【正文】 晶顯示模塊RX12864ZW采用并行接口控制，當(dāng)PSB 腳（串/并口選擇）接高電平時(shí)，模塊將進(jìn)入并口模式，在并口模式下可由指令DL FLAG 來(lái)選擇8位或4位接口，主控制系統(tǒng)將配合( RS、RW、E、DB0..DB7 )來(lái)達(dá)成數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作。ADC的值為十位的二進(jìn)制數(shù)，可以將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)ADData（ADData = (int)((long)ADC* 1000 / 1024)），方便后續(xù)的鍵值判斷程序設(shè)計(jì)。ADC鍵盤(pán)檢測(cè)程序流程圖如圖43所示：AD初始化啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換判斷轉(zhuǎn)換數(shù)值是否為0 是 否判斷鍵值顯示并返回鍵值圖43 ADC鍵盤(pán)檢測(cè)程序流程圖轉(zhuǎn)換結(jié)束后，轉(zhuǎn)換結(jié)果被存入ADC 結(jié)果寄存器(ADCL, ADCH)。ADC的初始化主要是針對(duì)多工選擇寄存器－ ADMUX、控制和狀態(tài)寄存器A －ADCSRA，ADMUX寄存器主要是設(shè)置參考電壓為AVCC、轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)右對(duì)齊、選擇輸入電壓信號(hào)的通道。若單端通道電平超過(guò)了VREF，其結(jié)果將接近0x3FF。最小值代表GND，最大值代表AREF引腳上的電壓再減去1 LSB，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果為10位，存放于ADC數(shù)據(jù)寄存器ADCH及ADCL。 每個(gè)按鍵按下之后對(duì)應(yīng)的數(shù)值輸出主要由硬件電路和軟件決定，ATmega16內(nèi)部有一個(gè)10位逐次逼近型ADC，能對(duì)端口A的8路單端輸入電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，單端輸入以電壓0V（GND）為基準(zhǔn)。指紋模版登陸的程序流程圖如圖42所示：指紋模塊初始化 否是否采集到指紋圖像1 是轉(zhuǎn)化成特征文件是否采集到指紋圖像2 是 否轉(zhuǎn)化成特征文件合成模版并存儲(chǔ)圖42 指紋模版采集存儲(chǔ)程序流程圖 指紋比對(duì)程序設(shè)計(jì)指紋比對(duì)程序設(shè)計(jì)是指紋鎖系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的主要方面，指紋匹配時(shí)，通過(guò)指紋傳感器，錄入要驗(yàn)證指紋圖像并進(jìn)行處理，然后與模塊中的指紋模板進(jìn)行匹配比較（若與模塊中指定的一個(gè)模板進(jìn)行匹配，稱為指紋比對(duì)方式，即1:1方式；若與多個(gè)模板進(jìn)行匹配，稱為指紋搜索方式，即1:N方式），模塊給出匹配結(jié)果（通過(guò)或失敗），然后單片機(jī)控制電子鎖動(dòng)作。 ATmega16控制指紋模塊進(jìn)行各種操作，主要涉及單片機(jī)串口控制的幾個(gè)特殊寄存器，USART 寄存器包括I/O 數(shù)據(jù)寄存器－ UDR、控制和狀態(tài)寄存器A －UCSRA、控制和狀態(tài)寄存器B －UCSRB、控制和狀態(tài)寄存器C －UCSRC、波特率寄存器－ UBRRL和UBRRH。指紋模板按照序號(hào)存放，若指紋庫(kù)容量為N，則指紋模板在指紋庫(kù)中的序號(hào)定義為：0、2……NN1。指紋模塊在FLASH中開(kāi)辟了一段存儲(chǔ)區(qū)域作為指紋模板存放區(qū)，即指紋庫(kù)。在模塊執(zhí)行命令的過(guò)程中，模塊不會(huì)響應(yīng)上位機(jī)發(fā)出的其他命令。模塊在上電完成初始化工作以后，等待接收上位機(jī)命令。上位機(jī)只有在收到模塊的應(yīng)答包后才能確認(rèn)模塊的收包情況與指令執(zhí)行情況。模塊收到指令后，會(huì)通過(guò)應(yīng)答包，將有關(guān)命令執(zhí)行情況與結(jié)果上報(bào)給上位機(jī)。校驗(yàn)和是包標(biāo)示、包長(zhǎng)度和包內(nèi)容的所有字節(jié)的算術(shù)累計(jì)和，超過(guò)2 字節(jié)的進(jìn)位忽略。包內(nèi)容可以是指令、數(shù)據(jù)、指令的參數(shù)、應(yīng)答結(jié)果等。包長(zhǎng)度指的是包內(nèi)容(指令/數(shù)據(jù))的長(zhǎng)度加上效驗(yàn)和的長(zhǎng)度（即包內(nèi)容長(zhǎng)度+2）。0x07表示是應(yīng)答包，可以跟后續(xù)包。包標(biāo)識(shí)，0x01表示是命令包，0x02表示是數(shù)據(jù)包(Data packet),且有后續(xù)包。地址默認(rèn)值為0xffffffff, 用戶可通過(guò)指令生成新地址，模塊會(huì)拒絕地址錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包。對(duì)于多字節(jié)的，高字節(jié)在前低字節(jié)在后。因此系統(tǒng)的整體程序設(shè)計(jì)就圍繞系統(tǒng)的三種功能，用ADC鍵盤(pán)輸入密碼來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于三種功能的選擇，因此系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是對(duì)三種功能的設(shè)計(jì)。 整體程序流程圖基于指紋識(shí)別的電子鎖系統(tǒng)圍繞指紋圖像采集、識(shí)別主要實(shí)現(xiàn)三種功能，指紋登陸、驗(yàn)證指紋、記錄查詢。 繼電器的常閉端接有一個(gè)指示燈，指示繼電器的吸合狀態(tài)，當(dāng)繼電器吸合時(shí)指示燈熄滅，沒(méi)有吸合時(shí)指示燈亮。自感電壓與電源電壓之和對(duì)二極管來(lái)說(shuō)卻是正向偏壓，使二極管導(dǎo)通形成環(huán)流。它與電源電壓疊加后加到控制繼電器線圈的三極管的發(fā)射極和集電極兩極上，使發(fā)射結(jié)有可能被擊穿。電子鎖以及系統(tǒng)5V供電電路如圖36所示：圖36 電子鎖以及系統(tǒng)5V供電電路 單片機(jī)I/O口的輸出電流比較小，因此在單片機(jī)的控制引腳輸出端接一個(gè)三極管，繼電器的吸合電流就是三極管的集電極電流，三極管的基極電流=集電極電流/放大倍數(shù)，為保證繼電器工作穩(wěn)定，可以讓基極電流為計(jì)算值的2倍左右。該引腳有兩個(gè)功能：第一，CE開(kāi)始控制字訪問(wèn)移位寄存器的控制邏輯；其次，CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?。?dāng)Vcc2Vcc+，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2 Vcc時(shí)，由Vcc向DS1302供電。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄，因此非常適用于系統(tǒng)中記錄指紋鎖系統(tǒng)一些動(dòng)作的時(shí)間?！?。PSB端口為液晶串口/并口控制的選擇端 口，該系統(tǒng)中液晶采用并口控制，PSB接高電平圖34 液晶12864接口電路 DS1302電路系帶有時(shí)間顯示和記錄功能，采用時(shí)鐘芯片DS1302來(lái)實(shí)現(xiàn)，DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。液晶的控制引腳RS(CS)、R/W(SID)、E(SCLK)分別接單片機(jī)的PCPCPC5引腳。系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時(shí)，液晶只需要顯示時(shí)間以及提示信息，系統(tǒng)采用獨(dú)立的電源供電，對(duì)于電路的耗電必須做嚴(yán)格的控制，因此在無(wú)用戶進(jìn)行操作的空閑狀態(tài)，液晶不需要開(kāi)背光。 液晶RX12864ZW電路RX12864ZW是自帶中文標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)（控制芯片ST7920）圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128X64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成，可完成圖形顯示，也可以顯示8X4個(gè)（16X16點(diǎn)陣漢字），在該系統(tǒng)與單片機(jī)采用并行控制。第一個(gè)問(wèn)題主要可以通過(guò)硬件電路或者軟件解決，按圖32所示，每個(gè)電阻的阻值都為10K，16個(gè)按鍵依次按下時(shí)輸出電壓分別為電源電壓VCC的1/12/13/116/17,不同按鍵按下時(shí)輸出電壓區(qū)分比較明顯。ADC鍵盤(pán)電路如圖33所示：圖33 ADC鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)ADC鍵盤(pán)電路時(shí)主要有兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)是電阻阻值問(wèn)題，即如何讓不同的按鍵按下之后，輸出電壓的差值盡可能大，以便于區(qū)分。：圖32 指紋模塊及電壓轉(zhuǎn)換模塊電路 ADC鍵盤(pán)電路 系統(tǒng)的4x4鍵盤(pán)采用的是ADC鍵盤(pán)，如果采用普通4x4鍵盤(pán)需要八個(gè)I/O口控制，會(huì)對(duì)單片機(jī)的引腳占用過(guò)多，如果采用ADC鍵盤(pán)只需要一個(gè)AD轉(zhuǎn)換的I/O口即可檢測(cè)，并且ATmega16自帶AD轉(zhuǎn)換，容易實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)檢測(cè)功能。模塊通過(guò)串行通訊接口，：模塊數(shù)據(jù)發(fā)送腳（2腳TD）接上位機(jī)的數(shù)據(jù)接收端（RXD）, 模塊數(shù)據(jù)接收腳（3腳RD）接上位機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端（TXD）。并且面對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合，用戶可自行設(shè)定不同安全等級(jí)。無(wú)需具備指紋識(shí)別專業(yè)知識(shí)即可應(yīng)用。 指紋模塊ZFM206電路ZFM206系列光學(xué)指紋模塊以高性能高速DSP處理器AS601為核心，結(jié)合光學(xué)指紋傳感器，在無(wú)需上位機(jī)參與管理的情況下，具有指紋錄入、圖像處理、指紋比對(duì)、搜索和模板儲(chǔ)存等功能的智能型模塊。ISP程序下載的接口電路，方便之后用ISP下載線下載程序進(jìn)行編譯調(diào)試。 ATmega16單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) 基于指紋識(shí)別的電子鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)是ATmega16，在總體電路中，單片機(jī)部分電路只設(shè)計(jì)外圍經(jīng)典電路即可，包括復(fù)位電路、晶振電路、ISP下載電路幾部分，電路設(shè)計(jì)如圖31所示：圖31 單片機(jī)及其外圍電路外部復(fù)位由外加于RESET 引腳的低電平產(chǎn)生。 系統(tǒng)總體框架基于指紋識(shí)別的電子鎖系統(tǒng)主要以指紋模塊ZFM206SA、單片機(jī)ATmega1ADC鍵盤(pán)、液晶RX12864ZW、時(shí)鐘芯片