摘 要

目前，社会治安环境较为复杂，随着高校研究生数量的不断增加，一项更加安全、有效并且可靠的管理方式就成为了一项重要课题。本文提出了一种用于管理高校研究生宿舍安全的指纹识别门禁系统。它集图像识别技术和当代安全管理措施为一体，涉及机械、电子、光学、通讯技术、生物技术、计算机技术等诸多技术领域，能满足高校研究生宿舍安全防范管理的各项需要。

系统以单片机STC12C5A60S2为核心，由单片机控制模块、指纹验证模块、电子锁模块、人机接口模块和液晶显示屏等构成。本设计可在指纹识别模块FPM10A录入指纹后对访问者指纹进行识别验证，并在显示屏上显示验证结果。本设计的实物经过实验后已确认这些功能都可以实现。

关键词：门禁系统；指纹识别；单片机；

The design of fingerprint management access control system for college graduate students

ABSTRACT

At present, the social security environment is more complex, with the increasing number of masters, a more secure, effective and reliable management has become an important issue. Therefore, this paper puts forward a kind of fingerprint identification access control system, which is used in the security management of the graduate student dormitory. It sets the image identification technology and modern safety measures as a whole, related to the mechanical, electronic, optical, communications technology, biotechnology, computer technology and other aspects。It can meet the needs of the safety management of the University Graduate dormitoriy.

This system is based on MCU STC12C5A60S2, which consists of MCU control module, fingerprint verification module, electronic lock module, man-machine interface module and LCD screen. The design can identificate the fingerprints of people after the fingerprint identification module FPM10A saved the information of the fingerprints predetermined, the display on the screen will verify the results. After exiting the identification ,it will upload the information through the man-machine interface module. According to several experiments, those functions can be realized.

Key words：Access control system；fingerprint identification；MCU；

目录

1 绪论 - 1 -

1.1 指纹门禁系统的研究背景和意义 - 1 -

1.1.1 指纹门禁系统的研究背景 - 1 -

1.1.2 指纹门禁系统的研究意义 - 1 -

1.2 指纹门禁系统的特点 - 1 -

1.3 指纹门禁的国内外研究现状 - 2 -

1.4 课题研究内容 - 3 -

2 方案选型 - 4 -

2.1 主控芯片 - 4 -

2.2 指纹识别模块 - 4 -

2.3 通讯模块 - 5 -

2.4 电子锁模块 - 5 -

2.5 电源 - 5 -

2.6 时钟芯片和液晶显示屏 - 5 -

3 指纹门禁系统的硬件设计 - 6 -

3.1 指纹门禁系统的结构组成和功能 - 6 -

3.1.1 设计系统简介 - 6 -

3.1.2 指纹门禁系统的结构组成 - 6 -

3.2 主控单片机STC12C5A60S2 - 7 -

3.2.1 STC12C5A60S2单片机结构和特点 - 7 -

3.2.3 单片机最小系统设计 - 8 -

3.3 FPM10A指纹识别模块设计 - 9 -

3.3.1 FPM10A介绍 - 9 -

3.3.2 FPM10A接口电路图 - 10 -

3.4 DS1302时钟电路模块设计 - 10 -

3.4.1 DS1302简介 - 10 -

3.4.2 DS1302接口电路 - 11 -

3.5 LCD16002液晶显示模块设计 - 11 -

3.5.1 LCD1602介绍 - 12 -

3.5.2 LCD1602及接口电路 - 12 -

3.6 PL2303HX通讯模块设计 - 13 -

3.6.1 PL2303HX介绍 - 13 -

3.6.2 PL2303HX接口电路 - 14 -

3.7 USB电源指示电路 - 14 -

3.8 蜂鸣器电路 - 15 -

3.9 电子锁模块 - 15 -

3.10 键盘输入模块 - 16 -

3.11 LED指示灯 - 17 -

4 指纹门禁系统的软件设计 - 18 -

4.1 系统工作分析 - 18 -

4.2 主程序流程图 - 18 -

4.3 键盘程序流程图 - 19 -

4.4 LCD显示程序流程图 - 20 -

4.5 DS1302时钟程序流程图 - 21 -

4.6 指纹识别程序设计 - 21 -

4.6.1 指纹模块通讯协议介绍 - 21 -

4.6.2 指纹模块的握手验证 - 22 -

4.6.3 指纹模板的采集存储 - 22 -

4.6.4 指纹识别程序设计 - 23 -

5 系统调试 - 25 -

5.1 实物焊接 - 25 -

5.1.1 焊前准备 - 25 -

5.1.2 注意事项 - 25 -

5.1.3 实物图 - 25 -

5.2 调试 - 25 -

5.2.1 上电及初始化 - 25 -

5.2.2 进入指纹模式 - 26 -

5.2.3 指纹擦除 - 27 -

5.2.4 录入指纹 - 27 -

5.2.5 指纹识别 - 27 -

5.2.7 返回时间显示 - 28 -

结 论 - 29 -

致 谢 - 30 -

参考文献 - 31 -

附录A - 32 -

附录B - 33 -

附录C - 34 -

1 绪论

1.1 指纹门禁系统的研究背景和意义

1.1.1 指纹门禁系统的研究背景

科学技术快速发展，人们享受到了越来越多的科技产品带来的便利，生活水平也越来越高，人们对办公以及居住场所安全管理要求也越来越高。

随着信息技术尤其是生物识别技术的不断发展，这项技术已经越来越受到人们的广泛关注，其中最有代表性的则是指纹识别技术。