì) 元器件參數(shù) CAT24WC02 如圖 可知 是一個(gè) 2K 位串行 CMOSE，內(nèi)部含有 256 個(gè) 8位字節(jié)， CAT24WC02 有一個(gè) 16 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器，該器件通過(guò) I2C 總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。從器件 8 位地址的最低位，作為讀寫(xiě)控制位， ―1‖表示對(duì)從器件進(jìn)行讀操作， ―0‖表示對(duì)此器件進(jìn)行寫(xiě)操作。秒、分鐘、小時(shí)、日、月、年、分鐘報(bào)警、小時(shí)報(bào)警、日?qǐng)?bào)警寄存器，南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 編 碼格式為 BCD碼，星期和星期報(bào)警寄存器不以 BCD格式編碼。 9）開(kāi)漏中斷引腳 。 5）可編程時(shí)鐘輸出頻率為 、 1024Hz、 32Hz 、 1Hz。 圖 PCF8563 管腳圖 主要特性 : 1）低工作電流典型值為 A。三極管 PNP 用來(lái)控制液晶顯示器 SMC16O1A 的電源，由 來(lái)控制， 置高，三極管截止，停止給液晶顯示器供電， 置低，三極管導(dǎo)通，液晶顯示器上電，開(kāi)始對(duì)其讀寫(xiě)控制。指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 返回的信息再通過(guò)MAX232 將 EIA 轉(zhuǎn)換 TTL 標(biāo)準(zhǔn)，微控器 AT89C52 再對(duì)返回的信息進(jìn)行分析。然而，如果在第二個(gè)字節(jié)已接收完畢時(shí)，第一個(gè)字節(jié)還沒(méi)有讀出，則將丟失其中一個(gè)字節(jié)。這種低壓差線性穩(wěn)壓器在輕負(fù)載時(shí)具有節(jié)省電池的特性，在重負(fù)載時(shí)仍能提供低的降落電壓。它只使用單 +5V 為其 工作，配接 4 個(gè)電解電容即可完成 RS 232 電平與 TTL 電平之間的轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如 MC1488,SN75150 芯片可完成 TTL 電平到 EIA 電平的轉(zhuǎn)換，而 MC1489, SN75154 可實(shí)現(xiàn) EIA 電平到 TTL 電平的轉(zhuǎn)換。其二，在設(shè)定獨(dú)立工作模式狀態(tài)前提下，通過(guò)位置的不同組合，指使模塊進(jìn)行指紋登錄、刪除、搜 索等處理。 1） 獨(dú)立工作模式 模塊不需要 PC 機(jī)或上位機(jī)的控制，自己就能完成指紋錄入，生成模板，模板存儲(chǔ)，指紋比對(duì)，指紋搜索等功能。 指紋識(shí)別模塊的硬件設(shè)計(jì) [6] 指紋識(shí)別模塊 SM60 系列光學(xué)頭指紋識(shí)別模塊是杭州中正公司的產(chǎn)品。 12） VSS GND 接地。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器， EA 端必須保持低電平（接地）。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 5） RST 復(fù)位輸入。對(duì) P3 口寫(xiě)入 ―1‖時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 的南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入（ ）， Flash 編程和程序校驗(yàn)期間，P1 接收低 8 位地址。在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 低功耗空閑和掉電模式 2 個(gè)外部中斷源 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫(xiě)口 ，AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線編程 )。 HT70XX 系列是采用 COMS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的三端口低電壓檢測(cè)器，檢測(cè)器由 4 部分組成 :高精度低功耗的標(biāo)準(zhǔn)電壓源、比較器、滯后電路、輸出驅(qū)動(dòng)。最大總線速度為 400Kb/s，每次讀寫(xiě)數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)增加。串行 E2PROM選用 CATALYST 公司的 CAT24WC02， CAT24WC02 是一個(gè) 2K 位的串行 CMOS E2PROM，內(nèi)部含有 256 個(gè) 8 位字節(jié)。 MAX603 是可關(guān)斷 /復(fù)位，低失穩(wěn)電壓、低靜態(tài)電流的線性穩(wěn)壓器，輸出 5V，或可調(diào)電壓，最大輸出電流500mA,5V 輸出時(shí)典型失穩(wěn)電壓 320mV(500mA 輸出電流 )，靜態(tài)電流典型值15uA，最大值 35uA。 液晶顯示器選用長(zhǎng)沙太陽(yáng)人電子有限公司的 SMC1601A 液晶 顯示模塊。 SM60 系列模塊采用光學(xué)指紋傳感器，由高性能 DSP 處理器和 FLASH 等芯片構(gòu)成，具有指紋圖像處理、模板提取、模板匹配、指紋搜索和 模板存儲(chǔ)等項(xiàng)功能。指紋比對(duì)通過(guò)后，微控器給一個(gè)控制信號(hào)控制門(mén)的開(kāi) /關(guān)。 液晶顯示器顯示時(shí)間和提示操作信息以及顯示開(kāi)門(mén)記錄。全文共分為 四 章，各章的主要內(nèi)容如下 ： 第一章扼要地介紹了指紋 識(shí)別、 指紋應(yīng)用系統(tǒng) 的 相關(guān)知識(shí)和概念，闡述了此次設(shè)計(jì)的 相關(guān)研究背景 和意義 ； 第二章研究了 指紋門(mén)禁系統(tǒng)管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)； 第三章對(duì) 指紋門(mén)禁系統(tǒng)管理系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了研究，給出了 指紋門(mén)禁系統(tǒng)管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案； 第 四 章總結(jié)了全文的研究工作，給出了存在的問(wèn)題和進(jìn)一步研究的方向。 為了得到較好的識(shí)別率，重要的是在注冊(cè)時(shí)盡量獲得最好的指紋 圖像 。指紋以一定的壓縮格式存貯，并與其姓名或其標(biāo)識(shí)聯(lián)系起來(lái)。 指紋識(shí)別技術(shù)主要涉及四個(gè)功能 :讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對(duì) 。隨著科技的進(jìn)步，指紋識(shí)別技術(shù)己經(jīng)開(kāi)始走入了我們的日常生活之中。在生物識(shí)別門(mén)禁系統(tǒng)中又以指紋門(mén)禁系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。 I2C bus 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第一章 緒論 ........................................ 1 引 言 .......................................................... 1 研究背景及意義 ................................................ 1 本文的結(jié)構(gòu) .................................................... 2 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................. 3 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) ................................................ 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)綜述 .......................................... 3 硬件系統(tǒng)元器件概述 ........................................ 4 主控芯片硬件設(shè)計(jì) .............................................. 5 AT89C52 介紹 ............................................... 5 主要功能特性 .............................................. 5 管腳說(shuō)明 .................................................. 6 主控芯片模塊設(shè)計(jì) .......................................... 8 指紋識(shí)別模塊的硬件設(shè)計(jì) ........................................ 9 指紋識(shí)別模塊 .............................................. 9 電平信號(hào)轉(zhuǎn)換 ............................................. 10 穩(wěn)壓器 ................................................... 11 數(shù)據(jù)接收設(shè)置 ............................................. 12 LCD 液晶顯示器模塊硬件設(shè)計(jì) ................................... 13 LCD 模塊 .................................................. 13 接口電路設(shè)計(jì) ............................................. 14 時(shí)鐘 /日歷芯片模塊硬件設(shè)計(jì) .................................... 15 時(shí)鐘 /日歷芯片元器件 ...................................... 15 接口電路設(shè)計(jì) ............................................. 16 E2PROM 的讀寫(xiě)程序模塊硬件設(shè)計(jì) ................................. 17 元器件參數(shù) ............................................... 17 元器件工作分配 ........................................... 18 接口電路設(shè)計(jì) ............................................. 19 鍵盤(pán)輸入模塊的硬件設(shè)計(jì) ....................................... 20 電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì) ........................................... 21 緊急復(fù)位電路設(shè)計(jì) ............................................. 22 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................. 24 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) ................................................. 24 系統(tǒng)功能 ................................................. 24 系統(tǒng)職能模塊 ............................................. 24 系統(tǒng)軟件流程 ............................................. 25 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 顯示程序軟件設(shè)計(jì) ............................................. 26 顯示器的讀寫(xiě)時(shí)序及初始化 ................................. 26 顯示程序設(shè)計(jì) ............................................. 27 鍵盤(pán)輸入模塊軟件設(shè)計(jì) ......................................... 29 串行 E2PROM 的讀 /寫(xiě)程序模塊軟件設(shè)計(jì) ............................ 31 I2C 總線協(xié)議 .............................................. 31 I2C 總線寫(xiě)入程序 .......................................... 31 I2C 總線讀程序 ............................................ 32 時(shí)鐘 /日歷模塊軟件設(shè)計(jì) ........................................ 35 總 結(jié) ............................................. 39 結(jié)論 ............................................................. 39 感悟 ............................................................. 39 致 謝 ....................................................... 40 參考文獻(xiàn) ..................................................... 41 附錄 A: 系統(tǒng)硬件圖 ............................................ 42 附錄 B: 系統(tǒng)程序 .............................................. 44 附錄 C: 系統(tǒng)調(diào)試圖