单片机的指纹锁控制系统设计
【】本课题以嵌入式智能指纹锁当作研究目标，设计了一款智能指纹锁控制系统，能够实现指纹信息读取、判别、密码输入、密码修改以及报警功能，配合单片机最小电路以及液晶屏显示电路、蜂鸣器电路、数据存储电路设计和FPM10A指纹识别电路等电路完成了各个功能对应的系统硬件。为了实现嵌入式系统的特征，本论文在系统硬件上尽量使用外形体较小并以最大程度的压缩电路空间等方式，将该款智能指纹锁控制系统的外形做到最小，完成了便携式特性。在软件的开发方面，本课题使用的是边编写边断点调试的开发模式，特别大的增加了对软件结构的开发速度，并且提升了目标代码的合理性，降低了BUG代码段的出现概率。
目录
一、引言 1
（一） 指纹锁的发展背景 1
（二） 指纹锁的发展现状 1
（三） 主要内容 1
二、方案设计及元器件选择 2
（一） AT89C51单片机简介 2
（二） FPM10A型指纹识别模块简介 2
（三） LCD1602液晶显示器简介 3
（四） 有源蜂鸣器简介 3
（五） 继电器简介 3
（六） AT24C02型EEPROM简介 3
三、系统硬件设计 4
（一） 智能指纹锁系统框图设计 4
（二） 最小系统电路设计 4
（三） FPM10A型指纹识别电路设计 5
（四） RTC时间产生电路设计 6
（五） 门锁启闭电路设计 6
（六） 液晶显示电路设计 6
（七） 报警电路设计 7
（八） 密码存储电路设计 7
（九） 按键电路设计 8
四、系统软件设计 8
（一） 智能指纹锁的主程序流程设计 8
（二） LCD1602液晶驱动流程设计 9
（三） 门锁驱动流程设计 9
（四） AT24C02型EEPROM流程设计 10
五、实物调试 11
六、结束语 13
参考文献 14
致 谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
附录三 元件列表 18
附录四 源程序 20
引言
指纹锁的发展背景
通说所说的基于51单片机的智能指纹锁控制系统事实上就是指通过C语言或其它较长使用的底层语言来编写代码，并通过编译器生成目标代码之后，下载到51单片机芯片之后进行指令执行的一种系统，本课题研究的该系统亦符合这类特性，它在内部以51单片机最小系统作为核心部分，并在外部电路上构建采集电路、传感电路、按键电路和液晶电路等，通过51单片机的控制，完成所有功能，该智能指纹锁控制系统以C语言等最接近硬件的语言来完成对电路控制，能够以最大的效率执行各项功能。
本课题将要研发的是用微处理器来操控的一种智能指纹锁控制系统，通过对这种系统的特征和如今市面上最高端的款式做探究和分析后，制定出一种适合这次毕业设计来设计的系统，通过调研可以发现这类应用主控芯片实现的智能指纹锁控制系统的功效普遍高于其他类型的智能指纹锁系统，这不仅体现在其超高的性价比上，更在于系统所表现出来的指标等方面。当前市面上的智能指纹锁控制系统主要是以微处理器当作控制核心的，当然在工业环境也有选用CPLD或者PLC控制器等控制器来实现的。现如今单片机市场呈现出的功效不断上升而价格不断下降趋势使得选用单片机作为主控器件来配置智能指纹锁控制系统，是最为明智的选择，通过高性能主控芯片来实现的智能指纹锁系统不单单符合现如今比较流行的低功耗理念，更对提升系统的总体性价比具备特别重要的意义。
指纹锁的发展现状
经过对电子器件市场上现存的智能指纹锁控制系统进行了一次完全调研之后能够得出一个结论，与之相关的不论是半成品模块还是完整产品，国产与进口之间的成本不在同一水平上，国产产品比进口产品的价格低好几个档次，通过现场询问以及提供的官方资料查阅之后可以发现，在应用环境和很多的参数精度上，国产产品要比进口产品的性能低，可想在智能指纹锁系统的重点技术掌握方面，国内的设计厂家还没有走在时代的前列。通过对中国知网上的期刊文献进行查看，前段时间美国芝加哥大学一个和智能指纹锁系统相关的研究小组发布了一条公告，宣布他们最新推出了一种专门用作完成智能指纹锁控制系统进行数据采集的高性能传感模块，这款智能传感器集合了多种探头，通过这种类型的传感模块的工作能够为系统提供多个上的采集数据而且通过传感模块里面主控器的处理，将这些数据进行整合和提取，将底层数据中有效的信号提取出来送入到信息层并且通过高速SPI接口送出，这种类型的高性价比传感器件的推出将意味着对于智能指纹锁控制系统的设计又取得了一大进步。
主要内容
本设计主要对一款智能指纹锁控制系统进行了研发和设计，采用了AT89C51单片机来作为这个电子系统的主控器件并结合其它的必要电路完成了这款器件的所有功效和指标，下列为本课题所要配置的内容和效果。
设计内容：
（1）配置显示电路，通过单片机对LCD1602液晶屏电路的驱动从而实现参数的显示；
（2）设计报警电路，通过有源蜂鸣器实现报警声的产生；
（3）设计继电器电路，并通过MOS管对继电器进行驱动；
（4）设计AT24C02型EERPOM电路，使得系统能够在掉电情况下对数据进行保存；
（5）设计FPM10A型指纹识别模块电路，通过该电路实现对指纹图案的识别和检测；
实现功能：
（1）能够在AT89C51单片机的驱动下实现对相关参数的显示功能；
（2）能够在AT89C51单片机的高低电平驱动下实现蜂鸣器的启动或关闭，实现报警信号的产生；
（3）能够实现单片机对继电器内部触点的闭合和断开控制；
目录
一、引言 1
（一） 指纹锁的发展背景 1
（二） 指纹锁的发展现状 1
（三） 主要内容 1
二、方案设计及元器件选择 2
（一） AT89C51单片机简介 2
（二） FPM10A型指纹识别模块简介 2
（三） LCD1602液晶显示器简介 3
（四） 有源蜂鸣器简介 3
（五） 继电器简介 3
（六） AT24C02型EEPROM简介 3
三、系统硬件设计 4
（一） 智能指纹锁系统框图设计 4
（二） 最小系统电路设计 4
（三） FPM10A型指纹识别电路设计 5
（四） RTC时间产生电路设计 6
（五） 门锁启闭电路设计 6
（六） 液晶显示电路设计 6
（七） 报警电路设计 7
（八） 密码存储电路设计 7
（九） 按键电路设计 8
四、系统软件设计 8
（一） 智能指纹锁的主程序流程设计 8
（二） LCD1602液晶驱动流程设计 9
（三） 门锁驱动流程设计 9
（四） AT24C02型EEPROM流程设计 10
五、实物调试 11
六、结束语 13
参考文献 14
致 谢 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
附录三 元件列表 18
附录四 源程序 20
引言
指纹锁的发展背景
通说所说的基于51单片机的智能指纹锁控制系统事实上就是指通过C语言或其它较长使用的底层语言来编写代码，并通过编译器生成目标代码之后，下载到51单片机芯片之后进行指令执行的一种系统，本课题研究的该系统亦符合这类特性，它在内部以51单片机最小系统作为核心部分，并在外部电路上构建采集电路、传感电路、按键电路和液晶电路等，通过51单片机的控制，完成所有功能，该智能指纹锁控制系统以C语言等最接近硬件的语言来完成对电路控制，能够以最大的效率执行各项功能。
本课题将要研发的是用微处理器来操控的一种智能指纹锁控制系统，通过对这种系统的特征和如今市面上最高端的款式做探究和分析后，制定出一种适合这次毕业设计来设计的系统，通过调研可以发现这类应用主控芯片实现的智能指纹锁控制系统的功效普遍高于其他类型的智能指纹锁系统，这不仅体现在其超高的性价比上，更在于系统所表现出来的指标等方面。当前市面上的智能指纹锁控制系统主要是以微处理器当作控制核心的，当然在工业环境也有选用CPLD或者PLC控制器等控制器来实现的。现如今单片机市场呈现出的功效不断上升而价格不断下降趋势使得选用单片机作为主控器件来配置智能指纹锁控制系统，是最为明智的选择，通过高性能主控芯片来实现的智能指纹锁系统不单单符合现如今比较流行的低功耗理念，更对提升系统的总体性价比具备特别重要的意义。
指纹锁的发展现状
经过对电子器件市场上现存的智能指纹锁控制系统进行了一次完全调研之后能够得出一个结论，与之相关的不论是半成品模块还是完整产品，国产与进口之间的成本不在同一水平上，国产产品比进口产品的价格低好几个档次，通过现场询问以及提供的官方资料查阅之后可以发现，在应用环境和很多的参数精度上，国产产品要比进口产品的性能低，可想在智能指纹锁系统的重点技术掌握方面，国内的设计厂家还没有走在时代的前列。通过对中国知网上的期刊文献进行查看，前段时间美国芝加哥大学一个和智能指纹锁系统相关的研究小组发布了一条公告，宣布他们最新推出了一种专门用作完成智能指纹锁控制系统进行数据采集的高性能传感模块，这款智能传感器集合了多种探头，通过这种类型的传感模块的工作能够为系统提供多个上的采集数据而且通过传感模块里面主控器的处理，将这些数据进行整合和提取，将底层数据中有效的信号提取出来送入到信息层并且通过高速SPI接口送出，这种类型的高性价比传感器件的推出将意味着对于智能指纹锁控制系统的设计又取得了一大进步。
主要内容
本设计主要对一款智能指纹锁控制系统进行了研发和设计，采用了AT89C51单片机来作为这个电子系统的主控器件并结合其它的必要电路完成了这款器件的所有功效和指标，下列为本课题所要配置的内容和效果。
设计内容：
（1）配置显示电路，通过单片机对LCD1602液晶屏电路的驱动从而实现参数的显示；
（2）设计报警电路，通过有源蜂鸣器实现报警声的产生；
（3）设计继电器电路，并通过MOS管对继电器进行驱动；
（4）设计AT24C02型EERPOM电路，使得系统能够在掉电情况下对数据进行保存；
（5）设计FPM10A型指纹识别模块电路，通过该电路实现对指纹图案的识别和检测；
实现功能：
（1）能够在AT89C51单片机的驱动下实现对相关参数的显示功能；
（2）能够在AT89C51单片机的高低电平驱动下实现蜂鸣器的启动或关闭，实现报警信号的产生；
（3）能够实现单片机对继电器内部触点的闭合和断开控制；
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