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1、黑龙江大学学生毕业论文论文题目： 基于生物识别技术的门禁系统 学 院： 机电工程学院 年 级： 2006级 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 指导教师： 2010年 5 月 11 日姓 名陶东生成 绩：毕业论文（设计）题目基于生物识别技术的门禁系统指导教师评语 签名： 年 月 日答辩委员会评语主任签名： 年 月 日院学术委员会意见院学术委员会主任签名： 年 月 日 学院公章：摘要随着科技的进步，人们对门禁系统的安全性要求越来越高，而与此同时一些传统的门禁技术已经不能满足当前社会对门禁安全性的要求，基于生物识别的指纹识别技术的出现弥补了传统身份验证设备的不足，每个人的包括指纹在内
2、的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性，指纹识别与电子信息技术结合的指纹门禁系统具有可靠性高、不可复制、操作简易等特点。本文利用指纹模块、单片机、门锁驱动、LCD显示构成的门禁系统，可实现指纹开门、指纹录入、指纹管理等功能，在实际应用中与传统设备相比具有很大优越性，传统的机械锁如有较多用户使用，就需要有很多钥匙给每个用户，这样即对安全性造成威胁同时钥匙的管理也难度很大，而指纹锁完全没用这种问题，指纹具有唯一性，当取消某人进入门禁资格时删除指纹库中该人信息即可，本课题采用PIC16F877单片机作为主控器与指纹模块串行通信同时驱动LCD与门锁驱动
3、实现了基于指纹识别门禁系统。关键词指纹识别；指纹门禁；单片机控制指纹模块；单片机门锁AbstractWith the progress of science and technology, people requirement for access security system has become increasingly demanding. While at the same time, some traditional access technology cannot satisfy the requirements of social security. The appearanc
4、e of fingerprint identification based on biological recognition makes up the shortage of the traditional authentication devices. Everyone skin texture, including fingerprint, differ in pattern, breakpoints and intersection which are unique and lifelong unchangeable. With this uniqueness and stabilit
5、y, fingerprint door system featuring the integration of fingerprint identification and electronic information technology has the feature of higher reliability, unsociably and simple operation, etc.By using fingerprint module, SCM, door locks, LCD display driver of entrance guard system, fingerprint
6、door, fingerprints, fingerprint management function can be achieved. It has great advantages in actual applications compared to the traditional equipment. When the traditional mechanical lock is used by more consumers, it needs to have many keys to give each user, which will threaten the security an
7、d increase the difficulty of management. While fingerprint locks do not have this kind of problems because of fingerprint uniqueness. Someone permission into the door can be canceled by deleting his information in the fingerprint storehouse. This subject of using PIC16F877 microcontroller as the mas
8、ter and the fingerprint module and serial communication while driving LCD driver realized the door access control system based on fingerprint identification.Key WordsFingerprint Access Control; MCU control fingerprint module; microcontroller locks目录摘要IAbstractII目录1第一章 前言11.1课题研究背景及目的11.2 指纹识别技术简介21.
9、2.1指纹识别(Fingerprint)技术21.2.2指纹特征31.2.3指纹应用系统简介41.2.4 指纹识别模块 SFG-3.1介绍51.3 PIC系列单片机介绍71.3.1 简介71.3.2 产品特点7第二章 整体系统设计92.1 功能描述92.1.1指纹开门92.1.2录入指纹92.1.3删除指纹92.2 系统硬件结构92.3系统软件结构102.3.1系统职能模块10第三章 系统硬件设计113.1 硬件构成113.2 设备通信113.2.1模块参数113.3电路搭建113.3.1微控器与指纹模块及LCD113.3.2微控器与键盘及门锁驱动12第四章 系统软件设计134.1指纹模块控制
10、程序134.1.1指纹比对134.1.2指纹录入154.1.3指纹删除164.2 其他模块驱动174.2.1 LCD显示程序174.2.2 键盘程序174.3 系统主程序19第五章 仿真调试215.1 Proteus仿真环境介绍215.2功能仿真225.2.1指纹开门225.2.2指纹录入235.2.3 删除数据24结论26参考文献27致 谢28第一章 前言1.1课题研究背景及目的当前的门禁系统大多数还是采用传统的机械门锁，而传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。例如大街上随处可见的开锁公司，在出入人很多的门禁钥匙的管理很麻烦，钥
11、匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。而在人员较多且出入较频繁却对安全要求严格的半公共场所，如我院的单片机实验室，要求对出入人员的身份验证，而且出入人员也经常更换，可能某个班级做完课程设计就不再来了，那么他的验证身份就要取消，可见如此复杂的门禁功能需求是传统机械锁无法实现的，我们不可能给每个人配一把钥匙。门禁系统的安全性是许多系统要首先考虑的问题，尽管使用者一向都相当讨厌安全检查机制介入他们的工作中，但管理者仍然需要这样的一种检查访问与使用情形的手续与方法。如果没有办法清楚明确的辨认使用者身分的话，那么你也将无法确认是那位使用者，以及他究竟操作了什么行动14。现行的许多计算机系统中，包括许多
12、非常机密的系统，都是使用“用户账户+密码”的方法来进行用户的身份认证和访问控制的。实际上，这种方案隐含着一些问题。例如，密码容易被忘一记，也容易被别人窃取。而且，如果用户忘记了他的密码，他就不能进入系统，当然可以通过系统管理员重新设定密码来重新开始工作，但是一旦系统管理员忘记了自己的密码，整个系统也许只有重新安装后才能工作。密码被别人盗取更是一件可怕的事情，为用心不良的人可能会进一步窃取公司机密数据、可能会盗用别人的名义做不正当的事情、甚至从银行、“ATM”终端上提取别人的巨额存款。实际上，密码的盗取比较容易，别人只要留意你在计算机终端前输入口令时的击键动作就可以知道你的密码，甚至可以通过你的
13、生日、年龄、姓名或者其他一些信息猜出你的密码许多人使用自己的生日作为密码，密码还可以被破解众所周知，高度机密的美国一些军事机构计算机网络曾不止一次被黑客侵入，黑客们实际上就是破解了这些计算机网络的某一合法用户的密码来开始的。尽管现行系统通过要求用户及时改变他们的口令来防止盗用口令行为，但这种方法不但增加了用户的记忆负担，也不能从根本上解决问题除了计算机网络及其应用系统外，一些传统的需要进行身份验证的场合，也存在着类似的安全性问题。另一个例子是考勤机，它的使用方便了企业进行职工的考勤管理，但使领导头疼的是经常有人弄虚作假，代别人打卡。丢了钥匙不仅打不开门，还要当心坏人拾到你的钥匙盗取你的家财，其
14、他使用钥匙的场合同样也有如此的问题。这些问题都说明，现行的系统安全性技术己经遭遇严峻的挑战!为了解决这些问题，就出现了射频卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，射频卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，不能完全验证卡片所有人身份，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，不确定开锁人身份，又无从查起，安全系数很低。而基于生物识别的指纹识别技术的出现弥补了传统身份验证设备的不足，每个人的包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和
15、稳定性，指纹识别与电子信息技术结合的指纹门禁系统具有可靠性高、不可复制、操作简易等特点4。本课题将对基于嵌入式系统与指纹识别模块开发的指纹门禁系统进行设计。实现如下功能：（1）对进入实验室人员进行指纹身份验证 人员进入实验室按入指纹，系统对录入指纹与指纹库已有指纹比对，如录入指纹存在，则在提示通过并打开门锁。（2）新人员指纹录入 系统验证管理人员管理权限后，可进行指纹录入，按入指纹，指纹图像特征码合格后录入指纹库。（3）已有指纹信息删除管理。 系统验证管理人员管理权限后，对已不再需要进入实验室的人员的指纹信息进行管理，输入指纹编号选择删除，提示成功后成功删除该条指纹信息2。1.2 指纹识别技术
16、简介1.2.1指纹识别(Fingerprint)技术每个人的包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。这就是指纹识别技术。自动指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术和快速而可靠的算法研究。尽管指纹只是人体皮肤的一小部分，但用于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取设备，同时飞速发展的个人计算
17、机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行两个指纹的比对运算的可能。另外，匹配算法可靠性也不断提高。为此，指纹识别技术己经非常简单实用了。由于计算机处理指纹时，只是涉及了指纹的一些有限的信息，而且比对算法并不是精确匹配，其结果也不能保证100%准确。指纹识别系统的特定应用的重要衡量标志是识别率。主要由两部分组成，拒判率(FRR)和误判率(FAR)。我们可以根据不同的用途来调整这两个值。FRR和FAR是成反比的。尽管指纹识别系统存在着可靠性问题，但其安全性也比相同可靠性级别的用户账户+密码方案的安全性高得多3。1.2.2指纹特征指纹其实是比较复杂的。与人工处理不同，许多生物识别技术公司并不直接存
18、储指纹的图像。多年来在各个公司及其研究机构产生了许多数字化的算法。（1） 纹形其他的指纹图案都基于这三种基本图案。仅仅依靠纹形来分辨指纹是远远不够的，这只是一个粗略的分类，通过更详细的分类使得在大数据库中搜寻指纹更为方便快捷。如图1-1所示。图1-1 指纹特征纹形（2） 模式区模式区是指指纹上包括了总体特征的区域，即从模式区就能够分辨出指纹是属于那一种类型的。有的指纹识别算法只使用模式区的数据。指纹识别算法使用了所取得的完整指纹而不仅仅是模式区进行分析和识别。（3） 核心点核心点位于指纹纹路的渐进中心，它在读取指纹和比对指纹时作为参考点。许多算法是基于核心点的，即只能处理和识别具有核心点的指纹
19、。核心点对于指纹识别算法很重要，但没有核心点的指纹它仍然能够处理。（4） 三角点三角点位于从核心点开始的第一个分叉点或者断点、或者两条纹路会聚处、孤立点、折转处，或者指向这些奇异点。三角点提供了指纹纹路的计一数跟踪的开始之处。（5） 纹数纹数指模式区内指纹纹路的数量。在计算指纹的纹数时，一般先在连接核心点和三角点，这条连线与指纹纹路相交的数量即可认为是指纹的纹数5。1.2.3指纹应用系统简介应用系统利用指纹识别技术可以分为两类，即验证和辨识。如图1-2所示，验证就是通过把一个现场采集到的指纹与一个己经登记的指纹进行一对一的比对，来确认身份的过程。作为验证的前提条件，他或她的指纹必须在指纹库中已
20、经注册。指纹以一定的压缩格式存贮，并与其姓名或其标识联系起来。随后在比对现场，先验证其标识，然后，利用系统的指纹与现场采集的指纹比对来证明其标识是合法的。验证其实是回答了这样一个问题:“他是他自称的这个人吗？”这是应用系统中使用得较多的方法6。图1-2 指纹应用系统1.2.4 指纹识别模块 SFG-3.1介绍光学式指纹识别模块“SFG-301”光学式指纹识别模块是圣非格科技有限公司根据门禁、门锁、考勤、保险箱（柜）行业需求而推出的最新产品。它由高性能“DSP”处理器、大容量“FLASH”和彩色“CMOS”等芯片构成，具有指纹录入、图像处理、模板存储、指纹比对和指纹搜索等功能的智能型模块。实物如
21、图1-3所示。图1-3 SFG-301指纹模块实物图（1） 主要技术指标 指纹模块主要技术指标如表1-1所示。表1-1 指纹模块参数表序号项目参数备注1工作电压DC3.6-7.0V2工作电流100mA3峰值电流150mA4安全等级51-5级5拒真率0.1%安全等级为3时6认假率0.001%安全等级为3时7图像处理时间0.4秒8搜索时间1秒9存储容量120/375/800枚10UART波特率 9600N11USB1.112温度-2050（2） 串行通讯 引脚定义如表1-2所示。表1-2 引脚参数表引脚号名称定义描述1VIN电源输入电源正输入2TD数据发送串行数据输出3RD数据接收串行数据输入4N
22、C未定义5NC未定义6GND电源和信号地模块通过串行通讯接口，可直接与采用 3.3V或者 5V电源的单片机进行通讯；指纹模块的数据发送端（TD）接上位机的数据接收端（RXD） ，指纹模块的数据接收端（RD）接上位机的数据发送端（TXD)。1.3 PIC系列单片机介绍1.3.1 简介PIC单片机系列是美国微芯公司(Microchip)的产品，是当前市场份额增长最快的单片机之一。CPU采用“RISC”结构，分别有33、35、58条指令(视单片机的级别而定)，属精简指令集。而51系列有111条指令，AVR单片机有118条指令，都比前者复杂。采用Harvard双总线结构，运行速度快(指令周期约1602
23、00nS)，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期(个别除外)，这也是高效率运行的原因之一。此外，它还具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。PIC系列单片机共分三个级别，即基本级、中级、高级。其中又以中级的PICl6F873(A)、PICl6F877(A)用的最多。1.3.2 产品特点（1）精简指令使其执行效率大为提高。PIC系列8位CMOS单片机具有独特的RISC结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多
24、于8位的数据位数，这与传统的采用CISC结构的8位单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。（2）产品上市零等待。采用PIC的低价OTP型芯片，可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。（3） PIC有优越开发环境。OTP单片机开发系统的实时性是一个重要的指标，象普通51单片机的开发系统大都采用高档型号仿真低档型号，其实时性不尽理想。PIC在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。就我个人的经验看，还没有出现过仿真结果与实际运行结果不同的情况。（4），其引脚具有防瞬态能力，通过限流电阻可以接至220V交流电源，可直接与继电器控
25、制电路相连，无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。（5）彻底的保密性。PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。（6）自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。（7） 睡眠和低功耗模式。虽然PIC在这方面已不能与新型的“TIMSP430”相比，但在大多数应用场合还是能满足需要的1。本课题将采用SFG-301指纹模块与PIC16f877单片机串行通信制作。第二章 整体系统设计2.1 功能描述用于实验室的指纹门禁系统，主要功能就是用手指开门。用手指开门之前，指纹库中必须要有指纹特征信息，所以就要
26、有录入指纹这一项功能。为了实现对指纹库中的指纹进行管理，因此要有删除指纹这一项功能。2.1.1指纹开门根据每个人指纹的唯一性，以指纹作为钥匙。通过在系统中的预先建档，将个人的指纹通过指纹采集器存储到存储器中。当用户有访问需要时，指纹采集器采集用户指纹的特征信息，与指纹库中信息比对，决定用户是否有访问的权限。如果用户拥有需要的权限，那么，在验证通过之后，门禁系统输出一个锁控信号给门锁设备，实现对门的控制，如果用户没有相应的权限，验证后会给出验证失败的信息。2.1.2录入指纹要使用指纹库中的信息，这就要求系统具有录入指纹的功能，即将个人的指纹通过指纹采集器采集用户指纹的特征信息，通过光电转换后，将
27、指纹特征值和对应的编号存储到存储器中。而录入指纹之前需要首先验证当前用户是否具有录入管理权限，这里“SFG-301”模块默认1-5号指纹编号对应的人员为管理员身份。2.1.3删除指纹由于实验室的使用者有变更，所以要求该门禁系统具有删除指纹的功能，即将个人的指纹的特征信息从存储器中删除。进行删除操作前需要验证管理员身份。删除分为两种操作：按照指纹删除和按照编号删除。第一种选择删除操作后按入要删除的指纹，验证后确定操作。第二种由管理员通过键盘输入要删除人员的编号执行删除操作。2.2 系统硬件结构根据上述功能，本次设计系统的硬件部分主要包括指纹识别模块、微控器、液晶显示器、键盘、电控锁。指纹识别模块
28、主要完成指纹的采集、识别，指纹特征信息的存储、删除等操作。微控器作为系统的上位机，控制整个系统，对各个部分发出指令和控制。液晶显示器显示时间和提示操作信息以及显示管理操作菜单。和键盘一起组成人机交互界面。本次设计指纹门禁系统的硬件结构如图2-1所示。处理器门锁驱动电路处理器PIC16F877SFG-R30指纹识别模块RS232LCD显示输出设备数据存储及应答模块输入设备功能选择键盘图2-1 系统硬件示意图2.3系统软件结构2.3.1系统职能模块按操作流程或系统职能，软件主要由以下几部分构成:（1）指纹开门，按入指纹信息，系统核对指纹库是否存在匹配指纹，如果存在则执行开锁命令，否则输出开锁失败信
29、息。（2）录入指纹该部分的功能是采集并存储指纹特征信息。在采集新的指纹特征信息之前必须要管理者授权，也就是管理者指纹比对通过后，输入新指纹的功号，再采集新指纹的特征信息。（3）删除指纹该部分的作用是删除存储过的指纹特征信息。该项功能只有管理者才有此权限，所以，再执行删除操作之前，现验证管理者指纹。该项操作包括两种操作方式:按ID号删除和按指纹删除。第三章 系统硬件设计3.1 硬件构成指纹门禁系统的硬件部分主要包括指纹识别模块、微控器、液晶显示器、键盘、电控锁构成。指纹识别模块选用圣非格科技有限公司的指纹识别独立模块SFG-301。SFG-301是一款具有串行通信接口的指纹识别系统独立模块，能方
30、便自如地集成于各类识别应用产品中。SFG-301由指纹处理模块和指纹采集模块组成。光学指纹采集模块采用CMOS芯片采集高质量的指纹图像，自带CPU处理器的指纹处理模块采用斯玛特优异的指纹算法提取指纹图像特征值用于完成指纹比对功能，指纹特征值加密数据后存储于处理模块的闪存中。处理模块通过串口与外围控制器通信。液晶显示器选用SMC160IA LCD显示模块。SMC1601A是标准西文字符型液晶显示模块，显示16个字符。键盘为44键盘，微控器为PIC16F877。3.2 设备通信3.2.1模块参数SFG-301模块外部接口是标准RS-232串口，在命令工作模式下，上位机可以通过RS-232串口发送各
31、种指令控制模块。模块通过串行通讯接口，可直接与采用 3.3V或者 5V电源的单片机进行通讯；指纹模块的数据发送端（TD）接上位机的数据接收端（RXD） ，指纹模块的数据接收端（RD）接上位机的数据发送端（TXD）。3.3电路搭建3.3.1微控器与指纹模块及LCDSFG-301 指纹识别模块1(VIN)，6(GND)分别接+5V电源与地，引脚2(TD)，3(RD)分别连接PIC16F877上RC7与RC6。LCD模块RD接单片机RC6(TX)并接电源、地。电路如图3-1所示。图3-1 指纹模块及LCD部分电路图3.3.2微控器与键盘及门锁驱动微控器PIC16F877的 RD0-RD7与键盘连接，
32、 “RB1”向门锁驱动输出开关量信号。低电平为关，高电平为开9。电路图如图3-2所示。图3-2 完整电路图第四章 系统软件设计4.1指纹模块控制程序4.1.1指纹比对 指纹比对即对当前输入指纹进行验证，系统首先执行录入图像命令，对指纹区域的图像验证是否为指纹，如是指纹则进入下一步 比对指纹系统发送比对指纹命令比对通过则执行开门命令，开门10秒种后系统自动执行锁门动作命令。操作流程如图4-1所示。（1）指纹模块录入图像 功能说明： 探测手指，探测到后录入指纹图像存。指纹录入指令如表4-1所示，指纹录入应答如表4-2所示。 表4-1 录入指令2byte2byte2byte2byte2byte2by
33、te包头模块地址包标识包长度指令码校验和0XEF01FFFFFF01H03H01H05H表4-2 录入应答包格式2byte2byte2byte2byte2byte2byte包头模块地址包标识包长度确认码校验和0XEF01FFFFFF07H03HxxHSum注：确认码=00H 表示录入成功； 确认码=01H 表示收包有错； 确认码=02H 表示传感器上无手指；确认码=03H 表示录入不成功； sum 指校验和（2）精确比对两枚指纹特征指纹特征比对指令如表4-3所示。指纹特征应答如表4-4所示。 表4-3 比对指令2byte2byte2byte2byte2byte2byte包头模块地址包标识包长度
34、指令码校验和0XEF01FFFFFF01H03H03H07H表4-4 比对应答包格式2byte2byte2byte2byte2byte2byte包头模块地址包标识包长度确认码校验和0XEF01FFFFFF07H05HxxHSum注：确认码=00H 表示指纹匹配； 确认码=01H 表示收包有错；确认码=08H 表示指纹不匹配。（3）流程图发送指纹验证指令发送比对指纹命令比对通过N提示:No Pass驱动门锁开门提示:Pass延时10s驱动门锁关是指纹图像NYY提示:Input Finger待机菜单NN图4-1 指纹开门流程图4.1.2指纹录入录入指纹程序的任务就是将没有登录的指纹采集特征信息到指
35、纹库。对录入的指纹要给予相应的ID号，用户要将ID号和相对应的指纹记录下来。在录入新指纹之前，必须先比对管理者的指纹，通过后认为管理者已经授权，这时才能录入新指纹。然而对于一个新系统来说，指纹库里没有指纹特征信息，自然也没有管理者，所以，对于一个新系统而言，录入第一枚指纹时，不需要管理者指纹比对这个过程，录入的第一枚指纹系统默认管理者，并且他的ID号为01号，之后录入指纹系统自动按顺序生产ID号。操作流程如图4-2所示。发送指纹验证指令发送比对指纹命令比对通过N提示:No Pass提示:No admin是指纹图像NYY提示:No ImageID是否管理员键盘按录入键NY按入指纹发送录入指纹命令
36、提示：Success Input ID xxNNY待机菜单图4-2 指纹录入流程图4.1.3指纹删除选择删除指纹操作时，首先验证管理员身份，通过后选择根据ID删除或者根据指纹删除。操作流程如图4-3所示。发送指纹验证指令发送比对指纹命令比对通过N提示:No Pass提示:No admin是指纹图像NYY提示:No ImageID是否管理员下键盘按删除键NY按ID删除发送删除指纹命令提示：Success Del ID xx按指纹删除输入ID按入指纹指纹库中查找对应IDNYN待机菜单图4-3 指纹删除流程图4.2 其他模块驱动4.2.1 LCD显示程序LCD显示使用了RS232LCD模块，模块接单
37、片机串行输出口TX，模块采用西文字符集，所以只能显示英文。程序中调用 “LcdWrite” ，即可向LCD输出信息10。例：LcdWrite(“please in put :”); /调用LcdWrite函数输出字符串void LcdWrite(unsigned char xi, ,unsigned char y) /定义LcdWrite函数For(i=0;iy;i+) /循环字符串个数 writepoint(xi,i); /调用写点函数在LCD上生成对应字符void writepoint(unsigned char x,unsigned char y) /定义写点函数 unsigned ch
38、ar x_pt,y_pt; /定义X，Y左边变量 unsigned int address; /定义地址变量 x_pt=x; y_pt=y; address=(y_pt&0x7f)*width+x_pt/8+addr_t; /写地址 . 4.2.2 键盘程序键盘采用44键盘，程序每次循环都检测按键是否有按键按下，当有按键按下则继续判断是哪行、哪列得出键值，并根据键值输出到对应功能，键位定义如图4-4所示。图4-4 键盘键位示意图void Dispaly(unsigned char k) /按键放开子程序 unsigned char keytemp,temp; /定义变量while (1)del
39、ay10ms(1); /延迟10毫秒/keytemp=(PORTD&0x0f); /RD低四位置1，高四位置0 keytemp=0x0f; temp=(PORTD&0x0f); if (keytemp=temp) break;.4.3 系统主程序主程序控制系统的主流程，当有中断操作如键盘按下、指纹模块数据传送系统进入处理子程序12，系统主流程见图4-5。#include#include Rs232LCD.h / 加载LCD显示子程序Void Paypad(); /按键子程序检测按键void Send(void); /向串口发送命令void main() PORTB=0; TRISB=0; TR
40、ISC7=1; TRISC6=0; TRISC1=1; SPBRG=25; /设置波特率为9600BPS TXSTA=0X24; /使能串口发送，选择高速波特率 RCSTA=0X90 ; /使能串口工作 INTCON=0X00; /系统初始化 SFGInt(); /指纹模块初始化 SysInt(); /系统初始化，LCD初显及指纹模块接收 Delay(500); /延时0.5秒等待模块上电 while(RCIF=1&!Rx_Flag) ; /等待指纹模块发送数据中断 if(RCIF=1&!Rx_Flag) /如有中断发生并且接收标志位为1时 Rx_bufferRx_cnt=RCREG; Dea
41、lRX(); /处理指纹模块信息子程序 图4-5 系统主程序流程图第五章 仿真调试5.1 Proteus仿真环境介绍Proteus软件是EDA工具软件，Proteus软件除了具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，他的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试，如有显示及输出，还以看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，完全具有了硬件开发的基础。这个仿真软件可以最大限度的避免浪费，当仿真结果正确无误后再进行实物的制作。.此外，对于元件库中没有的器件，使用者也可依照需
42、要自己创建.将用汇编和C语言编写的程序编译好之后， 可以立即进行软、硬件结合的系统仿真，像使用仿真器一样来调试程序15.Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。Proteus 产品系列包含了VSM技术，用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真，仿真电路单片机参数设置如图5-1所示，仿真电路如图5-2所示。本课题中的软件程序已经在MPLAB编译完成，生成为Finger.hex，在Proteus中将单片机加载程序Fing
43、er.hex 即可，电路仿真设计在Proteus中完成，指纹识别模块由串口调试器手动输入发包信息，至此，仿真环境已经建立完成。下面进入功能测试仿真。图5-1 单片机设置参数图5-2 仿真电路5.2功能仿真5.2.1指纹开门开始仿真后，LCD提示：“Input Finger：” 图5-3， 此时在串口调试器输入编号“0006”（指纹模块仿真用串口调试器代替，指纹模块与单片机的同学测试已经通过，可接收、发送数据包，这里用指纹编号代替对应的指纹码，程序中调试标志“TestFlag=1”），程序检查是否存在“0006”编号存在则向开锁位“RB1”输出高电平同时LCD屏显“Pass”。如图5-4所示。 图5-3 提示输入指纹图5-4 指纹验证通过5.2.2指纹录入 开始仿真后，按键盘上指纹
