毕业设计(论文)-基于51单片机的指纹识别

基于单片机指纹识别系统的设计任务书课程设计题目：指纹识别功能简述：1)根据所学的知识和能力，设计程序可以实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹。

2)利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态，识别状态,清楚状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息。

3)利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确目录第一章绪论…………………………………………………….. 1．1、指纹识别中的基本概念…………………………………1.2 指纹识别的发展前景………………………………………1.3、指纹识别课题设计的内容与意义……………………….. 第二章方案选择………………………………………………2.1 系统原理图设计……………………………………………2.2方案说明………………………………………………………2.3 方案比较……………………………………………………2.4 方案选择………………………………………………………第三章硬件设计………………………………………………3．1 AT89C52单片机设计………………………………………3.2 电源电路设计………………………………………………3.3 按键控制部分电路…………………………………………3.4 LED指示灯电路…………………………………………3.5 蜂鸣器电路………………………………………………3.6 指纹传感器模块…………………………………………第四章软件程序设计………………………………………….4.1程序流程图…………………………………………………4.2程序…………………………………………………………. 第五章调试……………………………………………………5.1硬件调试…………………………………………………….5.2软件调试……………………………………………………摘要随着时代的发展，社会越来越需要高效、可靠的身份识别系统传统的个人身份鉴别手段如钥匙、口令、密码、身份证件，甚至IC卡等识别方式，由于它们具有可假冒、可伪造、可盗用、可破译的弱点，已不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防范的需要。

基于单片机指纹识别系统设计一、引言随着科技的不断发展，身份识别技术在各个领域的应用越来越广泛。

传统的身份识别方式，如密码、钥匙等，存在着容易丢失、遗忘、被窃取等安全隐患。

而指纹识别作为一种生物识别技术，具有唯一性、稳定性和便捷性等优点，逐渐成为了身份识别领域的主流技术之一。

单片机作为一种微型计算机系统，具有体积小、成本低、性能可靠等特点，被广泛应用于各种控制系统中。

本文将介绍一种基于单片机的指纹识别系统的设计方案，旨在为相关领域的研究和应用提供参考。

二、系统总体设计（一）系统功能需求本指纹识别系统主要实现以下功能：1、指纹采集：能够采集用户的指纹图像。

2、指纹处理：对采集到的指纹图像进行预处理、特征提取和匹配等操作。

3、存储管理：能够存储用户的指纹模板，并对其进行有效的管理。

4、显示输出：能够将识别结果通过显示屏输出给用户。

5、通信接口：具备与其他设备进行通信的接口，如USB、蓝牙等。

（二）系统总体结构系统主要由指纹采集模块、单片机控制模块、指纹处理模块、存储模块、显示模块和通信模块等组成。

指纹采集模块负责采集用户的指纹图像，并将其传输给单片机控制模块。

单片机控制模块对采集到的指纹图像进行控制和处理，将处理结果传输给指纹处理模块进行进一步的分析和处理。

指纹处理模块完成指纹的特征提取和匹配等操作，并将结果返回给单片机控制模块。

存储模块用于存储用户的指纹模板和相关数据。

显示模块用于显示识别结果和系统状态等信息。

通信模块用于实现系统与其他设备之间的数据传输和通信。

三、硬件设计（一）指纹采集模块指纹采集模块是整个系统的关键部分，其性能直接影响到系统的识别准确率和速度。

目前，常用的指纹采集技术主要有光学式、电容式和超声波式等。

本系统采用电容式指纹采集模块，其具有体积小、分辨率高、采集速度快等优点。

（二）单片机控制模块单片机控制模块是整个系统的核心部分，负责对系统的各个模块进行控制和协调。

本系统采用 STM32 系列单片机，其具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，能够满足系统的控制需求。

目录1引言 (1)1.1指纹识别简介 (1)1.1.1指纹识别原理 (1)1.1.2指纹识别应用 (2)1.1.3指纹识别技术的发展 (2)1.2系统设计的目的 (3)1.3课题背景 (3)2整体设计方案 (4)2.1系统总体设计 (4)2.1.1系统功能描述 (4)2.1.2系统总体框架 (4)2.2系统核心部件单片机 (5)2.2.1单片机的选择 (5)2.2.2ATMEG16单片机的介绍 (7)2.2.3单片机的复位电路 (9)2.2.4ATMEG16最小系统及晶振的选择 (10)2.3液晶显示模块 (11)2.3.1HS12864-15C系列液晶的特点 (11)2.3.2HS12864-15C系列液晶的引脚功能 (12)2.3.3液晶显示HS12864-15C的指令系统 (13)2.4电源和指纹模块 (13)2.4.1ZAZ-010系列独立式指纹识别模块引脚功能 (14)2.4.2ZAZ-010系列指纹识别模块指令系统 (15)2.4.3电源模块 (17)3系统软件的设计 (19)3.1系统程序工作分析 (19)3.2设计前准备工作 (19)3.3单片机的程序设计 (20)3.3.1键盘管理程序设计流程 (22)3.3.2LCD显示模块程序设计流程 (22)3.3.3指纹通信模块的程序设计流程 (23)4实物的制作与调试 (24)4.1电路的焊接 (24)4.2电路和程序的调试 (25)4.2.1单片机的程序下载 (25)4.2.2串口调试 (25)4.2.3液晶键盘调试 (26)结论 (27)参考文献 (28)附录1：串口调试子程序 (29)附录2：整体源程序 (31)附录3：硬件电路图 (48)致谢 (49)1引言我们今天的工作生活中，很多的场合都需要身份的认证，而传统的基于标志的身份认证技术由于受到证件伪造以及密码破解等手段的威胁，逐渐表现得有些力不从心。

怎样保护自己的重要文件资料，如何保证自己的隐私不被泄露？在传统的身份认证中，我们往往使用密码加密法，但是这种方法只是"防君子不防小人"。

身体识别系统的研究（硬件）摘要随着生活方式的改变，现在越来越多的场合需要通过身份识，从而来验证一个人是否可以进行某个操作，或者记录下某个人的操作记录等。

由于应用上的实用性及可行性，所以指纹识别相关技术制成的系统，成为现代生活中使用最可靠、最流行、最广泛的个人身份认证方式之一，并且己在社会生活的方方面面得到广泛应用。

指纹识别技术之所以能被广泛应用在生活各个方面，这也主要归功于指纹的独特性：指纹是独一无二的，世界上几本不存在相同的指纹；另外，指纹样本相对易于采集、便于开发、难以伪造、实用性强，并且可以利用一个人的多个指纹一系列的指令系统，以此来提高系统的安全性；加之，指纹与人的个体是密不可分的，难以造假，几本不会出现被盗用的情况；以上得天独厚的特点做指纹识别技术受到大众的广泛欢迎。

近几年来，指纹相关产品在当今社会中的应用已日益普遍，人们的新时代生活方式正在因为指纹技术的发展而日益更新着。

本文介绍了一个身份识别系统，该系统核心技术是指纹识别技术，通过指纹识别设计的一个考勤系统，系统中有查询学号，查询时间，指纹录入，指纹采集等众多功能。

本文主要分别通过系统各个模块，如：主控制单片机芯片，存储模块，指纹模块，LCD12864模块、时钟模块等，外加上位机的实现，来介绍该身份识别系统技术要点，是如何实现身份识别的整个完整的系统工作流程。

另外，本文也介绍了整个系统的制作流程。

关键词：单片机，指纹识别， ZAZ-010，AT24C02存储Research of physical identification system (hardware)AbstractAlong with the change in lifestyle, now more and more occasions of identity is required, as proposed, so as to verify whether a person can perform an action, records or record the actions of one person, and so on.And in many recognition way in the: as people face recognition, IC RF card recognition, password validation, Palm recognition, fingerprint recognition,, fingerprint recognition technology relative Yu other recognition method has many advantage, most important of is, fingerprint recognition technology has is high of practicality and the feasibility, so fingerprint recognition became current social most pop, and most convenient, and most reliable of identity recognition certification way one, and f in social life of aspects get widely application.Fingerprint identification technology has been widely used in all aspects of life, which is mainly due to the uniqueness of fingerprints: fingerprints are unique, the world does not exist on the same fingerprint;In addition, fingerprint samples are relatively easy to collect and facilitate the development, difficult to counterfeit, practicality, and can make use of multiple prints multiple passwords, thereby improving system security;In addition, fingerprints of individual is inextricably linked, it is difficult to fake, unauthorised use of a few does not appear;More superior characteristics of fingerprint identification technology was widely welcomed by the public.In recent years, the fingerprint technology and its application in modern life and work has been more and more widely, our modern way of life is increasingly because of fingerprint technology development updates.This article describes an identity system, the system's main technology is the fingerprint technology, through a fingerprint attendance system, query numbers are in the system, query time, fingerprint, fingerprint collection, and many other features.This article by system individual modules, such as: primary control of single-chip computer chips, storage module, fingerprint module LCD12864 module, clock modules, plus PC realization, for the presentation of the techniques of identification systems, is how to implement identity throughout the DepartmentKeywords: microcontroller, fingerprint identification, ZAZ-010, AT24C02 storage目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 课题的研究现状 (2)1.3 课题研究技术介绍 (3)1.4 设计的主要任务 (4)第2章系统方案设计 (6)2.1 系统总体设计 (6)2.1.1 系统功能描述 (6)2.1.2 系统总体框架 (7)2.2 系统方案选择 (8)2.2.1 身份识别方式选择 (8)2.2.2 单片机主控制芯片选择 (9)2.2.3 指纹模块选择 (10)2.2.4 PC与单片机通讯方式选择 (11)2.2.5 时钟模块及显示模块选择 (11)第3章系统各模块具体功能与实现 (12)3.1 系统单片机控制芯片 (12)3.1.1 系统单片机芯片的介绍 (12)3.1.2 STC12C5A60S2在系统中的作用 (14)3.1.3单片机最小系统电路的实现 (14)3.2指纹模块 (15)3.2.1 指纹模块介绍 (15)3.2.2 ZAZ-010在系统中的作用 (16)3.2.3 指纹模块电路的实现 (17)3.3 系统信息存储模块 (18)3.3.1 AT24C02存储芯片的介绍 (18)3.3.2存储模块在系统中的功能说明 (19)3.3.3存储模块电路实现 (20)3.4电源与显示模块 (21)3.4.1 电源模块的实现与作用 (21)3.4.2 显示模块的实现与作用 (21)3.5键盘，报警提示与串口模块 (23)3.5.1 键盘模块的实现与作用 (23)3.5.2 报警提示模块的实现与作用 (24)3.5.3 串口模块的实现与作用 (25)第4章系统实物制作与调试 (26)4.1 系统电路原理图与PCB版图的设计 (26)4.2 PCB板的制作与电路的焊接 (27)4.3 电路和程序的调试与改进 (28)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录1：系统整体硬件实物图 (32)附录2：系统上位机管理软件 (33)附录3：系统元器件清单 (34)第1章绪论1.1 课题的背景随着社会经济的发展，人们的生活方式也在渐渐地改变着，信息安全对每个人来说都日益重要，而与此同时，当前社会许多不法分子利用各种先进技术进行信息盗窃的案子也数不胜数。

基于51单片机的指纹密码锁设计技术指标1. 引言1.1 概述本文将介绍基于51单片机的指纹密码锁设计技术指标。

随着科技的发展和人们对安全性的要求提高，传统的密码锁已经不能满足大众对安全性和便捷性的需求。

指纹密码锁通过结合指纹识别技术和密码锁工作原理，提供了更加安全可靠，并且便于使用的解决方案。

因此，本文将详细介绍51单片机技术、指纹密码锁设计原理以及基于51单片机的指纹密码锁设计方案，并在最后评估其技术指标和性能。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

首先，引言部分将介绍文章内容的概述、结构以及目的。

其次，单片机技术介绍部分将对51单片机进行概述，包括其特点和在嵌入式系统中的应用。

接着，指纹密码锁设计原理部分将简要介绍指纹识别技术和密码锁工作原理，并评估指纹密码锁的优点与不足。

然后，基于51单片机的指纹密码锁设计方案部分将详细说明系统框架设计、硬件设计要点与考虑因素，以及软件设计流程及功能实现方式。

最后，技术指标及性能评估部分将选择安全性能评估标准与指标，讨论反复使用次数与响应速度的考量，并探讨功耗及电源管理方案。

1.3 目的本文的目的是为读者提供基于51单片机的指纹密码锁设计技术指标。

通过对51单片机技术、指纹密码锁设计原理和基于51单片机的指纹密码锁设计方案进行详细介绍和评估，读者可以了解到该技术在安全性能、便捷性以及系统稳定性等方面的优势和挑战。

同时，本文还将探讨如何衡量技术指标和评估性能，并提供相应解决方案。

2. 单片机技术介绍2.1 51单片机概述51单片机是一种基于哈佛架构的8位单片机，由Intel公司设计。

它采用的是CISC（复杂指令集计算机）架构，具有高的运算速度和强大的功能。

51单片机采用六段流水线结构，在时钟频率达到12MHz时，可以达到每秒执行12,000,000条指令的速度。

2.2 51单片机特点2.2.1 芯片资源丰富：51单片机内置了存储器、输入输出端口、定时器/计数器等多个功能模块，可以满足复杂系统设计需求。

随着现代化各种科学新技术的快速发展，在日常生活中，我们需要各种身份认证和各种密码认证，还有对各种设备配备钥匙，对保险柜安装防盗系统等等，社会的进步，科技的发展，促使传统的安全系统的抵御能力越来越薄弱。

因此，生物特征识别应用而生，开始走进我们身边的各种安全系统，指纹识别作为生物特征识别的一个典型应用已经得到很广泛的应用和认可，指纹特征具有唯一性，是每个人终生不变的特征之一，并且各个人的各个指纹都不一样。

本系统采用89C52RC单片机作为主芯片，通过与指纹识别模块FM-180之间通过串口通信方式的通信，采用液晶12864作为显示器，加上简单的外围电路，如按键输入、LED灯报警电路、蜂鸣器电路，最后通过编写软件和制作硬件，实现一个可以通过单片机对指纹的录入，识别，删除等功能操作的指纹识别系统。

关键词指纹识别系统；单片机89C52；液晶12864With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password authentication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various security systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each person's fingerprints are not the same individual.The system uses 89C52RC microcontroller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the preparation and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system.Key words Fingerprint identification system；SCM 89C52；LCD 12864目录1 绪论 (5)1.1 课题的背景和意义 (5)1.2 生物识别技术概述 (5)1.3 指纹识别技术概述 (6)1.4 本章小结 (6)2 设计方案 (8)2.1 设计要求 (8)2.2 设计方案 (8)2.3 本章小结 (8)3 硬件设计 (9)3.1 主要元器件选型 (9)3.1.1 单片机选型 (9)3.1.2 指纹模块 (10)3.1.3 液晶显示 (11)3.2 电路设计 (14)3.2.1 最小系统 (14)3.2.3 液晶显示电路 (15)3.2.4 指纹通信电路 (16)3.2.5 蜂鸣器电路 (17)3.2.6 按键电路 (18)3.2.7 LED电路 (18)3.3 本章小结 (19)4 软件设计 (20)4.1 系统方框图 (20)4.2 功能介绍 (20)4.3 开发环境介绍 (23)4.3.1 Keil编译器 (23)4.3.2 STC-ISP下载器 (24)4.3.4 Protel软件 (25)4.4 部分代码说明 (26)4.5 本章小结 (30)5 系统调试 (31)5.1 制作和调试 (31)5.1.1 原理图设计 (31)5.1.2 PCB制作 (32)5.2 调试过程 (34)5.3 调试完成、实物图 (36)5.4 本章小结 (37)6 总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)1 绪论1.1 课题的背景和意义随着如今各种各样的高新技术的迅猛发展，在百姓日常生活中经常需要我们去确认各种身份的认证。

基于51单片机指纹电子密码锁设计摘要随着人民生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，安全性低，无法满足人们的需求。

随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器，所以具有防盗报警功能的电子密码锁控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，克服了机械式密码锁控制的密码量少，安全性能差的缺点。

在传统的身份认证中，我们往往使用密码加密法，但是这种方法只是"防君子不防小人"。

在高明的黑客眼里，由几个字符组成的密码脆弱得不堪一击。

现在，科技的发展让我们有了新的选择——生物识别技术。

将生物识别技术应用于笔记本、门锁等方面，可以对文件、财产起保护作用，并且可以进行身份识别。

生物识别技术的发展主要起始于指纹研究，它亦是目前应用最为广泛的生物识别技术。

本设计开发了一款基于单片机的指纹识别电子密码锁系统。

该系统以STC89C52单片机作为模块核心，通过串口通信控制ZFM-60指纹模块实现录取指纹并存储指纹数据，并通过HS12864-15C液晶显示比对流程及比对结果，辅以直流继电器与发光二极管模拟开锁的动作。

本系统具有体积小、性价比高、传输速度快、适合家庭及单位使用。

关键词：单片机，密码锁，指纹识别51 single fingerprint-based electronic code lockdesignABSTRACTWith the improvement of people's living standards, how to achieve family security issue has become particularly prominent, the traditional mechanical locks because of its simple structure, low security, can not meet people's needs. As electronic products to intelligent miniaturized and the continuous development of SCM has become the electronic product research and development preferred controller, the electronic lock control system with anti-theft alarm function gradually replace the traditional mechanical control systems with code, overcome password less, poor safety performance shortcomings of mechanical lock control.In traditional identity, we tend to use password encryption method, but this method only "anti-anti-villain is not a gentleman." In the eyes of clever hackers, password consists of several characters fragile too vulnerable. Now, the development of science and technology so that we have a new option - biometrics. The biometric technology used in notebook, door locks, etc., they can file for protection of property, and can be identifiable. biometric technology in fingerprint primary origin research, it is also the most widely used biometric technology.The system design of fingerprint recognition electron password lock based on Single-chip microprocessor is developed in the thesis. The system STC89C52 MCU as the core module, through the serial communication control ZFM-60 fingerprint module for taking fingerprints and store fingerprint data and liquid crystal display by HS12864-15C ratio than on the processes and results, supported by simulation of DC relays and LEDs unlock action. The system is small, cost-effective, and fast and suitable for families and units.Key Words：Single-chip microprocessor, password, Fingerprint recognition目录第一章绪论 (1)1.1课题研究意义 (1)1.2国内外指纹密码锁发展历史及现状 (3)1.3本文主要内容 (4)第二章整体设计方案 (5)2.1方案比较与论证 (5)2.2系统总体设计 (7)2.2.1 系统功能描述 (7)2.2.2系统总体框架 (7)2.3本章小节 (8)第三章系统硬件设计 (9)3.1单片机及最小系统 (9)3.1.1 STC89C52单片机介绍 (9)3.1.2外部晶振设计 (12)3.1.3复位电路设计 (13)3.2指纹模块设计 (15)3.2.1指纹识别技术简介 (15)3.2.2 指纹模块简介 (16)3.2.3 指纹模块指令 (18)3.2.4 指纹模块接口电路设计 (21)3.3按键电路设计 (21)3.4液晶显示模块设计 (23)3.4.1 FYD12864工作流程 (24)3.4.2 FYD12864指令说明 (24)3.4.3 FYD12864液晶显示接口电路设计 (29)3.5本章小节 (31)第四章系统软件设计 (32)4.1系统工作过程分析 (32)4.2主程序流程图 (33)4.3键盘程序流程设计 (35)4.4LCD显示模块程序流程设计 (35)4.5指纹识别程序设计 (36)4.5.1 指纹模块通讯协议说明 (36)4.5.2 指纹模版的采集存储 (38)4.5.3 指纹比对程序设计 (39)4.6K EIL编程 (40)4.7本章小结 (41)第五章实物制作与调试 (42)5.1电路的焊接 (42)5.2程序的烧写 (44)5.3小灯、继电器的调试 (45)5.4液晶的调试 (45)5.5指纹模块、按键的调试 (46)5.6本章小结 (47)总结 (48)参考文献 (49)附录一 (50)附录二 (51)英文原文 (56)中文翻译 (65)第一章绪论我们今天的工作生活中，很多场合需要身份验证。

本科毕业论文基于单片机的指纹识别系统设计摘要科学技术的发展在让社会进步的同时，也让传统的安全管理系统受到威胁。

生物识别技术的出现给身份识别的研究带来了突飞猛进的发展。

每个人都有着自己特有的特征，用本身的特征来验证身份有着得天独厚的优势。

本文概述了自动指纹识别系统的研究现状和指纹识别系统的算法流程，以及在此基础上的指纹图像的分割算法和指纹图像细化算法，并完成基于单片机的指纹识别系统硬件电路设计。

应用TFS-M51指纹识别模块，设计基于单片机的指纹识别硬件电路，形成一个独立的指纹识别系统。

该系统实现单片机和指纹模块之间的串口通信。

通过操作独立式键盘按键，向指纹模块的DSP芯片发送相应指令，从而执行添加用户、删除指定用户、删除全部用户、认证用户，以及管理用户权限等功能。

关键词：生物识别技术；指纹识别；串口通信；单片机ABSTRACTThe development of science and technology made the social go forward, but at the same time it also makes the traditional safety management system under threaten at the same time. The emergence of biometric technologies brought a rapid development for the research of identification. For everyone has their own special features, with the characteristics of itself to verify identity has a unique advantage. Automatic fingerprint identification technology has been widely used in public security, such as the customs, the bank, the network security and other places which need identification. This article provides an overview of the research of fingerprint identification system in present situation and the algorithm flow of it. On this basis, to do an analysis of the fingerprint image segmentation algorithm and the fingerprint image thinning algorithm, including the microcontroller-based fingerprint identification system hardware circuit design.With the application of TFS-M51 fingerprint module, I designed a hardware circuit system of fingerprint identification based on the MCU, in order to form an independent fingerprint identification system. The means of communication between MCU and fingerprint module in the system is based on serial communication. MCU sends a corresponding instruction to the fingerprint DSP chip module through stand-alone keyboard keys, in order to execute the functions, such as Add User, Delete the Specified User, Delete All Users, Authenticated Users, and Manage User Permissions and so on.Key words: Biometric technology; Fingerprint identification; Serial Communications; MCU (Microcontroller Unit)目录1. 绪论 (1)1.1. 研究的背景及意义 (1)1.2. 指纹识别技术 (1)1.2.1. 指纹识别技术特点 (1)1.2.2. 指纹识别技术发展现状 (2)1.3. 系统概述 (3)2. 指纹识别原理 (4)2.1. 指纹图像的分割 (4)2.1.1. 指纹图像分割概述 (4)2.1.2. 均值方差法 (4)2.2. 指纹图像的细化 (6)2.2.1. 指纹图像细化的预处理 (6)2.3. 指纹图像的特征提取 (8)2.3.1. 指纹特征提取概述 (8)2.3.2. 指纹特征提取和去伪特征 (8)2.4. 指纹图像的匹配 (9)3. 硬件系统设计 (10)3.1. 系统总体设计 (10)3.1.1. 系统功能简述 (10)3.1.2. 系统电路设计 (10)3.2. 系统核心部件单片机 (11)3.3. 其他模块电路 (14)3.3.1. 电源模块 (14)3.3.2. 时钟模块 (14)3.3.3. 按键模块 (15)3.3.4. 显示模块 (15)3.3.5. 复位模块 (16)3.3.6. 下载口模块 (16)3.4. 指纹模块 (17)3.4.1. TFS-M51指纹识别模块 (17)3.4.2. TMS320VC5501 芯片 (18)4. 软件系统设计 (20)4.1. TFS-M51指纹识别模块指令系统 (20)4.1.1. 通信方式 (20)4.1.2. 主要通讯协议命令说明 (21)4.2. 单片机的程序设计 (24)4.2.1. 键盘管理及指示灯响应程序设计 (24)4.2.2. LED显示模块设计 (27)4.2.3. 通信模块程序设计 (28)5. 调试 (30)5.1. 单片机的程序下载 (30)5.2. 串口调试 (30)6. 总结和展望 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录 (40)附录A 单片机最小系统电路图 (40)附录B PCB图 (41)附录C 元器件布局图 (42)附录D 单片机最小系统实物图 (43)附录E 单片机最小系统元器件清单 (44)附录F 程序清单 (45)1.绪论1.1. 研究的背景及意义科学技术的迅猛发展为人类的生产生活带来了极大的便利，大大地推动了社会的进步和发展。

毕业设计基于单片机的指纹识别系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要从1995年Bill Gates 在《未来之路》中提及物联网的概念，到1999年EPC global的Auto-ID中心的对物联网概念的真正提出：物联网是成千上万的物品采用无线方式接入Internet的网络。

基于单片机的指纹密码锁设计毕业论文目录目录 (2)第一章概述 (1)1.1 系统设计目的及意义 (1)1.2 指纹识别原理及其前景 (1)1.3 系统设计流程 (2)第二章硬件系统设计 (4)2.1 硬件系统整体设计 (4)2.2 单片机最小系统设计 (7)2.3 液晶显示模块-FYD12864-0402B (11)2.4 按键控制部分电路 (15)2.5 指纹模块 (19)2.6 存储芯片AT24C02 (23)2.7 继电器模块 (27)2.8 报警电路 (28)第三章系统软件的设计 (30)3.1 主程序流程图 (30)3.2键盘检测扫描程序 (31)3.3 LCD12864显示流程图 (32)3.4指纹模块通信流程图 (33)3.5 定时器的设置 (33)3.6 串口初始化 (35)3.7 按键扫描程序 (37)3.8 主程序 (38)第四章系统调试 (40)4.1 功能模块的测试 (40)4.2 程序的烧写 (43)4.3 蜂鸣器、继电器调试 (44)4.4 液晶的调试 (44)4.5 按键的调试 (46)第五章总结与展望 (47)参考文献 (48)致谢 (49)第一章概述1.1 系统设计目的及意义在日常的生活和工作中,住宅、物业、单位、银行的财产以及一些重要的资料的安全都会选择用加锁的办法来保证其安全。

但使用传统的机械锁，需要携带多把钥匙，而且一旦丢失、被盗或遗忘，不仅配置相当麻烦，而且可能被他人复制冒用，造成极大的安全隐患，甚至财产损失。

现代社会对安全的认证方式标准是简单、快捷和高效。

而生物特征识别技术具有随身携带、不易仿制等优点比之传统的方法更安全、方便和，恰好满足人们对防伪精度高，快捷高效的需求。

目前生物特征有手形、手指静脉、指纹、脸形、视网膜、虹膜、语音等，根据这些特征，分别研究出相应的识别技术，如手形识别、指纹识别、面部识别、虹膜识别等等。

但基于技术的理论和实际生产之间的差距，以及不同行业不同人群对于安全级别和使用场合的要求不同。

基于单片机的指纹识别系统设计（硬件）摘要随着科学技术的飞速发展，传统的安全系统的安全性越来越脆弱，自动指纹识别技术集保密性强、差错率低等优点，已经广泛的应用到需要身份认证的各种领域。

本文简述了指纹和指纹识别系统，并在此基础上重点研究了基于单片机的指纹识别系统的硬件设计和制作。

系统采用的是增强型51单片机STC12C5A60S2作为主控芯片，而FM—180指纹识别模块作为指纹采集和处理的核心。

通过二者的通信完成对指纹的采集，录入，提取特征值，比对等功能。

设计表明通过简单的原理能够实现指纹识别相关功能，加深了我们对指纹识别原理的理解，和对单片机的应用。

关键词：指纹识别STC12C5A60S2 FM—180 硬件Design being based on Single-chip FingerprintIdentification System （hardware）AbstractWith the rapid development of science and technology, the safety of traditional security system become more and more weak and the automatic fingerprint recognition technology is superior in confidentiality and error rate. Therefore the automatic fingerprint recognition technology has been widely applied to those kinds of area where need identification .This article illustrates the fingerprints and fingerprint identification system and on this basis, we focus on the hardware design and the fabrication of the fingerprint identification system. The System employs the enhanced 51 MCU STC12C5A60S2 as the main control chip and the FM-180 fingerprint module as the core of the fingerprint collection and processing. By the communication of MCU and FM-180 ,it could finish fingerprint's acquisition, entry, extraction for feature values, contrast and so on. The design shows the fingerprint identification can be achieved by a simple principle and thus we deepen our comprehension of the principle of fingerprint identification and understand the application of the single-chip fingerprint identification system.Key Words: Fingerprint identification STC12C5A60S2 FM-180 hardware目录论文总页数：34页第1章绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2生物识别技术概述 (1)1.3指纹识别技术概述 (2)1.4指纹识别研究现状 (3)1.5论文内容安排 (4)第2章指纹识别基本原理 (4)2.1指纹学的基本知识 (4)2.1.1指纹的形成 (4)2.1.2指纹的相关概念 (5)2.2自动指纹识别原理 (7)2.3指纹识别系统 (8)2.3.1指纹采集 (8)2.3.2图像处理 (9)2.3.3特征提取 (9)2.3.4指纹匹配 (10)第3章指纹识别系统硬件设计 (10)3.1相关器件介绍 (10)3.1.1 STC12C5A60S2的结构与特点 (10)3.1.2指纹识别模块FM-180 (13)3.1.3 12864液晶显示器介绍 (15)3.2功能描述 (16)3.3系统硬件概述 (17)3.4方案设计 (17)3.6通讯协议 (19)3.6.1 单片机和FM180的通信 (19)3.6.2单片机和PC机的通信 (20)3.7硬件电路设计 (21)3.7.1最小系统电路 (22)3.7.2 功能选择电路 (22)3.7.3模式指示灯 (23)3.7.3液晶显示驱动电路 (23)3.7.4 蜂鸣器驱动电路 (24)3.7.5串口电路 (24)第4章硬件电路制作和调试 (26)4.1绘制PCB板 (26)4.1.1布局要求 (26)4.1.2布线要求 (26)4.2制作和调试 (26)第5章总结 (28)参考文献 (29)致谢.................................................................................................... 错误!未定义书签。

（完整版）基于51单⽚机的电⼦密码锁毕业设计论⽂⽬录第1章绪论 (1)1.1电⼦锁的发展状况 (1)1.2设计电⼦密码锁的意义及相关技术指标 (1)第2章总体设计及⽅案论证 (2)2.1单⽚机模块 (2)2.2输⼊键盘模块 (2)2.2.1独⽴式按键 (2)2.2.2矩阵式键盘 (3)2.3数码管显⽰模块 (3)2.3.1 LED静态显⽰⽅式 (3)2.3.2 LED动态显⽰⽅式 (3)2.4电源模块 (3)2.4.1蓄电池供电 (3)2.4.2双路电源供电 (3)2.5开锁电路模块 (4)2.6报警电路模块 (4)2.7最优⽅案 (4)第3章硬件电路设计 (4)3.1输⼊键盘 (4)3.2显⽰数码管 (5)3.3开锁电路 (6)3.4报警电路 (6)3.5电源电路 (7)3.6复位电路 (7)3.7振荡电路 (8)第4章软件设计 (9)4.1主程序流程图及程序 (9)4.2延时⼦程序 (11)4.3修改密码⼦程序 (11)4.4扫描键盘输⼊⼦程序 (11)4.5中断及报警⼦程序 (12)4.6显⽰⼦程序 (13)第5章设计总结 (15)参考⽂献 (16)附录Ⅰ (17)附录Ⅱ (18)第1章绪论1.1电⼦锁的发展状况随着科技的发展，传统的机械锁被破解的概率越来越⾼了，新型的盗贼也学会了与时俱进，通过各种技术⽅法和⼿段即会在短时间内开启结构复杂的机械锁，会不留痕迹的登堂⼊室，给失主和警⽅留下各种不易解惑的疑团。

由此我们想到，要是在机械锁的基础上再装上⼀把电⼦锁，就彻底杜绝了单⼀机械锁易被开启的弊端，从⽽极⼤提⾼门锁的安全防范性能。

当今世界，电⼦锁发展已经到了⾮常⾼的境界，由于电⼦元件特别是单⽚机应⽤在最近⼏年得到空前发展，电⼦锁⽆论是在功能还是在稳定性⽅⾯都有了较⼤的提⾼，在保密性⽅⾯已经做到了密码识别、指纹识别、⼈声识别等。

就整体形势⽽⾔，电⼦锁在国外发展⽐较早，所以应⽤也⽐较⼴泛，主要⽤于家庭门锁，银⾏公司等的财务保险柜锁和政府机关及⾼级宾馆等重要场合的智能控制门锁等。

基于单片机智能指纹识别系统设计智能指纹识别系统是一种基于先进技术的安全识别系统，它通过对指纹图像的采集、处理和比对，实现对个体身份的准确识别。

在现代社会中，随着科技的不断进步和应用场景的不断拓展，智能指纹识别系统已经广泛应用于各个领域。

其中，基于单片机的智能指纹识别系统设计是一种常见且实用的设计方案。

本文将以基于单片机智能指纹识别系统设计为主题，从以下几个方面展开论述：首先介绍智能指纹识别技术及其在社会中的应用；其次分析基于单片机的智能指纹识别系统设计原理和关键技术；然后详细讨论如何实现单片机与传感器、存储器、通信模块等硬件设备之间的数据交互；最后通过实验验证和案例分析评估该系统在实际应用中性能表现。

一、智能指纹识别技术及其应用随着科学技术与信息化进程不断发展，传统身份验证方式已经无法满足安全性和便捷性要求。

而作为人体生物特征的指纹，具有唯一性、稳定性和不可伪造性，成为一种理想的身份验证方式。

智能指纹识别技术能够通过对指纹图像的采集、特征提取和比对等步骤，实现对个体身份的准确识别。

智能指纹识别技术已经广泛应用于门禁系统、银行系统、公安系统等各个领域，提高了安全性和便捷性。

二、基于单片机的智能指纹识别系统设计原理和关键技术基于单片机的智能指纹识别系统设计是一种常见且实用的设计方案。

该方案主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

硬件设计主要包括传感器模块、存储模块、通信模块等关键组成部分；软件设计主要包括图像采集与处理算法、特征提取与比对算法等关键技术。

传感器模块是智能指纹识别系统中最为关键的部分之一，它负责采集人体手指表面的细微特征信息，并将其转化为电信号输出。

常见的传感器类型有光学传感器和电容传感器。

光学传感器通过光学成像的方式采集指纹图像，而电容传感器则通过电容变化的方式采集指纹图像。

根据具体应用场景和需求，选择合适的传感器模块是系统设计的重要决策。

存储模块主要用于存储采集到的指纹图像和相关特征信息。

基于51单片机的指纹考勤器的设计一、系统总体设计基于 51 单片机的指纹考勤器主要由指纹采集模块、单片机控制模块、存储模块、显示模块和通信模块等部分组成。

指纹采集模块负责采集用户的指纹信息，并将其转换为数字信号。

常见的指纹采集传感器有光学式、电容式和半导体式等，根据实际需求和成本考虑，选择合适的传感器。

单片机控制模块是整个系统的核心，负责协调各个模块的工作。

51 单片机具有成本低、性能稳定、易于开发等优点，能够满足指纹考勤器的控制需求。

存储模块用于存储指纹模板和考勤记录。

可以选择非易失性存储器，如 EEPROM 或 Flash 存储器，以确保数据在掉电情况下不丢失。

显示模块用于显示考勤结果和相关提示信息，如液晶显示屏（LCD）或发光二极管显示屏（LED）。

通信模块用于将考勤数据上传到上位机，以便进行进一步的处理和分析，常见的通信方式有串口通信、蓝牙通信和网络通信等。

二、硬件设计1、指纹采集模块选择合适的指纹传感器，并根据其接口类型与单片机进行连接。

通常需要考虑传感器的供电电压、通信协议和引脚定义等。

2、单片机控制模块选择 51 单片机，如 STC89C52 等，并设计其最小系统，包括时钟电路、复位电路和电源电路等。

同时，根据需要扩展外部存储器和 I/O 接口。

3、存储模块根据存储容量和读写速度的要求，选择合适的存储器芯片，并与单片机进行连接。

4、显示模块根据显示内容和尺寸的要求，选择合适的显示器件，并通过单片机的 I/O 口进行控制。

5、通信模块如果需要与上位机进行通信，选择合适的通信方式和芯片，并进行相应的电路设计。

三、软件设计1、指纹采集程序编写驱动程序，控制指纹传感器进行指纹采集，并将采集到的指纹数据进行预处理和特征提取。

2、指纹识别算法采用合适的指纹识别算法，将采集到的指纹特征与存储的指纹模板进行比对，判断是否匹配。

3、存储管理程序设计程序对存储模块进行读写操作，实现指纹模板和考勤记录的存储和读取。