【正文】 存 器P 3 口寄 存 器P 1 . 0 P 1 . 7 P 3 . 0 P 3 . 7P 0 . 0 P 0 . 7 P 2 . 0 P 2 . 7V c cG N DP S E NA L E / P R O GE A / V p pR S TS C O N T M O D T M O DP C O NT H 0 T L 0 T H 1 T L 1S B U F( T X )S B U F( R X )I PI E中 斷 、 串 行 口和 定 時(shí) 器 模 塊 11 儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過 256KB 時(shí)， P2口用作高 8 位地址總線。對(duì)于 52 子系列， 與 還有第二功能， 可作為 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2， 可用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的外部控制端 T2EX。在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)， P0 口分時(shí)復(fù)用為底 8 位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 5. P0 口 ： ~ 統(tǒng)稱為 P0 口。在單片機(jī)的內(nèi)部，它是片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳接地；對(duì)于 CHMOS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 3. XTAL1：接外部石英晶體的一端。 10 圖 23 8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) MCS 8051 單片機(jī)引腳功能 引腳功能 如下： 1. VCC：接 +5V 電源正端。 ： 5 個(gè)中斷源（外中斷 2個(gè)，定時(shí) /計(jì)數(shù)中斷 2 個(gè)， 串行中斷 1個(gè)） 。 I/O 口： 4個(gè) 8位的 I/O 口 P0、 P P P3。 ROM： 4KB 掩膜 ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如下 ： CPU： 8位，運(yùn)算和控制功能 。片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ EPROM）和128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)寄 存器（ RAM），器件采用標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8 位中央處理器（ CPU）和 FLASH 存儲(chǔ)單元。 綜上所訴，通過比較兩種方案，本次設(shè)計(jì)擬采用以 Intel 公司的 8051 單片機(jī)為核心的單片機(jī)控制方案，利用單片機(jī)豐富的 I/O 端口和靈活的編程設(shè)計(jì)及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本密碼鎖功能。方案二提出的使用單片機(jī)為核心控制的方案，利用單片機(jī)豐富的 I/O 端口和靈活的編程設(shè)計(jì)，不但能實(shí)現(xiàn)密碼鎖的功能，而且控制準(zhǔn)確性高，外圍電路少 硬件電路簡(jiǎn)單，方便靈活，調(diào)試簡(jiǎn)單不易出錯(cuò)，體積小成本 低也利于現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)，具有較高的實(shí)際意義和實(shí)用價(jià)值。這鐘方法設(shè)計(jì)的密碼鎖電路大致包含：按鍵輸入、密碼核對(duì)、密碼修改、開鎖電路、錯(cuò)誤提示電路等功能模塊。 系統(tǒng) 框圖參考圖 21。 附加一些簡(jiǎn)單的外圍電路，利用單片機(jī)的一個(gè) I/O端口組成 8 4 4鍵盤作為輸入電路，利用單片機(jī)內(nèi)部的隨機(jī)存儲(chǔ)器（ RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ ROM）及其引腳資源，外接液晶顯示（ LED），鍵盤輸入等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理傳輸和顯示功能，基本上能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo) 。 數(shù)字電路密碼鎖系統(tǒng)框圖 如下 所示： 密碼修改電路鍵盤輸入密碼校驗(yàn)電路開鎖電路 執(zhí)行電路限時(shí)報(bào)警報(bào)警次數(shù) 鎖定時(shí)間開鎖開始Y 3脈沖鎖定市電供電電路電子切換開關(guān)斷電檢測(cè)充電電路蓄電池電源 V C C5 V220 V 圖 22 數(shù)字電路 密碼鎖系統(tǒng)框圖 單片機(jī) 控制 密碼鎖方案 選用單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心部件，實(shí)現(xiàn)控制與處理的功能。同樣密碼開鎖時(shí)，密碼保存在 JK 觸發(fā)器中，與輸入密碼通過比較器比較，判斷結(jié)果是否相符合。從整體上看，數(shù)字電路可以分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩大類。邏輯門是數(shù) 字邏輯電路的基本單元。由于它具有邏輯運(yùn)算和邏輯處理功能，所以又稱數(shù)字邏輯電路。 80 C 51指紋識(shí)別模塊鍵盤輸入開鎖模塊密碼存儲(chǔ)報(bào)警模塊顯示模塊磁卡識(shí)別讀卡器晶振電路復(fù)位電路 圖 21 系統(tǒng)框架 圖 設(shè)計(jì)方案的選擇 利用所學(xué)的電子技術(shù)知識(shí)和電子設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出一個(gè)電子密碼鎖有 以下兩種基本方案可以選擇。 8. 密碼 輸錯(cuò)三次以后報(bào)警并且鎖死鍵盤 。 6. 要求密碼可更改。 5. 密碼輸入正確，正確指示等亮。 3. 密碼忘記 是可 重置 密碼，強(qiáng)行將密碼更換為原始密碼。 6 第 2 章 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)總體 設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 功能描述 密碼鎖 功能如下： 1. 在 指紋不匹配之前鎖死鍵盤 ， 不允許輸入密碼 。 另外，磁卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性一般較低，如磁卡不小心接觸磁性物質(zhì)就可能造成數(shù)據(jù)的丟失或混亂，要提高磁卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性能，就必須采用另外的相關(guān)技術(shù)，增加成本 。每年有 100 多億張磁卡在各種應(yīng)用中使用，而應(yīng)用的范圍在不斷擴(kuò)大中。兩種理想的應(yīng)用正在流行起來，一是電話卡，一是多次使用的交通票證。這種卡片是事先付款的，在卡中編碼 一定的貨幣價(jià)值，用戶使用它來購(gòu)買商品或服務(wù)。一種快 速發(fā)展的應(yīng)用是在政府福利服務(wù)中使用磁卡來批準(zhǔn)和支付福利金、食品卡 和 其它服務(wù)。 磁卡識(shí)別 的應(yīng)用 磁卡的使用已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了。這些公式還表明：輸出電壓正比記錄電流；輸出電壓正比于信號(hào)頻率；輸出電壓得到 90176。由于 By ∝ dbx/dt,e ∝ By ，所以， e=K2Iwcoswt 。設(shè) N 為線圈的匝數(shù)， m 為與工作磁頭鐵芯的大小和磁性有關(guān)的系數(shù)，則環(huán)形工作磁頭繞組中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： e=2π fWmNφ rmcos2π ft 因?yàn)樵诠ぷ鞔爬@組中所感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)正比于磁通的變化率，即電動(dòng)勢(shì) e ∝ By ∝ 頻率 f 。 而磁頭是用高導(dǎo)磁系數(shù)的軟磁材料制成的鐵芯，上面纏有繞組線圈，磁頭前面有一條很窄的縫隙，這時(shí)進(jìn)入工作磁頭的磁卡磁通量而言，可以看作是兩個(gè)并聯(lián)的有效磁阻，即空隙的磁阻和磁頭鐵芯的磁阻。 在 Br=2π f/vφ rmcos2π ft 的情況下，綜合 Br 和 e 的關(guān)系式，得到 e=2π fW 5 φ rmcos2π ft 。金屬直線與磁卡緊貼，方向垂直于磁卡運(yùn)行方向，磁卡運(yùn)行時(shí)，金屬直線切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的大小與切割的磁力線成正比。當(dāng)然，也要求在磁卡工作中被記錄信號(hào)有較寬的頻率響應(yīng)、較小的失真和較高的輸出電平。 2. 工作原理 磁卡上面剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Br 在磁卡工作過程中起著決 定性的作用。當(dāng)信號(hào)電流最大時(shí)，縱向磁通密度也達(dá)到最大。其最后結(jié)果可以看作磁卡上從 N 到 S 再返回到 N 的一個(gè)波長(zhǎng)，也可以看作是同極性相接的兩塊磁棒。如果電流信號(hào)（或者說磁場(chǎng)強(qiáng)度）按正弦規(guī)律變化，那么磁卡上的剩余磁通也同樣按正弦規(guī)律變化。如果記錄信號(hào)電流隨時(shí)間而變化，則當(dāng)磁卡上的磁性體通過空隙時(shí)（因?yàn)榇趴ɑ虼蓬^是移動(dòng)的），便隨著電流的變化而不同程度地被磁化。在記錄時(shí)，磁卡的磁性面以一定的速度移動(dòng)，或記錄磁頭以一定的速度移動(dòng)，并分別和記錄磁頭的空隙或磁性面相接觸。 磁卡識(shí)別技術(shù) 原理 1. 記錄原理 記錄磁頭由內(nèi)有空隙的環(huán)形鐵芯和繞在鐵芯 上的線圈構(gòu)成。因此，指紋化產(chǎn)品呈現(xiàn)出廣闊的市場(chǎng)開發(fā)前景和巨 大的利潤(rùn)空間?！吧钪讣y化”是人們不可置身于外的生活現(xiàn)實(shí)。 指紋行業(yè)是一個(gè)新興的行業(yè)，本身具有很高的科技含量，相對(duì)利潤(rùn)高發(fā)展前景廣闊。 登錄和計(jì)算機(jī)信息安全 Windows 本身提供了一定的安全機(jī)制，前面我們已經(jīng)提及其存在的問題，如果利用指紋來進(jìn)行加密，其安全性將大大提高，并且極大地方便了用戶，用戶不需要手工輸入密碼，只需將手指放在采集儀上，不到一秒鐘即可通過驗(yàn)證（合法用戶） 。如果采用指紋加密，將會(huì)大大提高金庫(kù)的安全性。對(duì)顧客來說，他 /她也不用擔(dān)心丟失鑰匙或卡片而帶來一些不必要的麻煩，也不要攜帶一些額外的東西。以賓館為例，我們可以對(duì)每位顧客在他 /她登記的時(shí)候?yàn)槠洳杉讣y模板，使其在登記住宿期間能有權(quán)限打開其登記的房間的門，期滿后即可注銷其指紋模板，他 /她就沒有權(quán)限再使用該房間了。如果采用傳統(tǒng)的鑰匙＋鎖的方式，因?yàn)檫M(jìn)入的人比較多，并且一些人只在一段時(shí)間內(nèi)有權(quán)限，這樣鑰匙很容易被人復(fù)制，并且攜帶也不方便，還容易丟失，這都給用戶帶來了一些額外的負(fù)擔(dān)；如果采用 IC 卡，也存在這樣的問題。如果利用指紋作 為個(gè)人身份的標(biāo)識(shí)，以此來進(jìn)行考勤，則可以很好地避免代人打卡這種現(xiàn)象，并且也方便了員工考勤，考勤時(shí)不需要任何卡片，只需將手指放在指紋采集儀上，幾秒鐘就能輕輕松松地完成考勤。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 半導(dǎo)體傳感器的出現(xiàn)，指紋識(shí)別系統(tǒng)的價(jià)格也不斷下降，使得過去高 3 高在上的指紋識(shí)別技術(shù)，終于走入了市場(chǎng)廣大的普通民用領(lǐng)域，下面是一些 AFIS 應(yīng)用的例子。每個(gè)指紋都有幾個(gè)獨(dú)一無二、可測(cè)量的特征點(diǎn)，每個(gè)特征點(diǎn)都有大約 5~7 個(gè)特征，我們的十個(gè)手指產(chǎn)生最少 4900 個(gè)獨(dú)立可測(cè)量的特征，這足以說明指紋識(shí)別是一個(gè)更加可靠的鑒別方式。但指紋識(shí)別算法最終都?xì)w結(jié)為在指紋圖像 上找到并比對(duì)指紋的特 征。與人工處理不同，許多生物識(shí)別技術(shù)公司并不直接存儲(chǔ)指紋圖像 。目前來說指紋識(shí)別的技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，我們不僅在門禁、考勤系統(tǒng)中可以看到指紋識(shí)別技術(shù)的身影，市場(chǎng)上有了更多指紋識(shí)別的應(yīng)用：如筆記本電腦、手機(jī)、汽車、銀行支付都可應(yīng)用指紋識(shí)別的技術(shù)。 而且我們擁有 三 種開鎖方式，對(duì)于我們生活工作中的正常的使用有更大的 安全性 和 適用性 。由于門鎖的開啟是由指紋信息來確定，而個(gè)人的指紋信息是獨(dú)一無二的，一般難以被盜與仿制，因此我相信我們所設(shè)計(jì)的 磁卡 指紋防盜鎖的安全性是有保證的。 同樣的 也必須擁有通行磁卡才可以開鎖。同樣本次設(shè)計(jì)同樣要采用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而單片機(jī)給我們的各領(lǐng)域都帶來的巨大的變化，現(xiàn)在從飛機(jī)大炮到電子產(chǎn)品都離不開單片機(jī)，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。它是把中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、輸入 /輸出端口 （ I/0）等主要計(jì)算機(jī)功能部件 2 都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。隨著新技術(shù)的發(fā)展，安全性能較差的磁卡有逐步被取代的趨勢(shì)，但是，現(xiàn)有條件下，社會(huì)上仍然存在大量的磁卡設(shè)備，再加上磁卡技術(shù)的成熟和低成本，在短期內(nèi)，磁卡技術(shù)仍然會(huì)在許多領(lǐng)域應(yīng)用。磁條的特點(diǎn)是： 1. 數(shù)據(jù)可讀寫，即具有現(xiàn)場(chǎng)改變數(shù)據(jù)的能力； 2. 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)一般能滿足需要； 3. 使用方便、成本低廉。它由高強(qiáng)度、耐高溫的塑料或紙質(zhì)涂覆塑料制成 ,能防潮、耐磨且有一定的柔韌性，攜帶方便、使用較為穩(wěn)定可靠。 同 是由于 對(duì) 舒適性 以及 成本 的 要求 ， 磁卡鎖的發(fā)展也非常的迅速。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和指紋識(shí)別技術(shù)的迅速成熟，物美價(jià)廉的指紋識(shí)別產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于商業(yè)市場(chǎng)同時(shí)逐漸進(jìn)入家庭。為了有效地的 保護(hù) 信息資料，財(cái)產(chǎn)的安全生物識(shí)別技術(shù)的安全系數(shù)較傳統(tǒng)意義上的身份驗(yàn)證機(jī)制有了很大提高，越來越得到社會(huì)的重視。 3. 方便使用者，減少或消除了使用卡、鑰匙的麻煩。生物識(shí)別技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要有： 1. 減少、消除身份假冒進(jìn)行真實(shí)身份的確認(rèn) 。 the LCD ； Password lock III 目錄 摘要 ..................................................................... I Abstract ................................................................ II 第 1章 概述 .............................................................. 1 主要研究領(lǐng)域以及研究背景 .......................................... 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) .................................................... 1 指紋識(shí)別簡(jiǎn)介 ...................................................... 2 指紋識(shí)別技術(shù)原理 ............................................. 2 指紋識(shí)別的應(yīng)用 ............................................... 2 指紋識(shí)別的發(fā)展 ............................................... 3 磁卡識(shí)別技術(shù) ...................................................... 4 磁卡識(shí)別技術(shù)原理 ............................................. 4 磁卡識(shí)別的應(yīng)用 ............................................... 5 磁卡識(shí)別的發(fā)展 ............................................... 5 第 2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .................................................. 6 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ...............