【正文】 1： 1（命令 /應答均為 8 字節(jié)） 表 8 比對 1： 1 指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x0B 用戶號（高 8位） 用 戶號（低 8位） 0 0 CHK 0xF5 應答 0xF5 0x0B 0 0 ACK_SUCCESS ACK_FAIL ACK_TIMEOUT 0 CHK 0xF5 (5) 比對 1： N（命令 /應答均為 8 字節(jié)） 表 9 比對 1： N指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x0C 0 0 0 0 CHK 0xF5 應答 0xF5 0x0C 用戶號（高 8位） 用戶號（低 8位） ACK_SUCCESS ACK_FAIL ACK_TIMEOUT 0 CHK 0xF5 (6) 取用戶權限（ 命令 /應答均為 8 字節(jié)） 表 10 取用戶權限指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x0A 用戶號（高 8位） 用戶號（低 8位） 0 0 CHK 0xF5 應答 0xF5 0x0A 0 0 用戶權限 1/2/3 ACK_NOUSER 0 CHK 0xF5 (7) 設置 /讀取比對等級（命令 /應答均為 8 字節(jié)） 23 表 11 設置 /讀取比對等級指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x28 0 Byte=0：新比對等級 Byte=1:0 0：設置新的比 對等級 1：讀取當前比對等級 0 CHK 0xF5 應答 0xF5 0x28 0 當前對比等級 ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0 CHK 0xF5 說明：比對等級取值為 09，取值越大比對越嚴格，默認值為 5。 (8) 設置 /讀取指紋采集等待超時（命令 /應答均為 8 字節(jié)） 表 12 設置 /讀取指紋采集等待超時 指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x2E 0 Byte=0：新超時時間 Byte=1:0 0：設置新的超時時間 1：讀取當前超時時間 0 CHK 0xF5 應答 0xF5 0x2E 0 當前超時時間 ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0 CHK 0xF5 說明： 指紋等待超時時間（ tout）范圍為 0255。若此值為 0，若無指紋按壓則指紋采集過程將一直持續(xù)；若此值非 0，在 tout*T0 時間內若無指紋按壓則系統(tǒng)將超時退出。 注： T0 為采集 /處理一幅圖像所需的時間，一般為 。 24 . 單片機的程序設計 . 鍵盤管理及指示燈響應程序設計 為實現(xiàn)各按鍵功能，需要對按鍵編號定義。 表 13 按鍵功能 按鍵 1 2 3 4 5 6 7 8 功能 休眠 添加用戶 刪除指定用戶 刪除所有用戶 驗證用戶 上翻 下翻 權限管理 鍵掃流程圖如下： 圖 13 鍵掃流程圖 程序設計見附錄 F。 鍵 1 用于休眠，即向指紋模塊發(fā)送休眠信號，以等待后續(xù)操作，或在本次操作完成后，使模塊休眠以便下一次使用。按下鍵 1 后，休眠指示燈點亮。 程序設計見附錄 F。 當添加用戶信息時，通過按鍵 2 操作，添加指示燈點亮，單片機向 DSP 芯開始 IT0=1，選擇 INT0 為脈沖觸發(fā)觸發(fā)方式下降沿有效； EX0=1， EA=1 KEY_value=0xff 賦初始鍵值，關系統(tǒng)中斷 讀取 P1 口狀態(tài)，給KEY_value，消抖，判斷是否有效 等待按鍵釋放，消抖 判按鍵，轉到相應子程序 返回 N Y 25 片發(fā)出命令， 指紋傳感器 獲取 指紋 圖像 ， 其后 DSP 以 固化程序執(zhí)行圖像處理相關計算 并將處理后的值存入緩存區(qū)，若第一次添加成功，則指紋采集儀指示燈 再次點亮， DSP 合并處理兩次信息成功后，通過串口向單片機發(fā)送應答信號，此時確認指示燈點亮，表示此用戶信息添加成功。用戶 ID 自動遞增，并在 LED 數碼管上顯示。第一次和第二次采集失敗均返回失敗響應，其余應答信號包括用戶已存在應答以及超時應答。 程序流程如圖 14 所示： 圖 14 添加用戶流程圖 鍵 8 用于權限管理，循環(huán)按鍵，在 3 之間循環(huán)滾動，按鍵停留時，顯示數字表示當前要添加的用戶權限， 1 為最低， 3 為最高。此操作需要在添加用初始化串口 讀取最后用戶編號，并加 1 若 TL=FF，則 TL=00， TH=TH+1 否則 TL=TL+1， TH 不變 設置權限等級，按鍵 2 發(fā)送CMD=0x01 指令，指示燈 2 亮 讀取失敗，返回 Q3=FAIL 應答 操作失敗指示燈亮 第一次采集圖像 采集失敗 若返回 Q3=FAIL，顯示： FAIL 若返回 Q3=FULL，顯示： FULL 若返回 Q3=TIMEOUT，顯示： OU 操作失敗指示燈亮 采集成功 返回 Q3=SUCCESS 應答 顯示：用戶 ID+AFFI 開始 返回 第一次采集成功，則進行第二次采集 采集失敗 若返回 Q3=FAIL，顯示： FAIL 若返回 Q3=EXIST，顯示： EIS 若返回 Q3=TIMEOUT，顯示： OU 操作失敗指示燈亮 26 戶之前操作（因為協(xié)議未提供讀 取用戶權限及修改命令），然后按下鍵 2 以確認，隨后由指紋識別頭采集圖像。 程序設計見附錄 F。 鍵 3 用于刪除指定用戶，首先以鍵 6 和鍵 7 上下調節(jié)以選定要操作的用戶，然后通過按鍵 3 確認操作，并發(fā)送刪除當前選定用戶指令。 程序流程如圖 15 所示： 圖 15 刪除指定用戶流程圖 程序設計見附錄 F。 刪除所有用戶時，以按鍵 4 執(zhí)行。成功返回 SUCCESS 應答，失敗返回 FAIL應答。 程序流程如圖 16 所示： 圖 16 刪除所有用戶流程圖 程序設計見附錄 F。 開始 返回 指示燈 4 亮，刪除所有 用戶 按鍵 4 發(fā)送 CMD=0X05 指令 返回 Q3= SUCCESS 應答 顯示： ALLD 刪除失敗，返回 Q3= FAIL 應答 操作失敗指示燈亮 開始 返回 按鍵 3 發(fā)送 CMD=0X04 指令 指示燈 3 亮，刪除指定用戶 調節(jié)用戶名 ID 返回 Q3= SUCCESS 應答 顯示： ID+DELE 刪除失敗，返回 Q3= FAIL 應答 操作失敗指示燈亮 27 需要驗證用戶時，按下鍵 5 即執(zhí)行搜索比對操作，單片機向 DSP 發(fā)送采集圖像并進行 1:N 比對命令，比對成功后，返回信息， LED 數碼管顯示用戶 ID，若用戶不存在，則返回相應信息， LED 顯示 NOUS。 程序流程如圖 17 所示： 圖 17 認證用戶流程圖 程序設計見附錄 F。 當按下操作鍵或返回應答信號后，指示燈響應內容如表 14 所示： 表 14 指示燈響應含義 指示燈 1 2 3 4 5 6 7 8 響應 含義 休眠 添加 用戶 刪除指定用戶 刪除所有用戶 用戶認證 超時 失敗 程序設計見附錄 F。 注：相應的點亮熄滅指令已經包含在對應的功能子程序當中。 . LED 顯示模塊設計 當操作不同功能按鍵或者返回不同的應答信號時，數碼顯示管顯示相應的內容，對應各功能，具體顯示內容如表 15 所示： 表 15 LED 顯示 應答 顯示 添加用戶成功 “ ID” +“ AFFI” 刪除指定用戶成功 “ ID” +“ DELE” 刪除所有用戶成功 “ ALLDELE” 用戶認證成功 “ ID” +“ ACCE” 開始 返回 指示燈 5 亮，采集圖像比對 按鍵 5 發(fā)送 CMD=0x0C 指令 返回 Q3= SUCCESS 應答 顯示： ID+ACCE 比對失敗 若返回 Q3= FAIL，顯示： FAIL 若返回 Q3=NOUSER，顯示： NOUS 若返回 Q3=TIMEOUT，顯示： OU 操作失敗指示燈亮 28 續(xù)表 15 添加、刪除、搜索失敗 “ FAIL” 用戶存儲已滿 “ FULL” 用戶已存在 “ EIS” 用戶不存在 “ NOUS” 超時 “ OU” 其中，“ AFFI”表 Affixion，“ DELE” 表 Delete，“ ACCE”表 Access，“ EIS”表“ EXIST”，“ NOUS”表“ NOUSER”，“ OU”表“ TIMEOUT”。 程序流程如圖 18 所示： 圖 18 LED 顯示流程圖 程序設計見附錄 F。 . 通信模塊程序設計 單片機和指紋模塊的通信首先需要將串口初始化，即 設定二者之間的串口通信命令：波特率為 19200bps， 1 起始位， 1 停止位，無校驗位。當單片機檢測到發(fā)送緩存有數據時，開始向 DSP 發(fā)送數據， DSP 收到命令后，進行相應操作響開始 選擇最右邊的 LED 送位選碼 延時 段碼 緩沖區(qū)下移一位 LED 左移一位 是否到最后一位 N Y 送段碼 結束 29 應，隨后向單片機返回各種結果的應答。 通信中的發(fā)送流程（以單片機為參考）如圖 19 所示： 圖 19 通信發(fā)送流程 圖 （以單片機為參考） 通信中的接收流程（以單片機為參考）如圖 20 所示： 圖 20 通信接收流程 圖 （以單片機為參考） 程序設計見附錄 F。 開始 檢測接收緩存是否有數據 繼續(xù)等待 判斷返回數據第四位 顯示相應結果 N Y 返回 開始 串口初始化 檢測發(fā)送緩存是否有數據 繼續(xù)等待 向 DSP 發(fā)送數據 DSP 響應并返回應答 N Y 返回 30 5. 調試 . 單片機的程序下載 程序存儲器的更新以頁的方式進行。在用臨時頁緩沖器存儲的數據對一頁存儲器進行編程時，首先要將這一頁擦除。 SPM 指令以一次一個字的方式將數據寫入臨時頁緩沖器。臨時頁緩沖器的寫入可以在頁擦除命令之前完成，也可以在頁擦除和頁寫操作之間完成。 通過電腦上的下載軟件將 *.HEX 文件傳輸到 USB下載線板上的 ATmega8 芯片里，程序代碼在這里經過處理后從固定的 I/O 管腳中輸出燒寫到單片機的 Flash 存儲器中。此外單片機一般采 用 5V 以下的電源供電， USB 接口也采用 5V電源，所以，該下載線還可以通過電腦向單片機提供工作電源。下載線采用 接口技術解決了筆記本不帶并口的遺憾，此外下載線下載程序速度快等優(yōu)點得到了眾多編程愛好者的青睞而被廣泛使用 。 . 串口調試 在單片機編程中，串口占了很重要的地位。傳統(tǒng)方式串口程序的調試，往往是利用專用的單片機硬件仿真器。在編寫好程序后，利用仿真器來設置斷點，觀察變量和程序的流程，逐步對程序進行調試，修正錯誤。 但是 很多仿真器不能做到完全硬件仿真，因而會造成仿真時正常，而實際運行時出現(xiàn)錯誤的情況；也 有仿真不能通過，但實際運行正常的情況。對于一些較新的芯片或者是表面貼裝的芯片， 往往缺少 合適的仿真器或仿真頭 。 利用 Keil 軟件 可以 仿真更多的單片機功能 ， 使用這種方法，無需任何硬件仿真器，甚至都不需要用戶電路板 ，可以 利用計算機的串口來模擬單片機的串口（這不同于很多軟件在仿真時使用的激勵文件方式，可以直接與其他串口進行通信，更加方便、靈活）。 本次設計用到的晶振大小為 ，故需在目標文件屬性里對晶振頻率進行設置如下： 圖 21 Keil 仿真晶振設置 下面以發(fā)送添加用戶指令為例。首先按上 述方法設置晶振，編譯程序，執(zhí)行 31 “開始 /停止調試”，打開軟件工具欄外圍設備里的串口調試窗口，如下圖所示： 圖 22 串口調試窗口 然后單步運行程序，第一次運行到 while(TI==0)語句時，可看到窗口 SBUF一欄中數據由 0x00 變?yōu)?0xF5，即表示此時發(fā)送了 8 字節(jié)數據中的第一字節(jié)。因為發(fā)送完一個字節(jié)之后，單片機會自動將 TI 置 1 以表示幀發(fā)送結束，所以運行到此步時需要手動將串口調試窗口中的 TI 選框標記，而后由程序清零，以繼續(xù)執(zhí)行。 圖 23 程序單步執(zhí)行調試 為便于操作和觀測，在 Proteus 中進行軟件仿真。發(fā)送添加 01 號用戶指令時，