【正文】 識(shí)別具有核心點(diǎn)的指紋。 （一）、復(fù)位方式 單片機(jī)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器 PC 和 SFR 的狀態(tài)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。該系統(tǒng)共控制 24 個(gè)存包柜，其中使用了 8255A 的PA、 PB、 PC 三口的 24 跟口線作為輸出，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?！? 設(shè)計(jì)如下 根據(jù)“自動(dòng)存包”這一目的要求，做如下設(shè)計(jì)安排： 第一部分： CPU 核心控制部分，由單片 機(jī) 803復(fù)位電路、時(shí)鐘電路等構(gòu)成，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。該芯片中共有四塊用來跟外接電路連接。語音提示：“請(qǐng)取完物品后關(guān)好箱門。 (1)完善的外部總線。同時(shí)，存包可以解放顧客的雙手，使顧客放開雙手，更方便的進(jìn)行購物。柜門鎖 是 由繼電器控制，當(dāng)顧客需要存包的時(shí)候，可以自行到存包柜前按“開門”鍵，需要顧客向 光學(xué)指紋識(shí)別 系統(tǒng)輸入個(gè)指紋，然后通過繼電器進(jìn)行開門 （用亮燈表示），顧客即可存包，并需將柜門關(guān)上。 —— 單片機(jī)階段 (1976 午～ 1978 年 )。單片機(jī)正在滿足各個(gè)方面的需求．從玩具、小家電、工程控制單元到機(jī)器人、智能儀表，過程控制，個(gè)人信息終端等無所不能。 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2章 系統(tǒng)方案論證與器件的選擇 2． 1 主控模塊方案選擇 采用 DSP+FPGA 方案 指紋識(shí)別追求的主要指標(biāo)為高識(shí)別率、實(shí)時(shí)性和大詞匯量；而對(duì)于一個(gè)指紋識(shí)別系統(tǒng)，還應(yīng)考慮軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、外圍控制靈活、人機(jī)交互便捷等特點(diǎn)。 6．鍵控區(qū)：采用這幾個(gè)按鍵我們可以做一些簡(jiǎn)單的試驗(yàn)，比如說當(dāng)板子里下載了復(fù)讀機(jī)的程序，按這幾個(gè)按鍵就可以分別用來進(jìn)行錄音、暫停和播放。 本次設(shè)計(jì)的流程圖如圖 ，首先先檢測(cè)所有的空箱數(shù)目，然后根據(jù)按鍵判斷狀態(tài)是要存包還是取包，如果是取包的話，就輸入密碼，然后將包存入箱柜內(nèi)，然后關(guān)門，系統(tǒng)檢測(cè)是否關(guān)門，如果是的話則進(jìn)行下一步，否則提示未關(guān)門。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì) P0 端口寫 “1” 時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 在該設(shè)計(jì)中， P2口與輸出的繼電器相連，在整個(gè)系統(tǒng)中的作用就是作為輸出設(shè)備的存在。 EA/VPP： 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。每個(gè)人（包括指紋在內(nèi)）皮膚紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同，也就是說，是唯一的，并且終生不變。特征點(diǎn)的參數(shù)包括：方向（節(jié)點(diǎn)可以朝著一定的方向）、曲率（描述紋路方向改變的速度）、位置（節(jié)點(diǎn)的位置通過x/y 坐標(biāo)來描述，可以是絕對(duì)的，也可以是相對(duì)于三角點(diǎn)或特征點(diǎn)的）。這一因素的使用之一是驗(yàn)證是否存在活體手指（死的或非常冷的手指不會(huì)通過驗(yàn)證）。 MAX232 作為接口芯片用于實(shí)現(xiàn)指紋傳感器串口的 RS232 信號(hào)與 8051 串行口的 TTL 信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換。 指紋圖像壓縮：大容量的指紋數(shù)據(jù)庫必須經(jīng)過壓縮后存儲(chǔ)，以減 少存儲(chǔ)空間。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。 圖 各種光電開 關(guān)的示意圖 光電開關(guān)的使用注意事項(xiàng) ①紅外線傳感器屬漫反射型的產(chǎn)品，所采用的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體為平面的白色畫紙。剩下的一個(gè)為整個(gè)系統(tǒng)的開關(guān)。 表 引線功能 引 角 號(hào) 符 號(hào) 名 稱 功 能 1 VSS 地 0V 2 VDD 電路電源 5V177。當(dāng)閉鎖接點(diǎn)不接通，則不能開鎖。 5 腳為控制電壓端 (CV )，可以用它來改變上下觸發(fā)電平值。 磁簧繼電器是以線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)將磁簧管作動(dòng)之繼電器， 為一種線圈傳感裝置。 當(dāng)整塊鐵磁金屬或者其它導(dǎo)磁物質(zhì)與之靠近的時(shí)候，發(fā)生動(dòng)作，開通或者閉合電路。 這個(gè)特殊的 RS 觸發(fā)器有兩個(gè)特點(diǎn)：（ 1）兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低：置零端 R 即閥值端 TH 要求高電平，而置位端 S 即觸發(fā)端 TR 則要求低電平。 驅(qū)動(dòng)電路連接圖如圖 圖 電磁鎖驅(qū)動(dòng)電路 （ 3） 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 顧客在存包的時(shí)候很容易出現(xiàn)存完包或則是取完包忘記關(guān)門的現(xiàn)象，我們?cè)谶@里設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)報(bào) 警裝置，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候提醒顧客關(guān)好柜門。應(yīng)用 HD44780，用戶能用少量元件就可以組成一個(gè)完整點(diǎn)陣 LCD 系統(tǒng)。 （ 1） 顯示部分設(shè)計(jì) 隨著儀器、儀表智能化、多功能化的要求，液晶顯示器以其體積小、功耗低、接口方便等優(yōu)點(diǎn)在顯示器市場(chǎng)中脫穎而出，取代了傳統(tǒng)的 LED、 CRT 等顯示方式而成為現(xiàn)代顯示技術(shù)發(fā)展的主流。 ③對(duì)射式光電開關(guān)最小可檢測(cè)寬度為該種光電開關(guān)透鏡寬度的 80%。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。 指紋圖像處理：包括指紋區(qū)域檢測(cè)、圖像質(zhì)量判斷、方向圖和頻率估計(jì)、圖像增強(qiáng)、指紋圖像二值化和細(xì)化等。 基于單片機(jī) MCS51的指紋識(shí)別系統(tǒng)是由 8051 處理器、 68128RAM 和 EEPROM 芯片等構(gòu)成，具有指紋錄入、圖像處理、指紋對(duì)比、搜索和模版儲(chǔ)存等功能的智能型模塊。它是一種光學(xué)變異，可發(fā)射雷達(dá)能量并讀取從呈現(xiàn)的手指上反射的信號(hào)。皮膚的表皮層，包括手指 的表皮層的細(xì)胞是非活體的。包括紋形、模式區(qū)、核心點(diǎn)、三角點(diǎn)和紋數(shù)等。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在這種模式下， P0不具有內(nèi)部上拉電阻。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路 通過單片機(jī)的指令，控制繼電器的導(dǎo)通或者切斷，用燈來模擬箱柜的開關(guān)。 AT89S52 開門 存包 關(guān)門 光電開關(guān)檢測(cè)箱內(nèi) 指紋打印 斷電保護(hù) 條形碼對(duì)比掃描 空箱顯示 開門 李少鵬：基于單片機(jī)的自動(dòng)存包系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 圖 主程序流程圖 開始 初始化 顯示空箱 狀態(tài)判斷 存包 存入密碼 取包 讀取密碼 判斷門是否關(guān)好 判斷密碼是否正確 報(bào)警提示關(guān)門 開門 取物關(guān)門 判 斷門是否關(guān)好 報(bào)警提示關(guān)門 Y N N Y Y N 返回 華科學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 優(yōu)點(diǎn)：方便，識(shí)別度高， 缺點(diǎn)：容易丟失打印條，因?yàn)橛袟l形碼掃描和條形碼打印這塊，所以造價(jià)成本比較高，所以不適于本次設(shè)計(jì)的使用。 ：用于對(duì)外掛硬件的控制，或者獲取外部硬件的一些狀態(tài)以便 SPCE061A 來進(jìn)行處理。然而 , 將DSP 芯片用于小型語音指紋系統(tǒng)中 , 其不足之處是很明顯的：引腳多、 價(jià)格貴、 使用繁瑣 。從外觀和用途來看，電子存包柜屬于家具類別中的鋼制家具。以 Intel 公司的 MCS— 48為代表，其 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、I/O 端口、時(shí)鐘以及指令系統(tǒng)都是按嵌入式系統(tǒng)要求專門設(shè)計(jì)的。 它具有功能實(shí)用、操作簡(jiǎn)便、安全可靠、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。為了更好的為廣大顧客服務(wù)，在一些商場(chǎng)、影院、超市等公共場(chǎng)合通常設(shè)置有自動(dòng)存包柜，它具有功能實(shí)用、操作簡(jiǎn)便、安全可靠、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。作為這一階段的典型代表是 Inlel公司將 MCS— 48向 MCS— 5l 系列的過渡。使用者抽出密碼紙，對(duì)應(yīng)的箱門自動(dòng)打開，存好后關(guān)上箱門。這些將使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大 ,設(shè)計(jì)繁瑣 。取物時(shí)：直接將條碼紙?jiān)趻呙杩趻呙?，?duì)應(yīng)的箱門會(huì)自動(dòng)打開。 2． 3 輸出端方案的選擇 光電開關(guān)與電磁閥方案 紅外線光電開關(guān)（光電傳感器）是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測(cè)物體的有無，其物體不限于金屬，對(duì)所有能反射光線的物體均可檢測(cè)。該系統(tǒng) AT89S52 單片機(jī)為核心，還有顯示屏及按鍵，指紋識(shí)別器，繼電器檢測(cè)，斷電保護(hù)等部分。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 在該設(shè)計(jì)中， P3口作為輸入端存在，接受系統(tǒng)輸入的信號(hào)。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。有的指 紋識(shí)別算法只使用模式區(qū)的數(shù)據(jù)，有的則使用所取得的完整指紋。細(xì)胞中的特定電學(xué)品質(zhì)與細(xì)胞的排列方式這二者的結(jié)合使得皮膚表面的 電阻 能夠被測(cè)量到且其變化唯一。激光的種類有多種。 而選取單片機(jī) MCS51 主要原因是功耗低、可通過軟件設(shè)置省電模式。我國十指紋分析法將指紋分為三大類型，九種形態(tài)。德國 SICK 公司的部分光電開關(guān)的外型如圖 。 ⑥針對(duì)用戶的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際 要求，在一些較為惡劣的條件下，如灰塵較多的場(chǎng)合，所生產(chǎn)的光電開關(guān)在靈敏度的選擇上增加了 50%，以適應(yīng)在長(zhǎng)期使用中延長(zhǎng)光電開關(guān)維護(hù)周期的要求。 LCD 顯示分為筆段型、點(diǎn)陣字符型、點(diǎn)陣圖形型。當(dāng)箱門關(guān)閉的時(shí)候，鎖扣被推上，箱門就可靠的鎖住。 LM555 功能強(qiáng)大、使用靈活、適用范圍寬，可用來產(chǎn)生時(shí)間延遲和多種脈沖信號(hào)，被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中?？梢姼淖兛刂贫说目刂齐妷褐悼梢愿淖兩舷掠|發(fā)電平值。以永久磁鐵的南北極的連線為軸線，這個(gè)軸線應(yīng)該與干簧管的軸線重合或者基本重合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。 3 腳為輸出端（ OUT），有 0 和 1 兩種狀態(tài)，它的狀態(tài)由輸入端所加的電平?jīng)Q定。 PCB 上有 14個(gè) 引腳，其中有 8條數(shù)據(jù)線， 3條控制線，其功能見下表可以很容易的很 8031 相接（如圖 ）通過送入數(shù)據(jù)和指令可以對(duì)顯示方式和顯示內(nèi)容做出選擇。 不受測(cè)定物性質(zhì)的影響，安裝后無須調(diào)整，即可穩(wěn)定投 入使用 采用壓電元件內(nèi)置于棒體和厚管壁的不銹鋼管的探頭，消振管僅 9mm 長(zhǎng)（同類比為最短），抗重荷、安全可靠、壽命長(zhǎng) 。 ⑤光纖式光電開關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，可以對(duì)距離遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。 復(fù)位電路則采用簡(jiǎn)單 RC 復(fù)位電路，同時(shí)又可與一些需要復(fù)位的外圍電路相連，達(dá)到復(fù)位與單片機(jī)同步。對(duì)于分辨率和采集面積等技術(shù)指標(biāo)，公安行業(yè)已經(jīng)形成了國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，但其他還缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 指紋識(shí)別系統(tǒng)主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)、指紋采集部分、串口通信電路、外部存儲(chǔ)部分、開關(guān)按鈕，供電系統(tǒng)組成。它是一種較早的數(shù)字技術(shù)。 兩枚指紋經(jīng)常會(huì)具有相同的總體特征，但它們的細(xì)節(jié)特征，卻不可能完全相同。 3． 2． 2 指紋識(shí)別設(shè)計(jì) 在自動(dòng)存包柜的設(shè)計(jì)中輸入部分是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在這里我們需要檢測(cè)門的限位，檢測(cè)箱內(nèi)是否有物體，還有相應(yīng)的錄入密碼，并在顧客需要的時(shí)候檢測(cè)密碼，并自動(dòng)打開柜門。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一 切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 繼電器控制方案 電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。 軟件部分主要采用我們自己設(shè)定的一種與柜號(hào)相關(guān)聯(lián)的算法來產(chǎn)生一組 3 位的隨機(jī)密碼，而密碼的產(chǎn)生、核對(duì)過程就對(duì)應(yīng)存包、取包的過程 。 3. 音頻輸入部分：在 61板上， MICP 和 MICN 將隨著 MIC 產(chǎn)生的波形變化，并在兩個(gè)端口處形成兩路反想的波形，再經(jīng)過兩級(jí)運(yùn)放放大，把放大的語音信號(hào)交給 ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，這個(gè)時(shí)候我們就可以通過單片機(jī)編程對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如說語音數(shù)據(jù)壓 縮、語音識(shí)別樣本處理。柜門鎖由繼電器控制，當(dāng)顧客需要存包的時(shí)候，可以自行到存包柜前按“開門”鍵，需要顧客向系統(tǒng)輸入個(gè)指紋，然后通過繼電器進(jìn)行開門（用亮燈表示），顧客即可存包，并需將柜門關(guān)上。這一階段單片機(jī)的主要技術(shù)發(fā)展方向是滿足測(cè)控對(duì)象要求的外圍電路的增強(qiáng)，如 A／ D轉(zhuǎn)換、 D／ A 轉(zhuǎn)換、高速 I／ O口、WDT(程序監(jiān)視定時(shí)器 )、 DMA（ 高速數(shù)據(jù)傳輸）等，強(qiáng)化了智能控制的特征。 單片機(jī)按其內(nèi)部中央處理器 CPU(CentralProcessingUnit)的字長(zhǎng)分為 1位機(jī)、 4位機(jī)、 8位機(jī)、 16 位機(jī)等。為了更好的為廣大顧客服務(wù)，在一些商場(chǎng)、影院、超市等公共場(chǎng)合通常設(shè)置有自動(dòng)存包柜， 本次便是針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行設(shè)計(jì) 。隨著 SCM 在技術(shù)上、體系結(jié)構(gòu)上不斷擴(kuò)展其控制功能，單片機(jī)已不能用“單片微型計(jì)算機(jī)”來準(zhǔn)確表達(dá)其內(nèi)涵。 (3)設(shè)置面向工控的位地址空間及位操作方式。 現(xiàn)在公共場(chǎng)所應(yīng)用比較廣泛。 兩 CE 基個(gè)二極管，是為了防止誤將電源接反造成不必要的損失而設(shè)置的，在操作中千萬不要將電源接反，因?yàn)榉聪螂妷撼^一定的值，二極管將會(huì)被損壞 ，達(dá)不到保護(hù)的目的。通過這些鍵盤，用戶就可以完成所有的操作。為了保證安全，鎖簧需要有較強(qiáng)的彈力。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 3