【正文】 ign, as well as on fingerprint module in AT89C52 SM 60 software development work driving subsystem, the corresponding software and hardware function. To sum up, this paper developed a set of functions in one of the entrance guard system, can be used for residential building intelligence engineering or. This system development for building or residential construction of scientific management, and suitable for living environment has certain positive significance. Keywords: fingerprint door。 指紋門禁系統(tǒng)硬件主要由指紋識(shí)別模塊、微控器、液晶顯示器、鍵盤、指紋識(shí)別模塊的電源管理、存儲(chǔ)器、日歷 /時(shí)鐘芯片、電壓檢測(cè)、電控鎖等部分組成。軟件主要由與指紋識(shí)別模塊的通訊程序模塊、指紋識(shí)別模塊返回代碼識(shí)別程序模塊、開(kāi)門模塊程序模塊、關(guān)門程序模塊、顯示程序模塊、鍵盤識(shí)別程序模塊、按I2C 總線協(xié)議對(duì)時(shí)鐘芯片和串行 E2PROM 的讀 /寫(xiě)程序模塊等模塊組成。 microcontroller。 研究背景及意義 社會(huì)治安仍是當(dāng)今社會(huì)面臨的一個(gè)重大問(wèn)題，如何應(yīng)用高科技手段提高安全防范措施，更有效地阻止犯罪行為的發(fā)生是科技工作者義不容辭的責(zé)任。驗(yàn)證就是通過(guò)把一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)采集到的指紋與一個(gè)己經(jīng)登記的指紋進(jìn)行一對(duì)一的比對(duì)，來(lái)確認(rèn)身份的過(guò)程。 所以可以看出指紋具有唯一性和不變性，因此 指紋識(shí)別的應(yīng)用 于門禁系統(tǒng) ，將大大提高 門禁系統(tǒng)的 安全性和可靠性。 開(kāi)門記錄和密碼存儲(chǔ)在 E2PROM 里。 SM60 系列模塊應(yīng)用廣泛，適合從低端到高端的所有指紋識(shí)別系統(tǒng)。 MAX603 來(lái)穩(wěn)壓 5V 給指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 供電，同時(shí)控制指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 的電源。 電壓檢測(cè) 器件選用 HOLTEK 公司的 HT7050。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 。 2 個(gè)串行中斷 作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口 P0 寫(xiě) “1” 時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。對(duì)端口 P2 寫(xiě) ―1‖，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能 。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。 圖 系統(tǒng)硬件功能示意圖 本次系統(tǒng)中， 完成與鍵盤的 4*4 的按鍵來(lái)識(shí)別并確認(rèn)鍵盤的信號(hào)；引腳號(hào) 第二功能 RXD TXD 外部中斷 0 外部中斷 0 T0 T1 WR RD 微控器 AT89C52 LCM MAX603 SM60 采集頭 MAX232 鍵盤 電控鎖門 電壓檢測(cè) PCF8563 24WC02 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 和 作為 LCD 液晶顯示器模塊的控制及顯示； 用于指紋識(shí)別模塊； 則對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)門控制。這兩種工作模式的設(shè)定是通過(guò)主板上的一組撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 MAXIM 公司生產(chǎn)的芯片 MAX232，是一個(gè)低功耗、 5V 供電、雙路的 TTL電平與 RS232 電平轉(zhuǎn)換芯片，因?yàn)樗鈬骷?，?yīng)用電路簡(jiǎn)單，功耗低，所以選用它進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)入不能讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫(xiě)入，兩個(gè)緩沖器占用一個(gè)地址，只用讀 、寫(xiě)指令加以區(qū)分。SMC1601A 是標(biāo)準(zhǔn)西文字符型液晶顯示模塊， 5x7 點(diǎn)陣字符顯示位，顯示 16*1個(gè)字符，工作電壓為 ，工作電流 ()，并行接口方式 。 3）低休眠電 流典型值為 A(VDD=,Tamb=25 )。 所有 16個(gè)寄存器設(shè)計(jì)成可尋址的 8位并行寄存器，但不是所有位都有用。寫(xiě) :0A2H。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。日常開(kāi) /關(guān)門操作只需要“開(kāi) /關(guān)門”鍵就可以完成，不需要其他鍵。因此，可將“菜單”鍵所在列的口線和“開(kāi) /關(guān)門”鍵與兩個(gè)外部中斷口相連。在編程的過(guò)程中，要考慮按鍵抖動(dòng)的影響，可以采用軟件延時(shí)的方法進(jìn)行消抖處理。 和 不能同時(shí)置低。當(dāng)箱門為打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，按“開(kāi) /關(guān)門”執(zhí)行關(guān)門操作。按“下一條”和“上一條”鍵，可以查看任意一條記錄 (包括開(kāi)門者的 ID 號(hào)以及日期和時(shí)間 )。主要 是微控器向指紋識(shí)別模塊發(fā)送命令和接收指紋識(shí)別模塊執(zhí)行命令后的返回代碼。 STA7:讀寫(xiě)操 作使能。 設(shè)置 16xl 顯示， 5x7 點(diǎn)陣 CALL WCOM MOV A,08H 。 開(kāi)機(jī)顯示“ Wele” LCD_Display: 。矩陣的行線和列線分別通過(guò)兩并行接口和 CPU 通信。 MOV KEYD,10H。 NEXT2: MOV P1,0F0H。 MOV R7,16。 SJMP NEXT4。 I2C 器件是把 I2C的協(xié)議植入器件的 I/0 接口，使用時(shí)器件直接掛到 I2C 總線上。 停止信號(hào) :時(shí)鐘線保持高平期間 .數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為 I2C 總線的停止信號(hào)。接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū) RCVDAT 在 RAM 中地址為4DH。 發(fā)送器件從地址 JB F0, RCVRETURN MOV A,SUBADR ACALL SENDBYTE 。 I2C 總線寫(xiě)入程序 入口參數(shù) :器件從地址 SLVADR、器件子地址 SUBADR、發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)XMTDAT、發(fā)送字節(jié)數(shù) BYTECNT。 CAT24C02 和 PCF8563 都有子地址，因此，需要設(shè)計(jì)有子地址的讀寫(xiě)程序。 MOV A,R3。 MOV 70H,R2。 ORL A,0FH。 NEXT1: LCALL DEL10MS。鍵盤處 理程序的任務(wù)是：確定有無(wú)鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開(kāi)時(shí)的抖動(dòng)。 LCALL FUN_SENDDALCD 。 數(shù)據(jù)指針清零，所有顯示清零 MOV A,06H 。 每次給液晶顯示器 SMC1601A 上電后，要對(duì)液晶顯示器進(jìn)行初始化。 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 鍵盤鍵號(hào)識(shí)別程序模塊就是編寫(xiě)鍵盤程序來(lái)識(shí)別有無(wú)按鍵動(dòng)作和鍵號(hào)。驗(yàn)證管理者指紋后，依次輸入年份、月份、星期、小時(shí)和分鐘。在采集新的指紋特征信息之前必須要管理者授權(quán)，也就是管理者指紋比對(duì)通過(guò)后，輸入新指紋的功號(hào)，再采集新指紋的特征信息。 南京工程學(xué)院康尼學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖 緊急復(fù)位電路設(shè)計(jì) 出現(xiàn)意外情況系統(tǒng)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)紊亂，比如串行 E2PROM 中的占用 /空閑 ID號(hào)與指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 中的數(shù)據(jù)不符，某些 ID 號(hào)就不能錄入指紋，這時(shí)，可以將串行 E2PROM 中的數(shù)據(jù)和指紋識(shí)別獨(dú)立模塊 SM60 中的數(shù)據(jù)全部清除，恢復(fù)到開(kāi)始狀態(tài)。反之，電機(jī)反轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)減速器減速，再由機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，縮回鎖桿，完成開(kāi)鎖動(dòng)作。 4*4 矩陣鍵盤，采用 P1 口的 、 、 、 口提供行線， 、 、 口提供列線，列線通過(guò)上拉電阻接到 +5V 上，平時(shí)無(wú)鍵動(dòng)作時(shí)，列線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，列線電平狀態(tài)將由與列線相連的行線決定。但是在錄入指紋、刪除指紋、瀏覽開(kāi)門記錄、設(shè)置時(shí)間、設(shè)置密碼、應(yīng)急密碼開(kāi)門等操作時(shí)，都要先按“菜單”鍵后，再選擇各個(gè)功能，進(jìn)行操作。 將 CAT24WC02 的 A0、 A1 和 A2 管腳接地，這樣。 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)專門的寫(xiě)保護(hù)功能。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。 5）可編程時(shí)鐘輸出頻率為 、 1024Hz、 32Hz 、 1Hz。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。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)。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。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。 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。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）。 5） RST 復(fù)位輸入。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。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。 2 個(gè)外部中斷源 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 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)。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)。 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。指紋比對(duì)通過(guò)后，微控器給一個(gè)控制信號(hào)控制門的開(kāi) /關(guān)。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 指紋門禁系統(tǒng)管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)； 第三章對(duì) 指紋門禁系統(tǒng)管理系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了研究，給出了 指紋門禁系統(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。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)。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。 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