【正文】 。 紅外線(xiàn)。這就是電容式讀取器的工作方式 —— 它首先讀取 手指 活體表皮的電阻 變化，然后傳導(dǎo)顯示這些變化的手指圖。 指紋紋路并不是連續(xù)的、平滑筆直的，而是經(jīng)常出現(xiàn)中斷、分叉或轉(zhuǎn)折。 核心點(diǎn) 位于指紋紋路的漸進(jìn)中心，它在讀取指紋和比對(duì)指紋時(shí)作為參考點(diǎn)。還需要顯示是否有空箱以及空箱的位置，來(lái)為顧客提供選擇。 AT89S52 的管腳圖見(jiàn)圖 整個(gè)單片機(jī)的內(nèi)部構(gòu)成見(jiàn)圖 圖 AT89S52管腳圖 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 圖 AT89S52內(nèi)部組成結(jié)構(gòu) AT89S52 的工作方式 AT89S52 的工作方式可以分做復(fù)位，掉電和低功耗方式等。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部 程序 時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無(wú)效。 RST： 復(fù)位輸入。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。 P0 口 ： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。 以使用者指紋作為 寄存的憑證；當(dāng)使用者進(jìn)行存物操作時(shí)，須先按一下操作鍵盤(pán)中的“存”鍵，然后在指紋采集窗里采集指紋，機(jī)器會(huì)把該指紋與分配給使用者使用的寄存箱的箱號(hào)結(jié)合起來(lái)，并將信息自動(dòng)記錄下，同時(shí)自動(dòng)打開(kāi)該箱，供使用者存物，存完后使用者自己關(guān)好箱門(mén)；取物時(shí)，只需須先按一下操作鍵盤(pán)中的“取”鍵，然后在指紋采集窗里采集指紋，寄存柜將指紋數(shù)據(jù)與先前記錄下的進(jìn)行比對(duì)，正確后才會(huì)打開(kāi)該箱供使用者取物（同時(shí)機(jī)器會(huì)自動(dòng)記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間、指紋以備查詢(xún)） 圖 自動(dòng)存包柜系統(tǒng)框圖 根據(jù)系統(tǒng)框圖， 本 設(shè)計(jì)的面板設(shè)計(jì)圖如圖 所示 AT89S52 開(kāi)門(mén) 存包 關(guān)門(mén) 繼電器檢測(cè)箱內(nèi) 指紋錄入 斷電保護(hù) 指紋對(duì)比掃描 空箱顯示 開(kāi)門(mén) 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 圖 面板設(shè)計(jì)圖 3. 2 系統(tǒng)硬件各 單元 設(shè)計(jì) 3． 2． 1 控制單元設(shè)計(jì) AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編 程 Flash 存儲(chǔ)器。只要在線(xiàn)圈兩端加上一AT89S52 開(kāi)門(mén) 存包 關(guān)門(mén) 繼電器檢測(cè)箱內(nèi) 指紋錄入 斷電保護(hù) 指紋對(duì)比掃描 空箱顯示 開(kāi)門(mén) 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 定的電壓，線(xiàn)圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。 開(kāi)箱控制電路功能用來(lái)打開(kāi)箱鎖。 系統(tǒng)框圖如圖 所示 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 系統(tǒng)框圖 主要核心器件有： AT89C51，打印機(jī)，條形碼掃描系統(tǒng)，光電開(kāi)關(guān)，電磁閥等。語(yǔ)音提示：“請(qǐng)取完物品后關(guān)好箱門(mén)。 是語(yǔ)音輸出接口，一個(gè)放大，然后輸出， SPY0030A 放大，然后輸出。 采用 51單片機(jī)方案 采用 MCS51 系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)， 選用 AT89S52芯片作為主要的控制模塊。當(dāng)顧客需要取包時(shí)，要將只要將之前輸入的指紋放置于指紋識(shí)別器前方，指紋識(shí)別器采集到指紋信息輸出相應(yīng)的高低電平信號(hào)傳給單片機(jī)，系統(tǒng)比較密碼一致后，發(fā)出開(kāi)箱信號(hào)至繼電器將柜門(mén)打開(kāi)，顧客即可將包取出。取物時(shí)：直接將條碼紙?jiān)趻呙杩趻呙?，?duì)應(yīng)的箱門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)。 4．第四階段－－微控制器全面發(fā)展階段 (1990 年以后 )。它在以下幾個(gè)重要方面奠定了單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。從 1976 年 8 位單片機(jī)誕生以來(lái)，單片機(jī)領(lǐng)域中一直是以 8位機(jī)為主流機(jī)型， 預(yù)計(jì)這種情況還將繼續(xù)下去。顧客可以根據(jù)簡(jiǎn)明清晰的操作說(shuō)明自行的完成取物品的工作，自助式存取可以避免開(kāi)放式存包帶來(lái)的不必要的糾紛，又可以節(jié)約人員開(kāi)支，達(dá)到減員增效的目的。 本文詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)自動(dòng)存包控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展中所面臨的問(wèn)題。當(dāng)顧客需要取包時(shí)，要將只要將之前輸入的指紋放置于指紋識(shí)別器前方，指紋識(shí)別器采集到指紋信息輸出相應(yīng)的高低電平信號(hào)傳給單片機(jī)，系統(tǒng)比較密碼一致后，發(fā)出開(kāi)箱信號(hào)至繼電器將柜門(mén)打開(kāi)，顧客即可將包取出。在單片機(jī)誕生時(shí)，SCM 是一個(gè) 準(zhǔn)確、流行的稱(chēng)謂，“單片機(jī)”一詞準(zhǔn)確地表達(dá)了這 — 概念。這階段的任務(wù)是探索計(jì)算機(jī)的單芯片集成。 (2)CPU 外圍功能單元的集中管理模式。 1． 2 自動(dòng)存包柜課題的發(fā)展 與現(xiàn)狀 電子存包柜又名自動(dòng)存包柜、電子寄存柜，是 20 世紀(jì)嵌入式計(jì)算機(jī)快速發(fā)展后在傳統(tǒng)寄存行業(yè)的一大應(yīng)用。 (3)非接觸 IC 卡電子存包柜 以使用者所持 IC 卡（即射頻卡）作為寄存的憑證；當(dāng)使用者進(jìn)行存物操作時(shí)，須先按一下操作鍵盤(pán)中的“存”鍵再刷卡（即讓寄存柜讀取卡號(hào)），寄存柜先識(shí)別是否為該場(chǎng)所的 IC 卡，若不是則拒絕存物；若是，機(jī)器會(huì)把該卡號(hào)與分配給使用者使 用的寄存箱的箱號(hào)結(jié)合起來(lái)，并將信息自動(dòng)記錄下，同時(shí)自動(dòng)打開(kāi)該箱，供使用者存物，存完后自己關(guān)好箱門(mén)；取物時(shí)，只需須先按一下操作鍵盤(pán)中的“取”鍵再刷卡，寄存柜將讀取的卡號(hào)與先前記錄下的進(jìn)行比對(duì)，正確后才會(huì)打開(kāi)該箱供使用者取物（同時(shí)機(jī)器會(huì)自動(dòng)記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間、卡號(hào)以備查詢(xún)） 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 4)聯(lián)網(wǎng)型非接觸 IC 卡電子存包柜 聯(lián)網(wǎng)型非接觸 IC 卡電子存包柜基本功能與非接觸 IC卡電子存包柜一致，另外增加了網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，上位機(jī)管理軟件等，以實(shí)現(xiàn)寄存狀態(tài)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，分段收費(fèi)，報(bào)表打印等功能。 現(xiàn)在應(yīng)用于語(yǔ)音識(shí)別的芯片主要為 DSP(數(shù)字信號(hào)處理器 )芯片：如 TI 公司的 TMS320 系列。為了獲得標(biāo)準(zhǔn)的 電壓，在板子上加入 SPY0029A 三端穩(wěn)壓管。 ：這里是由幾個(gè)簡(jiǎn)單的電子元器件組成，當(dāng)按下這里面的按鍵后，單片機(jī)就重新開(kāi)始工作，也可以說(shuō)成是單片機(jī)里的程序從第 一條開(kāi)始重新運(yùn)行。對(duì) 3 個(gè)數(shù)碼管和 2 個(gè)按鍵進(jìn)行管理， 3個(gè)數(shù)碼管用于顯示兩位柜號(hào)和 3 位密碼， 12 個(gè)按鍵分別為 10 個(gè)數(shù)字鍵和 2 個(gè)功能鍵。如果是取包的時(shí)候，輸入密碼后，驗(yàn)證密碼的正確與否，正確的話(huà)就看箱柜是否關(guān)門(mén)，否則提示箱柜未關(guān)門(mén)。并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候來(lái)進(jìn)行報(bào)警，提醒 顧客關(guān)好柜門(mén)。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線(xiàn)圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 P2 口 ： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 P3 口 ： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。一般情況下， ALE 仍 以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA端狀態(tài)。 RST 是復(fù)位信號(hào)的輸入端， RST 輸入一個(gè)有效的高電平舊能使系統(tǒng)復(fù)位，當(dāng)高電平持續(xù) 24 個(gè)振蕩脈沖周期的時(shí)候，單片機(jī)完成了復(fù)位的操作，假如晶振的頻率為 6MHZ，則復(fù)位信號(hào)的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于 4us。依靠這種唯一性和穩(wěn)定性，我們才能創(chuàng)造指紋識(shí)別技術(shù) 指紋識(shí)別特征 總體特征是指那些用人眼直接就可以觀(guān)察到的特征。三角點(diǎn)提供了指紋紋路的計(jì)數(shù)跟蹤的開(kāi)始之處。 指紋識(shí)別器的種類(lèi) 感 應(yīng)或讀取 指紋 有多種不同方式，其中電容式傳感技術(shù)的基本原理是，它根據(jù)活體手指 —— 請(qǐng)注意 “ 活體 ” 一詞 —— 表層上的 電阻 變化傳導(dǎo)指紋 圖像 。產(chǎn)生 指紋圖像 后會(huì)對(duì)其進(jìn)行保存，或?qū)⑵渑c另一個(gè)指紋圖像進(jìn)行比較，以確定它們是否相同。 雷達(dá)。它不會(huì)在意皮膚的外觀(guān)，只關(guān)注皮膚下毛細(xì)血管的排列。電源部分包括 DC+5V 及保護(hù)電路。軟件從指紋上找到被稱(chēng)為“節(jié)點(diǎn)”（ minutiae）的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置，這些點(diǎn)同時(shí)具有七種以上的唯一性特征。主要方法包括 JPEG、 WSQ、 EZW 等。根據(jù)應(yīng)用的不同，對(duì)指紋的相似性得分進(jìn)行排序或給出是否為同一指紋的判決結(jié)果。 光電開(kāi)關(guān)的工作原理 光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光 束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。 ③對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線(xiàn)直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線(xiàn)時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就 產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 ②紅外線(xiàn)光電開(kāi)關(guān)在環(huán)境照度高的情況下都能穩(wěn)定工作，但原則上應(yīng)回避將傳感器光軸正對(duì)太陽(yáng)光等強(qiáng)光源。 我們選取 FR1240 型，它的工作參數(shù)如下： : 5 12V. :520mA. 10mA. 供電時(shí)有效控制距離最大為 米 . :21x68x37mm （ 3） 限位開(kāi)關(guān)介紹 限位開(kāi)關(guān)可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的位置來(lái)切換電路。 如圖 圖 鍵盤(pán)設(shè)計(jì) 3． 2． 3 輸出電路設(shè)計(jì) 在輸出電路中包含了顯示部分，驅(qū)動(dòng)部分，報(bào)警部分，下面詳細(xì)介紹各部分的功能及工作過(guò)程。使用者只要想 LCM 送入相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)所需要的顯示，這種模塊與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，使用靈活方便。 5% 3 VLCD 液晶驅(qū)動(dòng)電壓 見(jiàn)圖 4 RS 寄存器選擇 H 數(shù)據(jù)寄存器 L 指令寄存器 5 R/W 讀 /寫(xiě) H 讀 L寫(xiě) 6 E 使能 下降沿觸發(fā) 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 LCD 控制器HD44780 是用低功耗 CMOS 技術(shù)制造的大規(guī)模模點(diǎn)陣 LCD 控制器（兼帶驅(qū)動(dòng)器）和 4 位 /8 位微處理器相連，它能使點(diǎn)陣 LCD 顯示大小寫(xiě)英文字母，數(shù)字和符號(hào)。 機(jī)械部分：外殼、鎖栓、復(fù)位彈簧、開(kāi)鎖鈕、解鎖機(jī)構(gòu)、電磁鐵機(jī)構(gòu)。在特殊情況下，如電磁鐵失壓（無(wú)電源）或應(yīng)急解鎖可用專(zhuān)用鎖匙實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖。而另一種 CMOS 型的優(yōu)點(diǎn)是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高，但輸出功率要小得多，輸出驅(qū)動(dòng)電流只有幾毫安。 8 腳為電源（ VCC），1 腳為地（ GND）。并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候來(lái)進(jìn)行報(bào)警，并用燈來(lái)顯示提醒顧客關(guān)好柜門(mén)。因此磁簧繼電器之特征、小型尺寸、輕量、反應(yīng)速度快、短跳動(dòng)時(shí)間 等特性。 3. 3 整體電路圖 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U0AT89S5212MY0C1C2+5VR0C0GND1VCC2SCL3SDA4RST5DC6U1OLEDG1Vin3Vout2U2+5V +3V3+3V3SCLSDARSTDCSCLSDARSTDCVCC1RXD2TXD3GND4H0UATRTXDRXDRXDTXD12345JD112345JD212345JD312345JD4312Q1312Q2312Q3312Q4R1 R2 R3 R4Door1 Door2 Door3 Door4Door1Door2Door3Door4Key1Key2Key3Key4R5 R6 R7 R8D1 D2 D3 D412 34BUTTON112 34BUTTON212 34BUTTON312 34BUTTON4Key1 Key2 Key3 Key4K1K2123 4KEY1123 4KEY2K1K1接指紋模塊取出按鍵存儲(chǔ)按鍵+5V+5V +5V +5V +5V+5V 圖 整體電路圖 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34