【正文】 口，采用 DB25 型連接器。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)定義了 25 根信號(hào)線，但在實(shí)際使用時(shí)，只需 2 個(gè)數(shù)據(jù)線、 6 個(gè)控制線、 1 個(gè)地線共九個(gè)信號(hào)。因此一些生產(chǎn)廠家對(duì) RS232C 標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械特性進(jìn)行了簡(jiǎn)化，使用 9 針標(biāo)準(zhǔn)連接口，即使用 DB9 型連接器。由于 RS232C 發(fā)送端與接收端之間的信號(hào)傳遞采用多芯信號(hào)線，而多芯信號(hào)線的總負(fù)載電容不能超過2500PF，所以 RS232C 的信號(hào)傳輸距離為十幾米。 2． RS232C 接口功能特性及連接 使用 9 針或 25 針的連接器將 RS232C 串行口的信號(hào)傳送到其他通訊設(shè)備，連接器各信號(hào)線定義及功能如表 5。 9針連接器功能表 管腳編號(hào) 信號(hào)名稱 方向 含義 1 DCD 輸入 數(shù)據(jù)載波檢測(cè) 2 RXD 輸入 數(shù)據(jù)接收端 3 TXD 輸出 數(shù)據(jù)發(fā)送端 21 4 DTR 輸出 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒（計(jì)算機(jī)） 5 SG 輸入 信號(hào)地 6 DSR 輸入 數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備就緒 7 RTS 輸出 請(qǐng)求發(fā)送（計(jì)算機(jī)要求數(shù)據(jù)） 8 CTS 輸入 清除發(fā)送（ MODEM 準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)） 9 RI 輸入 響鈴指示 表 5 串行口引腳定義表 單片機(jī)與傳感器或單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間直接使用 RS232C 通訊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行串行通訊時(shí)，信號(hào)在通訊過程之中可能會(huì)被全部或部分使用。最簡(jiǎn)單的通訊僅需 TXD 及 RXD 及 SG 最基本的信號(hào)線完成，其他的握手信號(hào)可以做適當(dāng)處理或直接懸空。 硬件電路設(shè)計(jì) 根據(jù)圖和方案三的設(shè)計(jì)思路，指紋識(shí)別系統(tǒng)采用 STC12C5A60S2 作為主控芯片， FM— 180 指紋模塊，配合其他外電路，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 10 所示： 圖 10 指紋識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 工作過程： 通過按鍵選擇 FM— 180 工作狀態(tài)，有指紋錄入，指紋比對(duì)，清除指紋庫三種狀態(tài)分別對(duì)應(yīng) 3 個(gè)按鍵，系統(tǒng)上電后選擇工作模式；單片機(jī)則發(fā)出對(duì)應(yīng)的指令給 FM— 180， FM— 180 接收到對(duì)應(yīng)的指令后進(jìn)行相應(yīng)的操作，然后把操作提示或者操作的結(jié)果返給單片機(jī)做出顯示，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出相應(yīng)的不同的聲音給予提醒。電源選擇 DC5V供電。根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路，畫出具 體的電路原理圖和 22 PCB 圖，詳見附錄。 最小系統(tǒng)電路 所謂的系統(tǒng)就是可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)某些特定功能的一個(gè)產(chǎn)品。單片的最小系統(tǒng)，或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指利用單片自身的資源，用最少的輔助元件組成一個(gè)可以工作的系統(tǒng)。一個(gè)單片機(jī)，配其必需的外圍電路包括電源，復(fù)位，晶振，然后有一個(gè)簡(jiǎn)單的啟動(dòng)程序，即構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。電路圖如圖 11： 圖 11 復(fù)位電路 如圖所示，單片供 5V電源，正常工作的時(shí)候單片的復(fù)位端管腳為低電平，當(dāng)復(fù)位端的管腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，單片機(jī)就復(fù)位。而按鍵的時(shí)間肯定超過 2 個(gè)機(jī)器周期 2ms。所以當(dāng)按鍵 S1 按下時(shí)單片機(jī)復(fù)位。 功能選擇電路 該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)指紋錄入，指紋比對(duì)，指紋清除的功能選擇，工作過程是，單片機(jī)檢測(cè)到有相對(duì)的按鍵按下時(shí)，進(jìn)入相應(yīng)的工作的模式。即是當(dāng)檢測(cè)到 ,P3..4 管腳為低時(shí)認(rèn)為鍵被按下。 23 圖 12 按鍵電路 模式指示燈 圖 13 指示燈 因?yàn)橐壕б獙?shí)時(shí)的顯示指紋識(shí)別的過程，所以工作模式是由 2 個(gè)指示燈來完成指示，通過軟件編寫其亮的方式和組合來指示各種工作狀態(tài)。 液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路 根據(jù)前面介紹的液晶 12864，設(shè)計(jì)出液晶驅(qū)動(dòng)電路如圖所示，其中 V0 端口 24 是亮度調(diào)節(jié)，由于液晶的該管腳被損壞所以該管腳就懸空處理。 圖 14 液晶驅(qū)動(dòng)電路 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 蜂鳴器采用的是有源蜂鳴器，蜂鳴器起到提醒報(bào)警作用，由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的 I/O 口是無法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來放大電流就可以了。驅(qū)動(dòng)電路如圖 15 所示： 圖 15 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 在不需要鳴叫的時(shí)候 Q1 的 E 極為高， B 極為高，三極管沒有導(dǎo)通，當(dāng)需要鳴叫時(shí)可以軟件編寫 為低，這樣 EB 壓降大于 導(dǎo)通壓降，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫。這里三極管起到開關(guān)和電流放大作用。 串口電路 這部分的電路主要是用于單片機(jī)和 PC 機(jī)通信，由于電腦串口出來的是RS232 電平，而單片機(jī)采用的是 TTL 邏輯電平，如果直接相連，電平不匹配無法完成通信故需要一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路： 25 圖 16 串口電路 在設(shè)計(jì)單片機(jī)和 PC 機(jī)的硬件電路時(shí)，使用 MAX232 芯片實(shí)現(xiàn) TTL 電平和 PC 機(jī) RS232 電平的轉(zhuǎn)換，使用該芯片使電路外圍電路簡(jiǎn)單，工作可靠。 MAX232 是一種雙組驅(qū)動(dòng)器 /接收器，片內(nèi)含有一個(gè)電容性電壓發(fā)生器以便在單 5V 電源供電時(shí)提供 EIA/T 工 A232E 電平。每個(gè)接收器將EIA/TIA232E 電平輸入轉(zhuǎn)換為 5V TTL/CMOS 電平。這些接收器具有 1. 3V 的典型門限值及 0. 5V 的典型遲滯，而且可以接收士 30V 的輸入。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器將TTL/CMOS 輸入電平轉(zhuǎn)換為 EIA/TIA232E 電平。工作溫度范圍為 0℃至70℃。 MAX232 芯片的性能特點(diǎn)如下： 1．單 5V 電源工作； 2．兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器； 3．士 30v 輸入電平； 4．低電源電流：典型值是 8mA； MAX232 引腳如圖 17 所示， 1~6 腳為電容端， 7~14 腳包含 4 路RS232/TTL 電平轉(zhuǎn)換器， 其中兩路為 0 / 5V → +10V /10V ， 另兩路為 +10V /10V → 0 / 5V 。 26 圖 17 MAX232引腳圖 綜合上述各部分電路， 通過整合起來完成了指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和制作。其主電路見附錄。 第 4 章 硬件電路制作和調(diào)試 繪制 PCB 板 布局要求 A 遵照“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布局。 B 布局中 應(yīng)參考原理框圖，根據(jù)單板的主信號(hào)流向規(guī)律安排主要元器件。 C 布局應(yīng)盡量滿足以下要求 :總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號(hào)線最短 。高電壓、大電流信號(hào)與小電流，低電壓的弱信號(hào)完全分開；模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分開；高頻信號(hào)與低頻信號(hào)分開；高頻元器件的間隔要充分。 D 相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用 “對(duì)稱式 ”標(biāo)準(zhǔn)布局 。 E 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化布局 。 布線要求 ① ．一般情況下，首先應(yīng)對(duì)電源線和地線進(jìn)行布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內(nèi)，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的 關(guān)系是：地線＞電源線＞信號(hào)線 。 ② ． 預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線（如高頻線）進(jìn)行布線，輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行，以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。 ③ ．盡可能采用 45186。的折線布線，不可使用 90186。折線，以減小高頻信號(hào)的輻 射。 根據(jù)上述要求繪制出 PCB 版，詳見附錄。 制作和調(diào)試 27 制作電路板的過程這里就不做過多介紹，主要介紹板子做出來后調(diào)試遇到的問題。 （ 1） 電路不通 由于在制作電路板的時(shí)候腐蝕的時(shí)候腐蝕不均勻，造成板子上有一部分腐蝕的較為厲害出現(xiàn) 斷線的情況。表現(xiàn)為串口電路不工作。經(jīng)過萬用表檢測(cè)到MAX232 的電壓為零點(diǎn)幾伏，判定電路出現(xiàn)問題。 再 檢測(cè)出斷線的部分。解決的辦法是用焊錫拖一層錫使其導(dǎo)通。 （ 2） 串口的接口 把電路調(diào)了之后發(fā)現(xiàn)串口部分仍然不能工作，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)原來在封裝接口的時(shí)候，封裝出現(xiàn)問題，把管腳號(hào)順序接錯(cuò)了。按照正常的電路連接方法，在原有的電路板上做改動(dòng)，拉飛線。至此該部分調(diào)通，可以進(jìn)行程序下載。 （ 3） 液晶只有背光沒有顯示 單片機(jī)上電之后，寫入液晶測(cè)試程序，發(fā)現(xiàn)液晶只有背光沒有顯示。經(jīng)分析和嘗試得出，是上拉電阻太小的原因。之前用的是 1KΩ，后來換成 10KΩ 的排阻之后就可以正常顯示。 （ 4） 蜂鳴器 最后調(diào)試的是蜂鳴器，寫入測(cè)試程序后蜂鳴器沒有鳴叫。測(cè)其兩端電壓為 伏，經(jīng)仔細(xì)嘗試和分析，得出的結(jié)論 是兩端電壓不夠，解決辦法是把封面器到電源的電阻去掉，用導(dǎo)線代替， 改了之后 ， 蜂鳴器可以使用。 在調(diào)試通了每一塊電路之后，整個(gè)電路板也就調(diào)通了，剩下的工作就是配合軟件部分就可以完成整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。最終做出來的板子如圖 18 所示： 圖 18 指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件實(shí)物圖 28 第 5 章 總 結(jié) 指紋識(shí)別是一種市場(chǎng)前景廣闊的生物特征識(shí)別技術(shù)，具有很高的研 究和應(yīng)用價(jià)值，在身份認(rèn)證領(lǐng)域比起傳統(tǒng)認(rèn)證方式，它具有更好的準(zhǔn)確性，更高的安全性和簡(jiǎn)單實(shí)用性。 構(gòu)建指紋識(shí)別系統(tǒng)的關(guān)鍵 [22]是在指紋算法的研究，但是目前的指紋算法在準(zhǔn)確性和速度上還沒不能滿足一些實(shí)際的應(yīng)用需求。原因是采集設(shè)備多式多樣，造成圖像質(zhì)量也是千差萬別，采集時(shí)手指的皮膚狀況也難以保證，這就對(duì)指紋算法提出很好的要求。 本文主要介紹設(shè)計(jì)指紋識(shí)別系統(tǒng)的硬件的過程，提出了以 MCU 和指紋識(shí)別模塊建立主從機(jī)通信模式，來完成指紋識(shí)別過程的設(shè)計(jì)思路。最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該設(shè)計(jì)思路是可行的。這樣的設(shè)計(jì)思路使我們對(duì)指紋識(shí)別原 理和過程有了充分的認(rèn)識(shí)。但是仍然存在弊端：對(duì)具體的指紋算法實(shí)現(xiàn)我們是不知道，而指紋算法是指紋識(shí)別的關(guān)鍵，所以這方面還做得不足。 29 參考文獻(xiàn) [1]田捷，楊鑫．生物特征識(shí)別技術(shù)理論與應(yīng)用 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021． [2]Biometrie Market Report 2021— 2021． [3 [4]劉少聰．新指紋 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With heaps of time, the sevenday Chinese 請(qǐng)您刪除一下內(nèi)容， O(∩ _∩ )O謝謝?。?！ National Day holiday could be the best occasion to enjoy a destination. However, it can also be the easiest way to ruin how you feel about a place and you may bee more fatigued after the holiday, due to battling the large crowds. During peak season, a dream about a place can turn to nightmare without careful planning, especially if you travel with children and older people. As most Chinese people will take the holiday to visit domestic tourist destinations, crowds and busy traffic are in