摘 要

该指纹门禁系统主要由89C52单片机、输入部分和输出部分组成。输入部分主要由AS608指纹模块和矩阵键盘组成；输出部分主要由LCD12864液晶显示屏、报警器模块及电磁锁模块组成。该设计能够通过系统菜单完成指纹解锁、密码解锁及系统设置的基本功能。当用户指纹比对成功或者密码正确时，电磁锁会解锁，并且LCD液晶显示屏也会显示：合法用户，欢迎进入；当用户指纹比对失败或者密码错误时，报警器会报警，并且LCD液晶显示屏也会显示：非法用户，禁止进入。当用户选择系统设置后，可以根据系统菜单的提示进行指纹管理与密码设置：指纹管理包含添加指纹和清空指纹的功能；密码设置包含更改密码和初始化密码的功能。通过调试实物可证明本设计可以较好地实现以上的功能。

关键词：报警器；LCD屏显示；指纹锁；密码锁

The Design of Fingerprint Access Control System

ABSTRACT

The fingerprint access control system is mainly composed of an 89C52 single-chip microcomputer, an input part and an output part. The input part is mainly composed of the AS608 fingerprint module and the matrix keyboard; The output part is mainly composed of LCD12864 liquid crystal display, alarm module and electromagnetic lock. Module composition. The design can complete the basic functions of fingerprint unlocking, password unlocking and system setting through the system menu. When the user's fingerprint is successful or the password is correct, the electromagnetic lock will be unlocked, and the LCD screen will also display: legal users, welcome to enter; when the user's fingerprint comparison fails or the password is wrong, the alarm will alarm, and displaying from LCD also shows: illegal users, no entry. After the user selects the system settings, the fingerprint management and password settings can be made according to the prompts of the system menu: fingerprint management includes the function of adding fingerprints and clearing fingerprints; the password setting includes the function of changing the password and initializing the password. Through physical proof, the design can better achieve the above functions.

Key words：Alarm System；LCD display；Fingerprint Lock；Code Lock

目 录

1 前言 1

1.1 课题研究的目的及意义 1

1.2 国内外同类研究概况 2

1.3 本设计内容及实现功能 3

2 指纹门禁系统的硬件设计 4

2.1 系统硬件电路的框架设计 4

2.2 电源的电路设计 5

2.3 矩阵键盘的电路设计 6

2.4 指纹模块的电路设计 7

2.5 LCD12864液晶显示的电路设计 9

2.6 蜂鸣器报警的电路设计 10

2.7 继电器模块的电路设计 11

2.8 密码掉电保护的电路设计 12

3 指纹门禁系统的软件设计 13

3.1 系统主程序的软件设计 13

3.2 存储器模块的软件设计 14

3.3 串行口数据接收的软件设计 16

3.4 显示模块的软件设计 18

3.5 矩阵键盘的软件设计 20

3.6 密码锁模块的软件设计 21

3.7 指纹锁模块的软件设计 24

3.7.1 连接测试的软件设计 24

3.7.2 指纹比对的软件设计 26

3.7.3 指纹登记的软件设计 27

3.7.4 清空指纹的软件设计 29

4 系统调试 31

4.1 调试环境 31

4.2 调试的操作过程及结果 31

4.2.1 调试前的准备工作 31

4.2.2 调试的操作过程 31

4.2.3 调试结果 33

4.3 系统调试心得 37

5 结论与展望 39

5.1 结论 39

5.2 展望 39

致 谢 40

参考文献 41

附录 43

指纹门禁系统原理图 43

1 前言

课题研究的目的及意义

随着现代科学技术的发展，智能门禁系统（Intelligent Access Control System）逐渐开始流行在新型小区中，其中电子卡片锁最为流行，虽然电子卡片锁具有良好的安全性，但是这些锁的便携性受限于外界条件，不免有丢失、盗窃、复制等风险。而指纹识别系统（Fingerprint Recognition System）本身具有高安全性、唯一性、便携性等优点，于是指纹识别技术占据门禁系统市场的份额也逐渐越来越多。随着人们对智能门禁系统简洁性要求的提高，指纹识别的门禁系统也将更加频繁的出现在我们日常生活中^[1]。

目前，随着大众对身份识别技术的要求越来越高，指纹识别技术也逐渐被广泛地应用在了各式各样的场合，嵌入式指纹识别系统也越来越受到人们的重视，大家都争相学习指纹识别相关方面的技术，中国的指纹识别技术也在迅速发展^[2]。目前，中国二代身份证上已经开始收录居民指纹，这在以后的犯罪事件中也将起着非常深远重大的意义。随着指纹识别技术的蓬勃发展，指纹识别技术在门禁系统方面的应用也越来越普遍，它既满足了人们对高安全指数，也满足了当代人们对简洁效率的追求。指纹门禁系统一开始是在军事领域的应用，由于它的高效率、低成本、易普及等优点，这一技术也将逐渐出现在行政管理部门中应用，然后逐步发展到在智能小区中投入使用。指纹门禁系统发展的趋势也将是便民化、普遍化的良好发展前景。

随着科技的发展，指纹识别的应用领域已逐渐从军用过渡到民用和警用。低成本和高效率的指纹识别门禁系统也将逐步推广到人们生活的各个方面:无论在考勤打卡、图书馆人流量计数、小区门禁等民用领域，还是治安管理、刑侦办案、刑事侦查等警用领域，它都有着很大的发展空间^[3]。希望国家在未来能够加大力度支持和提高指纹识别门禁系统在日常生活中的普及率。

国内外同类研究概况

在生物识别技术（Biometric Technology）中，指纹识别技术有着十分悠久的历史。早在中国古代，指纹在签字画押就起着举足轻重的角色^[4]。上世纪60年代，计算机技术发展十分迅猛，人们开始利用计算机处理指纹，自动识别指纹的研究和应用也相继在多个国家展开。指纹识别常用的三种手段为人工识别、光学识别、计算机识别。其中，人工识别是利用指纹专家利用丰富的经验和大量时间和精力来完成识别工作的，这样效率低的方式很难得以推广；光学识别运用光学原理以及专业的光学器件对指纹采集与对比，虽然速度快，但装置复杂和精度问题的缺点使得这方面的研究较少；最初利用计算机识别指纹，运行速度十分缓慢，但是有着装置简单精度高等优点，随着计算机科学的发展，指纹识别的运行速度也将随之提高，利用计算机实现指纹识别也是有着非常明显的趋势^[5]。