【正文】 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。 8 腳為電源（ VCC），1 腳為地（ GND）。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。 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)。 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。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 ②紅外線光電開(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。 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。主要方法包括 JPEG、 WSQ、 EZW 等。電源部分包括 DC+5V 及保護(hù)電路。 雷達(dá)。 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 。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察到的特征。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)。 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。 當(dāng)訪問(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。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)”。如果是取包的時(shí)候，輸入密碼后，驗(yàn)證密碼的正確與否，正確的話就看箱柜是否關(guān)門(mén)，否則提示箱柜未關(guān)門(mén)。 ：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。 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。 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。這階段的任務(wù)是探索計(jì)算機(jī)的單芯片集成。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。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。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)。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)。 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。語(yǔ)音提示：“請(qǐng)取完物品后關(guān)好箱門(mén)。 開(kāi)箱控制電路功能用來(lái)打開(kāi)箱鎖。 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。 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（ ）。 RST： 復(fù)位輸入。 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。 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)。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。一種是使用激光燈來(lái) 讀取皮膚表層下的毛細(xì)血管。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，128x8bit 內(nèi)部 RAM，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。一般，指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)將指紋分為弓形紋（弧形紋、帳形紋）、箕形紋（左箕、右箕） 斗形紋和雜形紋等。 圖 部分光電開(kāi)關(guān)外形 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 光電開(kāi)關(guān)的分類(lèi) ①漫反射式光電開(kāi)關(guān)：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，物體將光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi) 關(guān)信號(hào)。 ⑦產(chǎn)品均為 SMD 工藝生產(chǎn)制造，并經(jīng)嚴(yán)格的測(cè)試合格后才出廠，在一般情況下使用均不會(huì)出現(xiàn)損壞。本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)陣字式 LCD 顯示器。在這里我們使用 DSNY 電磁鎖。 LM555 時(shí)基電路有雙極型和 CMOS 型兩種。 （ 4） 開(kāi)箱電路設(shè)計(jì) 開(kāi)箱控制電路功能用來(lái)打開(kāi)箱鎖。由遠(yuǎn)及近的調(diào)整永久磁鐵與干簧管之間的距離，當(dāng)干簧管剛好發(fā)生動(dòng)作（對(duì)于常開(kāi)的干簧管，變?yōu)殚]合；對(duì)于常閉的干簧管，變?yōu)閿嚅_(kāi)）時(shí)，將磁鐵的位置固定下來(lái)。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。 2 腳為觸發(fā)端（ TR），是下比較器的輸入。 14 DB0 HD44100 是擴(kuò)展顯示字符位用的。我們使用 LJDFJ 型限位開(kāi)關(guān) ，它的 特點(diǎn) 是： 單棒式探頭 ， 工作穩(wěn)定，感度 好。槽式光電開(kāi)關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，并且它能分辨透明與半透明物體 ,使用安全可靠。 本系統(tǒng)采用 AT89S52 作為指紋識(shí)別系統(tǒng)的核心處理器，使用單片機(jī)內(nèi)部的 4K 程序存儲(chǔ)器，接 +5V 電源。目前，指紋采集儀主要有活體光學(xué)式、電容式和壓感式。 綜上可以看出，光學(xué)類(lèi)的指紋識(shí)別器性?xún)r(jià)比最高，所以本次的設(shè)計(jì)采用光學(xué)指紋識(shí)別華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 器。警察使用印臺(tái)獲取指紋，這是光纖圖像的一個(gè)示例。 局部特征是指指紋上節(jié)點(diǎn)的特征，這些具有某種特征 的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為細(xì)節(jié)特征或特征點(diǎn)。 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （二）、掉電和低功耗方式 人們往往在程序運(yùn)行中發(fā)生系 統(tǒng)掉電的故障，使 RAM 和寄存器中的數(shù)據(jù)內(nèi)容丟失，使人們丟失珍貴的數(shù)據(jù)而束手無(wú)策， AT89S52 有掉電保護(hù)功能，是先把有用的數(shù)據(jù)保存，再用備用電源進(jìn)行供電。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0位置位，可禁止 ALE 操作。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR） 時(shí)， P2 口送出高八位地址?？臻e模式下， CPU 停止工作，允按鍵 1 按鍵 2 按鍵 3 按鍵 4 燈 燈 燈 燈 繼電器 繼電器 繼電器 繼電器 AT89S52 單片機(jī) 指紋識(shí)別器 顯示屏 電源接口 存鍵 取鍵 復(fù)位鍵 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。在這里我們使用 DSNY 電磁鎖，他的技術(shù)指標(biāo)即參數(shù)都能夠滿(mǎn)足我們的需要。它是通過(guò) 8051 的并行口擴(kuò)展一片 8255A 芯片，并通過(guò) 8255A控制 20 個(gè)燈的狀態(tài)（亮滅）來(lái)模擬柜子的存包取包的過(guò)程。 2. 程序下載區(qū)： I本運(yùn)作方式是通過(guò)控制 clock 及通過(guò) ICE 喂食指令方式，老來(lái)控制 cpu的運(yùn)行及緩存器資料和內(nèi)存資料的存取，因此必須透過(guò)控制緩存器值得設(shè)定來(lái)控制目前cpu 的動(dòng)作。 1． 3 本 課題的 目標(biāo)與任務(wù) 本系統(tǒng)采用的單片機(jī)做控制器，可以同時(shí)管理多個(gè)存包柜。 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 3．第三階段 —— 微控制器形成階段 (1983 年一 1990 年 )。在國(guó)內(nèi)因?yàn)椤皢纹瑱C(jī)”一詞已約定俗成，故而繼續(xù)沿用。華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 近年來(lái)，隨著生活水平的提高，人們對(duì)于社會(huì)消費(fèi)品的質(zhì)量和數(shù)量的要求也在逐漸增加。國(guó)際上逐漸采用 MCU(MicroControllerUnit” )來(lái)代替，形成了單片機(jī)界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞。 (4)指令系統(tǒng)突出控制功能。因此，研 制出一種能自動(dòng)存包的裝置有很重大的意義，我所研究的就是這方面的課題。后面的零電阻及其電源、地分成不同的幾路是為減少電磁干擾設(shè)置的。 第三部分：執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。電磁鎖的驅(qū)動(dòng)功率需要 20W 以上，可以采用 20V 直流電源，產(chǎn)生 1A 的驅(qū)動(dòng)電流，為加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)功率，采用二級(jí)直流放大。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。復(fù)位信號(hào)中的電阻和電容是為了保證 RST 斷能保證兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平來(lái)完成復(fù)位操作而特意設(shè)定的。在計(jì)算指紋的紋路時(shí)，一般先連接核心點(diǎn)和三角點(diǎn)，這李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 條連線與指紋紋路相交的數(shù)量即可認(rèn)為是指紋的紋數(shù)。該技術(shù)實(shí)質(zhì)上是對(duì)手指表層進(jìn)行拍照。該技術(shù)非常昂貴。 指紋圖像獲?。和ㄟ^(guò)專(zhuān)門(mén)的指紋采集儀可以采集活體指紋圖像。 AT89S52 系列單片機(jī)采用的是 HMOS 工藝：高速度、高密度； AT89S52 系列單片機(jī)采用的是 CHMOS 工藝：高速度、高密度、低功耗； 也就是說(shuō) AT89S52 單片機(jī)是一種低功耗單片機(jī)。 ④槽式光電開(kāi)關(guān)：它通常采用標(biāo)準(zhǔn)的 U 字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于 U 型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò) U 型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)量信號(hào)。 還可以用來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)物體是否閉合。 （ 2）模塊電路 模塊電路是由控制器 HD44780、驅(qū)動(dòng)器 HD44100 及幾個(gè)電阻電容組成的。 其中 6 腳為閥值端（ TH），是上比較器的輸入。 只要在線圈兩端加上一定的 電壓 ，線圈中就會(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。這時(shí)，當(dāng)有整塊導(dǎo)磁材料，例如鐵板同時(shí)靠近磁鐵和干簧管時(shí)，干簧管會(huì)再次發(fā)生動(dòng)作，恢復(fù)到?jīng)]有磁場(chǎng)作用時(shí)的狀態(tài)；當(dāng)該鐵板離開(kāi)時(shí)，干簧管 即發(fā)生相反方向的動(dòng)作。 該系統(tǒng)共控制 4 個(gè)存包柜，其中使用了 AT89S52 的 接線口作為輸出，輸出信號(hào)經(jīng)三極管放大后驅(qū)動(dòng)電磁鎖動(dòng)作，從而將箱鎖打開(kāi)。 LM555 屬于雙極型。 DSN 型電磁鎖的結(jié)構(gòu)原理： DSN 電磁縮是 由電氣和機(jī)械兩部組成。要使用本顯示器，必須有相應(yīng)的 LCD 控制器，驅(qū)動(dòng)器來(lái)對(duì) LCD 顯示器進(jìn)行掃描、驅(qū)動(dòng)，以及一定空間的 ROM 和 RAM 來(lái)存儲(chǔ)寫(xiě)入的命令和顯示字符的點(diǎn)陣。為了避免意外性發(fā)生，請(qǐng)用戶(hù)在接通電源前檢查接線是否正確，核定電壓是否為額定值。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開(kāi)關(guān)是首選的檢測(cè)模式。 圖 指紋形態(tài) 指紋形態(tài)和細(xì)節(jié)特征提?。褐讣y形態(tài)特征包括中心（上、下）和三角點(diǎn)（左、右）等，指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)主要包括紋線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)。 指紋識(shí)別系統(tǒng)是一個(gè)典型的模式識(shí)別系統(tǒng)，包括指紋圖像獲取、處理、特征提取和比對(duì)等模塊。激光有多種優(yōu)勢(shì)。該圖看起來(lái)就像 警察展示的標(biāo)準(zhǔn) 指紋圖像 。許多算法是基于核心點(diǎn)的，即只能處理和