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根据所学的知识,设计基于单片机的指纹密码锁。 设计要求:系统有两种解锁方式:密码解锁,指纹解锁,两种方式不冲突;指纹或密码解锁时,如果输入错误密码或者使用无效指纹时会提示错误,解锁失败次数达到5次,系统会报警提示;如果密码正确或者指纹有效,继电器吸合,电磁锁打开;可以修改开锁密码,但是要正确输入原始旧密码。
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摘 要
安全防盗一直以来都是人们重点关注的问题,目前使用最多的防盗手段是机械锁。
由于传统机械锁的结构简单,而且其机理早已被研究透彻,被撬事件更是层出不穷。市
面上推出一些 IC 卡电子锁,虽然安全性较传统机械锁有所提升,但是还是有 IC 卡丢失
和被复制的风险。而每个人的指纹都是独一无二且难以复制的,因此指纹密码锁的设计
和开发具有重要的实际研究意义。
本论文提出并设计了一款由单片机控制,安全实用的指纹密码锁。锁具不需要机械
钥匙,通过密码或指纹就可以解锁,实时状况通过 LCD 显示屏显示。所使用的指纹传
感器可录入多枚指纹,减少了需要随身携带钥匙以及钥匙丢失等诸多麻烦。设备设计了
警报装置,输入密码错误或指纹无效时会触发蜂鸣器报警。为防止有人不断非法解锁,
每五次非法解锁后系统将会被锁定一段时间,此时将无法进行任何操作,且会一直发出
警报,以起到警示主人和震慑不法使用者的作用,使防盗安全性大大提高。设计测试结
果表明,指纹传感器反应灵敏,密码解锁和指纹解锁都非常的快捷,省去了随身携带钥
匙的麻烦指纹识别快速,且修改密码、录取和删除指纹等操作也非常的方便。
关键词:指纹密码锁;单片机;LCD 显示屏;蜂鸣器
Abstract
Security has always been the focus of people's attention. At present, the most widely
used anti-theft means is mechanical lock. Because the structure of traditional mechanical
locks is simple and its mechanism has been thoroughly studied, the incidents of being picked
are endless. Some IC card electronic locks are introduced on the market. Although the
security is improved compared with traditional mechanical locks, there is still the risk of IC
card loss and copying. Everyone's fingerprint is unique and difficult to copy, so the design
and development of fingerprint lock has important practical research significance.
In this paper, a safe and practical fingerprint password lock controlled by single chip
microcomputer is proposed and designed. The lock can be unlocked by password or
fingerprint without mechanical key, and the real-time status can be displayed by LCD display.
The used fingerprint sensor can record multiple fingerprints, which reduces the troubles of
carrying keys and losing keys. The equipment is designed with an alarm device, which will
trigger a buzzer alarm when the password is wrong or the fingerprint is invalid. In order to
prevent people from unlocking illegally, the system will be locked for a period of time after
every five times of illegal unlocking. At this time, no operation can be performed, and an
alarm will be given all the time to warn the owner and deter illegal users, thus greatly
improving the security against theft. The test results show that the fingerprint sensor has a
sensitive response, and both password unlocking and fingerprint unlocking are very fast,
which saves the trouble of carrying a key with you. Fingerprint identification is fast, and it is
also very convenient to modify passwords, admit and delete fingerprints.
Key words: Fingerprint cipher lock;single-chip microcomputer; LCD display;buzzer
目 录
引言.......................................................................................................................1
1 课题背景意义及研究内容.............................................................................1
1.1 课题背景及研究意义..........................................................................................................1
1.2 课题研究内容......................................................................................................................2
2 设计方案选择.................................................................................................2
2.1 系统控制芯片的选择..........................................................................................................2
2.2 指纹传感器的选择..............................................................................................................2
2.3 显示器件的选择..................................................................................................................2
2.4 数据存储芯片的选择..........................................................................................................2
2.5 输入按键的选择..................................................................................................................3
2.6 系统整体设计方案..............................................................................................................3
3 系统硬件设计.................................................................................................4
3.1 单片机最小系统..................................................................................................................4
3.1.1 单片机 STC89C52 ............................................................................................................4
3.1.2 单片机最小系统................................................................................................................4
3.2 LCD12864 液晶显示模块....................................................................................................6
3.3 AS608 指纹识别模块 ..........................................................................................................7
3.4 AT24C02 数据存储模块......................................................................................................7
3.4.1 AT24C02 的介绍...............................................................................................................7
3.4.2 AT24C02 电路设计...........................................................................................................8
3.5 按键输入模块......................................................................................................................8
3.6 蜂鸣器电路设计..................................................................................................................9
3.7 继电器驱动电路设计..........................................................................................................9
4 系统软件设计...............................................................................................10
4.1 程序语言及软件开发环境................................................................................................10
4.2 系统主要功能....................................................................................................................10
4.3 主函数设计........................................................................................................................11
4.4 AS608 指纹搜索子函数......................................................................................................13
4.5 LCD12864 显示函数..........................................................................................................13
4.6 矩阵键盘检测函数............................................................................................................15
5 系统调试与测试...........................................................................................16
5.1 硬件调试与检测................................................................................................................16
5.2 软件调试与检测................................................................................................................16
6 结论...............................................................................................................18
谢辞.....................................................................................................................19
参考文献.............................................................................................................20
附录.....................................................................................................................21
第 1 页 共 29 页
引言
随着人们生活水平的提高,在收入增加的同时,需要保护的东西也越来越多,家庭
防盗问题也变得尤其突出。而锁具在安全防盗中起着至关重要的作用,一把好的锁具能
让安全指数大大提高,更能让使用者安全感倍增。人们对传统机械锁具的使用已有几千
年历史,虽然经过不断的更新换代,但是被撬的事件还是层出不穷。传统机械锁的结构
简单,人们早已对其机理研究透彻,更是有不法分子非法售卖万能开锁套件,非常容易
就能购买到,经过公安部门的实验检测,使用这种万能开锁套件可以打开大多数人们经
常使用的锁型,严重威胁到人们的生命财产安全。虽然现在对盗窃行为的打击越来越严
重,但还是有人铤而走险。而且机械锁具开锁方式单一,若不慎丢弃或者忘记携带钥匙,
会给我们带来诸多麻烦。
较于传统机械锁,指纹密码锁的优势主要有:使用性灵活,不需要借助任何工具,
只需验证指纹或输入密码,减少或消除了门卡、钥匙携带和丢失的所带来的麻烦;采用
无钥匙孔设计,不用担心锁孔磨损老化和恶意堵塞钥匙孔等问题,更加安全,因不设钥
匙孔,锁芯由电子电路控制,所以没有被撬锁的风险,即使破坏外部设备,也无法打开
锁芯。单片机由于其小巧灵活、功能繁多、价格低廉等特点,应用范围非常广泛,一般
功能的单片机已经可以满足电子锁基本的控制要求。而指纹传感器经过多次的更新换代,
已变得更加的灵敏安全,对指纹识别的条件苛刻,传感器对手指的温度、湿度进行感应,
甚至会检测血液流动来判断是否使用的是手指解锁,使得指纹模型复制的条件变得极其
困难,从而有效防止不法分子使用复制指纹等非法手段解锁,大大提高了使用安全性。
本文先是介绍了课题的背景以及研究内容,接着对通过比较各器件的优缺点对方案
进行选择,得出总体设计方案。然后对各器件的功能模块和电路设计以及程序设计进行
阐述,最后通过调试对设计进行改进完善,得出结论。
1 课题背景意义及研究内容
1.1 课题背景及研究意义
此次毕业设计的课题是《基于单片机的指纹密码锁》,是工程设计类的课题。
随着科学学技术的不断发展,锁具已从传统的机械锁衍生出了电子锁、电磁锁、激
光锁、指纹锁等多种类型的锁。在传统的钥匙开锁加上其他开锁条件,如密码、指纹、
面容、视网膜等方式控制门锁开关,可以使钥匙难以复制,让不法之徒无从下手。这样
可以极大地增强锁具的安全性,也让用户对自己的财产安全有更多的保护。目前,安全
信息系统地应用日益广泛,特别是对个人隐私、机密文件、财产安全的等领域的保护发
挥着重大作用,而以电子指纹密码锁为基础的安全系统就是其重要内容之一,所以对其
进行研究是非常有意义的。
由于社会发展进程加快,人们需要保存的东西也越来越多,如果每个保存点都需要
配备一把钥匙,就会给使用者带来非常多的麻烦。而电子锁不仅可以用于住宅与办公室,
由于其小巧轻便,还可以安装在储物柜、保险箱等地方,而且不用携带钥匙,方便了使
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白茶丫
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