基于STC89C52主控芯片的智能門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著生物科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，智能門(mén)禁出現(xiàn)在人們的生活中，其大大提高了門(mén)禁的安全性與便捷性。智能門(mén)禁的核心技術(shù)為生物識(shí)別，如指紋、面容、聲音等。設(shè)計(jì)就是以指紋識(shí)別為主體的智能門(mén)禁系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括STC89C52單片機(jī)、指紋識(shí)別模塊、顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、矩陣鍵盤(pán)模塊，并兼有身份修改和報(bào)警功能，其主要功能是通過(guò)指紋識(shí)別模塊來(lái)采集應(yīng)用指紋達(dá)到指紋解鎖的目的，通過(guò)矩陣鍵盤(pán)達(dá)到密碼解鎖的目的，通過(guò)蜂鳴器達(dá)到報(bào)警目的，通過(guò)AT24C02達(dá)到存儲(chǔ)更多指紋的目的，通過(guò)LCD12864顯示模塊讓人更好的進(jìn)行身份修改。該系統(tǒng)錄入身份信息方便，識(shí)別快捷，沒(méi)有鑰匙的存在減少了出行的負(fù)擔(dān)，報(bào)警系統(tǒng)也很好的保障了居家安全，具有很大的實(shí)用意義。關(guān)鍵詞：智能門(mén)禁系統(tǒng)；STC89C52；指紋密碼；目錄緒論 11.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析 21.1主控芯片的選擇 21.2指紋識(shí)別模塊的選擇 31.3顯示器件的選擇 31.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片的選擇 41.5按鍵輸入器件的選擇 42.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 52.1單片機(jī)最小系統(tǒng) 52.2LCD12864液晶顯示電路 62.3AS608指紋識(shí)別模塊 72.4存儲(chǔ)電路 92.5矩陣鍵盤(pán) 92.6蜂鳴器電路 102.7繼電器電路 113.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 133.1主函數(shù)的設(shè)計(jì) 123.1.1按鍵檢測(cè)與處理 133.1.2顯示管理界面與注冊(cè)指紋操作 193.1.3刪除指紋 193.1.4修改密碼 203.1.5執(zhí)行解鎖操作 213.1.6采集指紋 223.2系統(tǒng)測(cè)試 24結(jié)論 25參考文獻(xiàn) 26附錄一：PCB圖27附錄二：系統(tǒng)原理圖28附錄三：實(shí)物圖29附錄四：源代碼30基于單片機(jī)的智能門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)緒論門(mén)禁自古有之，并且一直在人類(lèi)社會(huì)中發(fā)揮著巨大的作用。門(mén)禁系統(tǒng)在古代就是簡(jiǎn)單的門(mén)鎖，在現(xiàn)代則是涉及各種技術(shù)如電子、機(jī)械、光學(xué)等對(duì)出入通道進(jìn)行管制的系統(tǒng)。從最開(kāi)始的沒(méi)有鎖，緊接著木制門(mén)鎖，鐵制門(mén)鎖，再到各種機(jī)械鎖，可無(wú)論這些鎖結(jié)構(gòu)多么合理，人們總能有各種辦法將其打開(kāi)，安全性一直得不到有效的保障；前人的工作，不是缺少能工巧匠或是各種更加稀缺的材料，而是缺少相應(yīng)的技術(shù)理論作為支撐，一成不變顯示出的是時(shí)代的局限性。直到近現(xiàn)代電子密碼鎖、磁卡鎖的出現(xiàn)，人們才終于擺脫傳統(tǒng)的鎖與鑰匙這對(duì)千百年來(lái)的經(jīng)典搭檔，安全性與便捷性取得了極大的突破。但隨著電子鎖在生活中開(kāi)始慢慢普及，它們的缺點(diǎn)開(kāi)始顯現(xiàn)，密碼鎖的密碼很容易被別人獲取，磁卡鎖容易磨損丟失，隨著這些弊端被展現(xiàn)出來(lái)，人們開(kāi)始渴求一種更安全、便捷的門(mén)禁的出現(xiàn)。隨著生物科學(xué)的不斷進(jìn)步，門(mén)禁系統(tǒng)獲得了飛躍式的發(fā)展，一種滿(mǎn)足人們要求的門(mén)禁出現(xiàn)了，包括基于指紋識(shí)別，面容識(shí)別、聲音識(shí)別的門(mén)禁系統(tǒng)等，它們的各種性能又有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。本設(shè)計(jì)的目的是用指紋識(shí)別為主體，來(lái)設(shè)計(jì)出一款性能上佳、實(shí)用價(jià)值很高的門(mén)禁系統(tǒng)?；舅悸窞橐詥纹瑱C(jī)為控制核心，包括按鍵輸入模塊、指紋識(shí)別模塊、存儲(chǔ)模塊、顯示模塊等，其中兼顧報(bào)警功能與身份修改功能。經(jīng)論證后確定了設(shè)計(jì)的大概方向，對(duì)于一些問(wèn)題也能夠有所預(yù)見(jiàn)，因?yàn)橐玫缴矸菪薷墓δ?，所以顯示模塊所用到的器件必須要能夠顯示中文，實(shí)用價(jià)值很高就必須要考慮到各器件的價(jià)格等，還有一些問(wèn)題則需在設(shè)計(jì)中慢慢解決，如如何規(guī)劃按鍵輸入模塊中各按鍵的功能，指紋識(shí)別模塊是如何進(jìn)行采集指紋工作的，還有如何利用好單片機(jī)對(duì)各模塊的控制等。1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析這一章主要介紹了系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，并兼顧各部分硬件的挑選。門(mén)禁系統(tǒng)是以指紋密碼鎖為主體，兼有顯示模塊、按鍵輸入模塊、存儲(chǔ)模塊等為組成部分，具有兩種解鎖方式，報(bào)警功能和身份修改功能的一種系統(tǒng)設(shè)計(jì)。具體的系統(tǒng)方案如圖1.1所示。圖1.1系統(tǒng)方案框圖1.1主控芯片的選擇方案一：使用STC89C52單片機(jī)作為控制芯片。STC89C52單片機(jī)不僅有著系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、可以同時(shí)進(jìn)行大量網(wǎng)絡(luò)程序編程和文件下載的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，而且其使用成本也不高，所以受眾很廣。方案二：使用MSP430單片機(jī)作為控制芯片，它的運(yùn)算速度快，處理能力強(qiáng)，功耗較低，但是開(kāi)發(fā)難度大，價(jià)格相對(duì)昂貴，對(duì)于門(mén)禁系統(tǒng)來(lái)說(shuō)性?xún)r(jià)比較不高。根據(jù)上述的描述，考慮到設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片。1.2指紋識(shí)別模塊的選擇 方案一：使用AS608指紋識(shí)別模塊，其內(nèi)部含有高速DSP處理能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)指紋的采集與識(shí)別，單片機(jī)與該模塊之間采用常見(jiàn)的串口通訊協(xié)議，這樣使得設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單。通過(guò)串口能夠控制指紋的采集，識(shí)別，刪除，添加等操作。因?yàn)槠洳僮骱?jiǎn)單，價(jià)格實(shí)惠，所以反饋一直很好。方案二：使用ATK-301電容式指紋識(shí)別模塊，其具有功耗低、識(shí)別速度更快、耐靜電等級(jí)高等特點(diǎn)，但價(jià)格較為昂貴，受眾人群較少。通過(guò)比較，考慮到設(shè)計(jì)成本，最后選擇AS608作為設(shè)計(jì)的指紋識(shí)別模塊。1.3顯示器件的選擇方案一：使用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。它有兩種顯示方式，其中靜態(tài)式編程簡(jiǎn)單，但占用I/O口多，給設(shè)計(jì)增添了繁復(fù)性，相較于前者，動(dòng)態(tài)顯示效果與之相仿，且能夠節(jié)省I/O口，功耗更低。不過(guò)LED數(shù)碼管在顯示內(nèi)容較多時(shí)具有一定的局限性，會(huì)導(dǎo)致焊接難度增大，功耗也會(huì)隨之增大。方案二：使用LCD1602進(jìn)行顯示。它是字符型液晶顯示模塊，其優(yōu)點(diǎn)是顯示一些簡(jiǎn)單的圖案比較方便，控制也很簡(jiǎn)單，成本較低。缺點(diǎn)是對(duì)于字體大小的顯示有一定限制，且不能顯示圖形、曲線、漢字。方案三：使用LCD12864液晶顯示屏顯示。12864主要優(yōu)點(diǎn)是它的功耗小、體積小,重量輕等；缺點(diǎn)是LCD12864液晶顯示器的信息量大,程序和控制器的工作電路都較為復(fù)雜，成本較高。綜合上面的描述，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中需要顯示的內(nèi)容較大，且要顯示中文，所以采用LCD12864來(lái)對(duì)其進(jìn)行了顯示。1.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片的選擇方案一：使用STC89C52芯片自身具有的存儲(chǔ)功能。方案二：購(gòu)買(mǎi)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的存儲(chǔ)芯片，如AT24C02，它的優(yōu)點(diǎn)在于功耗較小，有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。因?yàn)樵谑褂肧TC89C52芯片的存儲(chǔ)功能時(shí)，必須先要進(jìn)行擦除整個(gè)扇區(qū)之后才能進(jìn)行寫(xiě)入，這樣在實(shí)際使用時(shí)會(huì)比較麻煩，所以在這里我們來(lái)采用AT24C02存儲(chǔ)芯片。1.5按鍵輸入器件的選擇方案一：采用獨(dú)立的按鍵作為輸入器件，一個(gè)按鍵就是對(duì)應(yīng)著一個(gè)功能并占用一個(gè)IO口，這樣所引起的結(jié)果就是有多少個(gè)按鍵單片機(jī)就需要檢查多少次，而且當(dāng)按鍵的數(shù)目比較大時(shí)候就會(huì)有導(dǎo)致單片機(jī)IO口被嚴(yán)重地占用，從而造成別的元器件不能夠做到同步連接，按鍵的反應(yīng)速度也會(huì)被降低。其優(yōu)點(diǎn)是可以直接讀取，比較適合按鍵較少的情況下使用。方案二：采用矩陣鍵盤(pán)作為輸入裝置。其主要優(yōu)點(diǎn)就是占用IO口的資源相對(duì)較少，缺點(diǎn)就是必須通過(guò)掃描來(lái)檢測(cè)按鍵的情況,程序復(fù)雜,所以占用的時(shí)間相對(duì)較多。在實(shí)際操作過(guò)程中，使用獨(dú)立的按鍵作為輸入裝置時(shí)，IO口被占用過(guò)多，按鍵的反應(yīng)速度也達(dá)不到要求，所以采用矩陣鍵盤(pán)。通過(guò)上面的比較與選擇，門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)的所有硬件都被選擇出來(lái)。分別是STC89C52為主控芯片；AS608作為指紋識(shí)別模塊；AT24C02作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片；LCD12864作為液晶顯示；矩陣鍵盤(pán)作為輸入設(shè)備；另還加入了身份修改和報(bào)警功能。2.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)STC89C52作為使用最為廣泛的單片機(jī)之一，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，且功耗低，性能高；STC公司通過(guò)對(duì)它傳統(tǒng)內(nèi)核的改進(jìn)，使其擁有了較高的性?xún)r(jià)比以及良好的使用反饋。單片機(jī)，電源、晶振、復(fù)位電路一起搭建了單片機(jī)最小系統(tǒng)。這里的供電采用USB電源線連接手機(jī)充電器插頭即可。在設(shè)計(jì)中因?yàn)閱纹瑱C(jī)與AS608指紋識(shí)別模塊直接相連，所以采用串口通信；這時(shí)選用11.0592MHz的晶振的數(shù)據(jù)誤差較小；當(dāng)采用石英晶振時(shí)，電容在20~40pf之間都可，這里采用的是30pf。圖2.1晶振電路然后是復(fù)位電路，包括上電自動(dòng)復(fù)位和開(kāi)關(guān)復(fù)位。如圖2.2所示，當(dāng)復(fù)位按鍵沒(méi)被按下，此時(shí)電路實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位；當(dāng)芯片正常工作，可以按下按鍵使RST管腳出現(xiàn)高電平進(jìn)而達(dá)到手動(dòng)復(fù)位的效果。圖2.2復(fù)位電路最后由各部分組成的最小系統(tǒng)電路圖如圖2.3所示。圖2.3STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖2.2LCD12864液晶顯示電路帶中文字庫(kù)的12864是一種點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊，顯示分辨率是128×64，可以很好的完成顯示漢字與圖形的任務(wù)。LCD12864有20個(gè)引腳，其中4號(hào)是指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào)；5號(hào)為讀寫(xiě)選擇信號(hào)；6號(hào)為使能信號(hào)。

值得注意的是，如在應(yīng)用中僅用串口通訊模式，可將PSB接固定低電平。圖2.4展示的就是LCD12864與單片機(jī)的連接圖，其中引腳3端為液晶對(duì)比度調(diào)節(jié)端，連接一個(gè)10KΩ電位器來(lái)調(diào)節(jié)液晶對(duì)比度。圖2.4LCD12864與單片機(jī)連接圖2.3AS608指紋識(shí)別模塊AS608指紋識(shí)別設(shè)備采用光學(xué)指紋傳感器，能夠很好的勝任指紋采集、識(shí)別、匹配等工作。采集到的指紋直接存儲(chǔ)到傳感器內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)中，AS608傳感器最大可以存儲(chǔ)120枚指紋，每個(gè)指紋模板占用512字節(jié)。AS608指紋傳感器采用串口的方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以只需要將指紋模塊接入到單片機(jī)串口引腳上，通過(guò)串口就可以進(jìn)行控制指紋傳感器了。由于指紋傳感器的工作電壓是3.3V，而單片機(jī)系統(tǒng)電源電壓是5V，所以在在實(shí)際使用中電源引腳上加入D4和D5兩個(gè)二極管進(jìn)行降壓到3.3V左右給指紋傳感器供電，利用了每個(gè)二極管大概降壓0.7到1V左右的原理，電路圖如下2.5圖所示，實(shí)物圖如下圖2.6所示。圖2.5AS608電路圖圖2.6AS608實(shí)物圖其中2號(hào)3號(hào)分別為串行數(shù)據(jù)的輸出與輸入，TTL邏輯電平；5號(hào)為感應(yīng)信號(hào)輸出端，；6號(hào)為觸摸感應(yīng)電源輸入端；7號(hào)、8號(hào)為USB電源端的正負(fù)端。其中TTL邏輯電平指+5V等價(jià)于邏輯“1”，0V等價(jià)為邏輯“0”。AS608有八個(gè)引腳，但在設(shè)計(jì)中只用到四個(gè)引腳，其可采用串口通訊或者USB通訊，前者編程簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣，但兼容性較差，后者編程較難，不過(guò)兼容性好；在這里，對(duì)兼容性沒(méi)有太高的要求，所以采用串口通訊。AS608與單片機(jī)連接電路圖如圖2.7所示。其中TX、RX直接接在單片機(jī)的P3.0與P3.1引腳。圖2.7AS608與單片機(jī)連接圖2.4存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)中使用的存儲(chǔ)芯片AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOSEEPROM，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)。AT24C02芯片如圖2.8所示。圖2.8AT24C02芯片實(shí)物圖AT24C02的其中1、2、3號(hào)引腳為器件地址選擇；5號(hào)是串行數(shù)據(jù)、地址；6號(hào)是串行時(shí)鐘；7號(hào)為寫(xiě)保護(hù)。在設(shè)計(jì)中只需一個(gè)AT24C02芯片，所以直接將A0、A1、A2三個(gè)引腳都連接到GND，而WP寫(xiě)保護(hù)引腳通用接到GND上，這樣更加方便讀/寫(xiě)操作。如圖2.9所示。圖2.9AT24C02電路圖2.5矩陣鍵盤(pán)矩陣鍵盤(pán)作為設(shè)計(jì)的按鍵輸入設(shè)置，一方面減少單片機(jī)的I/O口占用，另一方面也很好的承擔(dān)起按鍵在設(shè)計(jì)中所需要發(fā)揮的作用。圖2.10為矩陣鍵盤(pán)電路圖。圖2.10矩陣鍵盤(pán)電路本次設(shè)計(jì)中矩陣鍵盤(pán)對(duì)應(yīng)的功能如下表表2-1矩陣鍵盤(pán)對(duì)應(yīng)功能表123進(jìn)入管理456選擇上一項(xiàng)789選擇下一項(xiàng)退格0確定返回2.6蜂鳴器電路蜂鳴器選用5V電磁式有源蜂鳴器；蜂鳴器的工作電流較大，只用單片機(jī)I/O輸出的電流無(wú)法讓其正常工作，所以需要利用三極管開(kāi)關(guān)電路來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。設(shè)計(jì)使用的是一個(gè)PNP型的S8550三極管。其基極串聯(lián)一個(gè)1K的電阻連接到單片機(jī)的I/O，當(dāng)I/O口輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫；當(dāng)I/O口輸出高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止鳴叫。蜂鳴器及其驅(qū)動(dòng)電路如圖2.11所示。蜂鳴器在設(shè)計(jì)中起到的是報(bào)警功能，當(dāng)正常解鎖即輸入密碼或者指紋識(shí)別時(shí)錯(cuò)誤，蜂鳴器就會(huì)報(bào)警三次。圖2.11蜂鳴器電路2.7繼電器電路繼電器（relay）是一種電控制器件，這里與電磁鎖相連，控制電磁鎖的開(kāi)閉。當(dāng)單片機(jī)控制繼電器時(shí)，IO口輸出電流不足以使繼電器吸合，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)，所以需要一個(gè)電流放大電路。驅(qū)動(dòng)電路如圖2.12所示。圖2.12繼電器驅(qū)動(dòng)電路這里采用S8550三極管進(jìn)行放大。單片機(jī)IO口輸出高電平時(shí)，三極管截止，繼電器斷開(kāi)；當(dāng)片機(jī)IO口輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合。在硬件電路設(shè)計(jì)好之后，就可以開(kāi)始對(duì)硬件電路進(jìn)行測(cè)試，主要是避免一些漏焊、缺焊，或是一些有方向的器件方向錯(cuò)誤的情況發(fā)生，最終在測(cè)試過(guò)程中有著幾處焊接錯(cuò)誤，改正之后，再次測(cè)試，結(jié)果達(dá)到要求。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1主函數(shù)的設(shè)計(jì)程序開(kāi)始，首先進(jìn)行的是對(duì)單片機(jī)和一些器件初始化，包括LCD12864顯示模塊初始化，串口初始化，定時(shí)器初始化，讀取存儲(chǔ)在AT24C02的密碼，最后再顯示初始界面，其中初始界面包括“編號(hào)、狀態(tài)”。

初始化結(jié)束之后開(kāi)始進(jìn)行循環(huán)，首先獲取矩陣鍵盤(pán)并按鍵處理，隨后判斷是否顯示管理界面，是，則顯示，否，則判斷是否注冊(cè)指紋，是，則執(zhí)行注冊(cè)指紋操作，否，則判斷是否刪除指紋，是，則執(zhí)行刪除指紋操作，否，則判斷是否修改密碼，是，則執(zhí)行修改密碼操作，否，則判斷是否正常解鎖，是，則執(zhí)行解鎖檢測(cè)操作，否，則檢測(cè)自動(dòng)關(guān)閉鎖，隨后返回，接著獲取矩陣鍵盤(pán)并按鍵處理。主函數(shù)流程圖如下所示。圖3.1主函數(shù)流程圖3.1.1按鍵檢測(cè)與處理按鍵檢測(cè)分為兩步，首先判斷是否有按鍵按下，隨后確定是哪個(gè)按鍵。開(kāi)始，需要將所有行線置低，然后觀察列線有無(wú)低電平的現(xiàn)象，哪一列有，則該列有按鍵按下，如果都沒(méi)有，則沒(méi)有按鍵按下；確定有按鍵按下后，再逐次將行線置低，當(dāng)某條行線置低時(shí)上一步所得出的列也為低，則行列相交的那個(gè)按鍵被按下。按鍵處理是門(mén)禁系統(tǒng)重要的功能之一，在這里，有按鍵按下之后，有以下幾種情況發(fā)生：如果按下的是數(shù)字鍵且在輸入ID狀態(tài)且，則判斷輸入未滿(mǎn)最大整位數(shù)，是才可以繼續(xù)輸入，緊接著判斷是否為編號(hào)第一位，顯示出輸入的數(shù)字，然后開(kāi)始編號(hào)計(jì)算，編號(hào)輸入位加1；

（2）如果按下的是數(shù)字鍵且在輸入密碼狀態(tài)且在修改密碼且在顯示輸入新密碼，則顯示正在輸入的數(shù)字，如果不是在輸入新密碼，則顯示*，輸入數(shù)字后，讀入密碼，密碼輸入位數(shù)加1；

（3）如果按下的是進(jìn)入管理界面，則需輸入密碼，顯示屏上顯示“請(qǐng)輸入管理密碼”；

（4）如果按下的是返回上一級(jí)菜單：在錄入指紋等三項(xiàng)操作中，清除顯示，回到管理選擇界面，在非管理界面，如在輸入密碼階段，則清除顯示，顯示主界面，清除密碼輸入完成的標(biāo)志；

（5）如果按下的是復(fù)位按鍵，電磁鎖打開(kāi)，按下該按鍵，手動(dòng)關(guān)門(mén)，關(guān)閉繼電器，清除計(jì)時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器；

（6）如果按下的是選擇上一項(xiàng)，在管理界面，則選擇上一項(xiàng)管理，非管理界面，無(wú)效；

（7）如果按下的是選擇下一項(xiàng)，在管理界面，則選擇下一項(xiàng)管理，非管理界面，無(wú)效；

（8）如果按下的是退格，在輸入密碼階段且當(dāng)時(shí)已經(jīng)有輸入了，則輸入密碼個(gè)數(shù)減1；在ID編號(hào)輸入狀態(tài)且當(dāng)時(shí)已經(jīng)有輸入了，編號(hào)位數(shù)減1；其余情況無(wú)效；

（9）如果按下的是確定鍵：a.確定管理界面選項(xiàng)，判斷是否為錄入指紋，是，則顯示“錄入指紋，編號(hào)”，否，則判斷是否為刪除指紋，是則顯示“刪除指紋，編號(hào)”否，則判斷是否為修改密碼，是則顯示“請(qǐng)輸入舊密碼”否，則返回；b.密碼輸入完成時(shí)的確定，如果在修改密碼且在再次輸入新密碼且兩次輸入的密碼一致時(shí)（確定），則顯示“密碼修改成功”“請(qǐng)妥善保管好”，如果兩次輸入的密碼不一致，則顯示“密碼修改失敗”，如果在修改密碼且在輸入新密碼，則顯示“請(qǐng)?jiān)俅屋斎胄旅艽a”如果在修改密碼且在輸入舊密碼且舊密碼正確則顯示“請(qǐng)輸入新密碼”舊密碼錯(cuò)誤則顯示“密碼錯(cuò)誤”，如果在進(jìn)入管理界面輸入密碼時(shí)，密碼正確則標(biāo)記進(jìn)入管理界面，錯(cuò)誤則顯示“密碼錯(cuò)誤”，如果在密碼解鎖時(shí)，密碼正確，則顯示“解鎖成功”，繼電器吸合，電磁鎖打開(kāi)，錯(cuò)誤則顯示“密碼錯(cuò)誤”；d.在注冊(cè)或刪除指紋時(shí)編號(hào)輸入完成時(shí)確定，則標(biāo)記進(jìn)入指紋采集。按鍵處理流程圖如圖3.2、3.3、3.4所示。圖3.2按鍵處理流程圖1圖3.3按鍵處理流程圖2圖3.4按鍵處理流程圖33.1.2顯示管理界面與注冊(cè)指紋操作想要顯示管理界面，首先在初始界面按下進(jìn)入管理界面按鍵，隨后開(kāi)始顯示輸入密碼，密碼正確則進(jìn)入管理界面，錯(cuò)誤則顯示“密碼錯(cuò)誤”。顯示管理界面之后，可以看到管理系統(tǒng)界面下面有著錄入指紋、刪除指紋、修改密碼三項(xiàng)操作。流程圖如圖3.5所示。執(zhí)行注冊(cè)指紋操作首先判斷輸入的ID是否正確，其中ID正確是指輸入的ID要在存儲(chǔ)指紋限度之內(nèi)，即001到020之間，如005則正確，021則錯(cuò)誤；ID錯(cuò)誤則顯示編號(hào)錯(cuò)誤，ID正確則接著判斷采集指紋是否成功，其中采集指紋過(guò)程會(huì)在下文詳細(xì)描述，采集指紋失敗則顯示采集失敗，成功則顯示錄入成功，最后返回；流程圖如圖3.6所示。圖3.5顯示管理界面流程圖圖3.6注冊(cè)指紋流程圖3.1.3刪除指紋刪除指紋首先判斷輸入的ID是否正確，這里的ID正確包括兩種，一種在001到020之間，一種則是編號(hào)999，其代表清空指紋庫(kù)，ID錯(cuò)誤則顯示“編號(hào)錯(cuò)誤”，ID正確則判斷刪除指紋是否成功，成功則顯示刪除成功，否則顯示清空指紋。流程圖如圖3.7所示。圖3.7刪除指紋流程圖3.1.4修改密碼執(zhí)行修改密碼操作，首先需要輸入舊密碼，舊密碼正確則可輸入新密碼，舊密碼錯(cuò)誤會(huì)顯示“密碼錯(cuò)誤”，輸入新密碼確定后，會(huì)要求再次輸入新密碼，與上一次一致則顯示“密碼修改成功”，不一致則顯示“密碼修改失敗”，最后返回。流程圖如圖3.8所示。圖3.8修改密碼流程圖3.1.5執(zhí)行解鎖操作執(zhí)行解鎖有兩種方式，其一是指紋解鎖，其二是密碼解鎖；指紋解鎖首先判斷指紋識(shí)別是否成功，成功則顯示指紋編號(hào)，指紋解鎖，接著打開(kāi)電磁鎖，開(kāi)始重新計(jì)時(shí)，延時(shí)后自動(dòng)清除顯示內(nèi)容，最后返回，失敗則顯示“不正確的指紋”，隨后報(bào)警三次，最后清除顯示內(nèi)容，返回，指紋解鎖流程圖如圖3.9所示。密碼解鎖首先判斷密碼是否正確，正確則解鎖成功，打開(kāi)電磁鎖，延時(shí)后自動(dòng)清除內(nèi)容，最后返回，否則顯示“密碼錯(cuò)誤”，報(bào)警三次，延時(shí)后清除內(nèi)容，返回，流程圖如圖3.10所示。圖3.9指紋解鎖流程圖圖3.10密碼解鎖流程圖3.1.6采集指紋采集指紋首先要生成特征1，接著判斷特征文件是否生成成功，失敗則繼續(xù)采集，如果達(dá)到40次還沒(méi)有成功，則直接退出，成功則繼續(xù)采集下一個(gè)特征2，再判斷特征文件2有沒(méi)有生成成功，失敗則繼續(xù)采集，超過(guò)25次直接返回，成功則合并兩個(gè)特征文件并判斷指紋模板是否生成成功，成功則將結(jié)果存于緩沖區(qū)，失敗則直接返回，流程圖如圖3.11所示。圖3.11采集指紋流程圖3.2系統(tǒng)軟件測(cè)試本設(shè)計(jì)采用KeilμVision4進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。測(cè)試必要的工具:KEIL軟件。系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)軟件安裝方面主要是通過(guò)軟件KEIL中的軟件程序進(jìn)行應(yīng)用程序自動(dòng)編寫(xiě)，將自己已經(jīng)手動(dòng)編寫(xiě)好的軟件程序直接自動(dòng)生成.hex的文件下載安裝到單片卡主機(jī)中。通過(guò)觀察整個(gè)調(diào)試系統(tǒng)正常正在運(yùn)行的調(diào)試狀態(tài)，然后對(duì)調(diào)試程序系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)性的修改和重新調(diào)試，最終可以獲得一個(gè)更加完善的調(diào)試系統(tǒng)。結(jié)論本文首先介紹了課題的研究背景及意義，接著分別對(duì)系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。然后將兩者相結(jié)合，搭建出完整的智能門(mén)禁系統(tǒng)實(shí)物，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試并記錄測(cè)試結(jié)果。

經(jīng)過(guò)測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)可以通過(guò)指紋與密碼兩種方式進(jìn)行解鎖，而在輸入解鎖信息錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)給出警告；在解鎖之后，電磁鎖打開(kāi)，幾秒之后自