基于STM32的指纹识别密码锁的系统设计.docx

广东东软学院本科毕业设计（论文） 基于STM32的指纹识别密码锁的系统设计 The design of fingerprint recognition password lock system based on STM32 single chip microcomputer 摘 要处于现在这个信息发达的时代，指纹识别技术得到了飞速的发展，此得益于其高度的安全性、成本低、还有方便实用指纹可以说是人们不可能会跟别人存在重复的部分，也就是说可以通过这一个特点，将一个人的指纹预先保存起来，然后与其他的指纹进行比较，可以验证出这个人是否为原本预先保存的那个人本文是一个基于STM32单片机的指纹识别电子密码锁系统设计控制AS608指纹模块以达到实现录取指纹并存储指纹数据的目的，键盘模块选择用矩阵式键盘且通过软件消抖减少其对单片机对应产生的影响，利用12864液晶呈现录入和对比的结果，应用直流继电器及发光二极管模拟开锁的操作，继电器及小灯起到提示指令是否完成的作用。

关键词：STM32单片机 指纹识别技术 12864液晶 ANSTRACTIn this information developed era, fingerprint recognition technology has been rapid development, which benefits from its high security, low cost, and convenient and practical.Fingerprint can be said to be the part that people cant repeat with others, that is to say, through this feature, ones fingerprint can be saved in advance, and then compared with other fingerprints, it can be verified whether this person is the person who was saved in advance.This paper is a design of fingerprint recognition electronic password lock system based on STM32.The AS608 fingerprint module is controlled to achieve the purpose of taking fingerprint and storing fingerprint data. Matrix keyboard is selected as the keyboard module and its influence on the corresponding MCU is reduced by software buffeting,The 12864 LCD is used to present the results of input and comparison. The DC relay and LED are used to simulate the operation of unlocking. The relay and small lamp play the role of prompting whether the instruction is completed. Keywords: STM32 single chip fingerprint recognition technology 12864 liquid crystal目录第一章 概括 11.1 指纹识别技术的发展 11.2 指纹识别的基本规律 11.3 系统设计的用处 21.4 系统设计的操作流程 2第二章 硬件介绍和设计 42.1 单片机及最小系统 42.2 指纹模块 52.3 矩阵键盘模块 62.4 液晶显示模块 72.4.1 控制器接口说明 82.4.2指令说明 92.4.3 12864引脚与单片机连接 11第三章 系统软件的设计 133.1 软件运作流程 133.2 主程序流程图 133.3 部分模块程序设计 143.3.1 矩阵键盘模块程序设计 143.3.2 液晶显示模块程序设计 153.4 Keil编程 15第四章 硬件的调试 164.1 焊接电路 164.1.1 电容器的焊接 164.1.2 二极管的焊接 164.1.3 三极管的焊接 164.1.4 集成电路 164.2 调试小灯、继电器 164.3 液晶的调试 174.3.1 液晶的注意事项 174.3.2 调试12864液晶 17结论 18参考文献 19致谢 20附录 21附录1 原理图 21第一章 概括1.1 指纹识别技术的发展 指纹其实在人类还没有出生的时候就已经形成，是取决于胚胎发育所处的环境。

每一个人都是独一无二的，双胞胎也必然存在着独特的差异想要确认一个人的真实身份，可以通过摄取他的血液，进行验DNA达到这个目的但这并不是最安全的方法，因为同卵双胞胎存在DNA相同的情况；相反，虽然同卵双胞胎出生前在同一个胎盘里，但因为他们所受到子宫给予的压力不同以及其他原因，他们的指纹是不可能一样的相比较验DNA，录取人的指纹更为方便，因为他的指纹是能够直接对应到他的身份信息指纹识别因其方便快捷、安全等特点被广泛应用，[1]在工作方面，通过指纹考勤，排除了以前传统打卡存在他人代打卡的隐患；在生活方面，消费时可以通过指纹支付，海关过关的时候需要用指纹验证身份信息，这样不仅提高了办事的效率，也提高了验证的准确性和保障了消费者的安全，另外，传统的门锁是通过钥匙打开的，如果把指纹识别运用在门禁系统上，就可以避免钥匙被非法复制的现象；在公安方面，搜集罪犯在犯罪现场遗留下的指纹，经过技术处理后可以确定嫌疑人的身份从而进行下一步的工作在生物识别技术这方面，关于指纹识别，语音识别，面容识别的应用较为广泛，尤其是指纹识别的应用较为热门运用指纹的唯一性和稳定性从我国古代的画字签押就已经开始，[2]经过对指纹学的不断研究，指纹识别技术在身份鉴别方面被应用的越来越广泛。

1.2 指纹识别的基本规律每个人的手指皮肤因为其凹凸程度的差异，导致其形成的纹路不同，也就是人的指纹不可能出现重复的情况即使每个人一直都在成长，但其指纹并不会发生变化，改变的只是它明显的程度箕型纹、斗型纹、弓型纹是指纹的三种纹路图1-1 指纹基本纹路图案指纹的总体特征和局部特征也可称为指纹的特征点，多个特征点便构成了指纹对于直观明了的特征，属于总体特征的有核心点和纹数，还有模式区和三角点等而指纹节点的特点属于局部特征，有指纹的纹路因为分叉形成的分叉点、还有因为折转形成的折转点或者因为中断形成中断点，这些特征点主要参考系数有方向，也就是与核心点，特征点对应的方向，还有曲率，即纹路方向改变对应的速度，以及位置，即节点的位置坐标，一般表示方式为x/y坐标1.3 系统设计的用处随着时代的发展，社会的进步，科技带来的技术便捷不断充实着人们生活的方方面面在身份识别方面，以前常用的身份证，密码等都鉴别方法都已经过时，因为它可以与本人分离，也意味着可以被伪造，可以被盗取，可以被破解相反，指纹识别就可以与本人共生共存，而且指纹具有稳定性和唯一性，首先指纹不会随着人的变化而发生变化；[3]其次指纹对于每一个人来说都是独特的，因为世界上不可能存在两个一模一样的指纹；还有指纹只需要一小部分的皮肤就可以鉴别出这个人的真实身份，所以使用起来十分方便。

因为指纹识别技术相比其他生物识别技术更安全、更便利、成本更低，指纹识别技术将成为生物识别技术中的重要课题之一[4]在生活中，因为单片机优异的可靠性和控制性能，单片机被许多电子产品应用，例如电饭煲，还有汽车等都是被单片机控制的本系统通过实践设计把指纹识别技术和单片机的原理及应用结合起来，设计了一个基于STM32单片机的指纹识别密码锁1.4 系统设计的操作流程1.4.1 设置模式设置模式主要包括指纹的增加或删除，手动开锁和更改密码想要进入设置模式，首先是输入六位密码，密码正确就会进入设置模式，密码错误就无法进入设置模式进入设置模式后可以选择录入指纹，然后指纹模块的指示灯会亮起，这时把手指放置AS608指纹模块上，同一根手指重复录入指纹这个动作两次，随后表示指纹采集成功的信息会被显示在12864液晶显示屏上进入删除指纹的模式后，根据12864液晶显示屏上的步骤，输入想要删除的对应指纹号，按确认后就成功删除了指定的指纹，这时删除指纹号成功的信息会被显示在12864液晶显示屏上当指纹模块出现故障的时候，可以启动手动开锁想要修改密码，首先要输入两次原本的密码，只有两次输入的密码一致且正确的情况下可以进行修改密码。

1.4.2 开锁模式打开电源，根据液晶显示步骤，输入密码或者放置手指在AS608指纹模块上，这时开始指纹识别，如果继电器动作，亮起了LED指示灯，即指纹识别成功，也就是开锁成功，同时“开锁成功”及指纹的编号都会被显示在12864液晶显示屏上如果继电器不动作，LED指示灯并没有亮，即指纹识别失败，也就是开锁失败，同时“没有搜索到指纹 请重新按下手指”会被显示在12864液晶显示屏上，如果超过三次开锁失败，蜂鸣器会响起且报警锁死第2章 硬件介绍和设计本系统设计主要包括五个部分：有STM32单片机部分，指纹识别模块，矩阵键盘模块、LCD12864液晶显示屏和继电器STM32单片机指纹模块继电器液晶显示模块矩阵键盘模块图2-1 本系统设计主要组成部分 2.1 单片机及最小系统 图2-2 STM32最小系统模块一个计算机系统被集成起来的芯片被称为集成式电路芯片，也就是单片机换而言之，单片机扮演着一个微型的计算机的角色本系统设计选择用单片机的原因不仅是芯片的体积小和质量轻，还有其价格优惠以及使用起来很方便本系统设计的单片机最小系统是单片机STM32F103C8T6，这是一种基于ARM Cortex-M内核STM32系列的32位微控制器，其工作温度不得低于-40℃并且不得高于85℃，其程序存储器容量不得超过64KB，需要电压不少于2V以及不超于3.6V之间。

构成本系统设计的单片机最小系统有主控芯片、电源模块，还有调试电路、复位电路和晶振电路电源模块扮演着起供电的角色，提供3.3V电压给单片机STM32F103C8T6以及提供5.0V电压给其他模块调试电路组成部分为JTAG下载口和串口1，在系统开发时，JTAG下载被应用，因为需要通过其下载至CPU然后输出调试的信息时，需要PC机串口助手通过USART1来实现晶振电路中，需要8MHz晶振，还有72MHz工作效率，这时工作效率想。