基于单片机的指纹识别电子密码锁设计中期报告
单片机课程设计__电子密码锁报告
基于单片机控制的电子密码锁摘要：本系统由单片机系统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。
系统能完成开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。
除上述基本的密码锁功能外，还具有调电存储、声光提示等功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。
本系统成本低廉，功能实用关键词：AT89S51，AT24C02, 电子密码锁，矩阵键盘一、引言随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。
设计本课题时构思了两种方案：一种是用以AT89s51为核心的单片机控制方案；另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。
考虑到数字电路方案原理过于简单，而且不能满足现在的安全需求，所以本文采用前一种方案。
二、方案论证与比较方案一：采用数字电路控制。
其原理方框图如图1－1所示。
图2－1 数字密码锁电路方案采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。
用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。
电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。
密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。
方案二：采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。
利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。
基于单片机指纹识别电子密码锁的设计
基于单片机指纹识别电子密码锁的设计摘要：针对性价比很高的单片机在指纹识别技术中应用越来越广泛。
提出一种基于单片机的指纹识别电子密码锁的设计方法，实现了传统锁到新型指纹锁的转化。
该方法采用Atmeg16单片机原理，实现了单片机对指纹识别和加密的控制过程。
采用Altium Designer软件对自动指纹识别系统电路进行了设计，并进行了模拟实验和实物制作，实验结果充分证明了这种设计的可行性，对指纹识别密码锁的设计和研发具有一定的指导意义。
关键词：指纹识别；模块化；指纹；Atmeg16单片机0 引言随着现在技术的快速发展，指纹采集技术在生活中应用越来越广泛。
指纹信息成为我们验证身份的简单而又快捷的方法。
指纹辨别与指纹验证在识别身份中成为一项关键技术。
在实际应用中，首先在指纹库提取一个指纹信息，然后我们现在采集大量人的信息与之前提取的信息对比来辨别是不是我们需要的信息。
指纹纹路分为三种：环形纹路，弓形纹路和螺旋形纹路，这三种纹路是最基本的纹路其余的纹路都是基于这三种纹路演化的，但是在庞大的指纹库中直接搜索某一个指纹计算量是非常大的，但是利用这一基本的分类能使检索的速度与准确性大大的提高。
1 基本原理系统的工作原理：当用户在使用时，首先指纹模块会感应手指在指纹模块上，指纹模块就会自检、初始化，处理器隔一段时间自检，液晶屏上显示。
指纹识别模块采集过程，在指纹模块中会对指纹进行拍照、处理、提取、保存、与库中匹配等一系列的过程，最后指纹模块会把对比的结果传给处理器，处理器收到信号匹配成功后，输出信号给光耦使光耦闭合大电流通过给指纹锁的执行机构，实现启锁功能。
2 硬件设计电子密码锁包括五个方面：光学指纹识别模块，锁内部机械机构（杠杆机械减速系统），指纹锁主板，外部锁机械，中央处理器单元。
2.1 中央处理器系统采用Atmeg16单片机作为主控制器。
Atmeg16单片机是一种低功耗的8位单片机片，16k字节的应用程序存储空间，1K 字节SRAM，32 个引脚，32 个通用工作寄存器，同时此单片机内部还有更程序调试的JTAG 接口三个灵活的定时器/计数器，模式（T / C），内部/外部中断，可编程串行USART，初始条件，8路串行接口，10个数模或者模数转换模块，具有内部振荡器，可编程看门狗定时器，SPI串行口，同时单片机拥有自己的省电模式。
基于单片机的电子密码锁报告
摘要在现代社会，电子密码锁已不是一个陌生的名词。
本设计是基于P8052AH单片机为控制核心的密码锁设计方案，它是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，运用键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、红外检测模块、报警电路、键盘输入次数锁定电路来完成开锁、闭锁等任务。
利用识别密码是否正确来开锁或报警。
通过键盘输入次数记录来实现键盘的锁定。
本文设计的密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。
关键词：P8052AH、报警、红外检测、密码检测、多用户AbstractIn modern society, the electronic lock has not a strange noun. The design is based on P8052AH as control core design scheme of locks, it is a password to control circuit through work, or chip keyboard input, password revision, password lock circuit, detection and alarm circuit, keyboard input frequency lock, to complete the circuit, etc. Using the correct password recognition to replace or alarm. Through the keyboard input frequency to lock the keyboard recording. In this design with high security locks, low cost, low power consumption, easy operation, etc.Keywords: P8052AH；control circuit；identify the password;alarm目录摘要 (1)Abstract (1)第一章引言 (1)1.1 电子密码锁的设计背景……………………………1.2 国内外的现状………………………………………1.3 本设计所要实现的目标…………………………第二章系统方案的设计………………………………………2.1 设计思路及原理……………………………………2.2 系统方案一…………………………………………2.3 系统方案二…………………………………………2.4 系统方案的选择……………………………………第三章硬件电路的设计……………………………………3.1 核心的处理器的设计………………………………3.2 电源模块的设计……………………………………3.3 矩阵键盘的设计……………………………………3.4 开锁电路的设计……………………………………3.5 密码存储模块的设计………………………………3.6 报警系统的设计……………………………………3.7 红外检测模块的设计………………………………3.8 显示电路的设计……………………………………3.9 系统设计的总体电路图……………………………第四章系统软件的设计……………………………………4.1主程序的设计…………………………………………4.2用户切换模块的设计…………………………………4.3密码修改模块的设计…………………………………4.4密码存储和读取的设计…………………………………4.5报警模块的设计…………………………………………第五章系统仿真与调试……………………………………第六章结束语…………………………………………………附录一参考文献………………………………………………附录二程序代码………………………………………………第一章引言1.1 电子密码锁的设计背景随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。
基于单片机的指纹密码锁的设计
基于单片机的指纹密码锁的设计1. 本文概述随着科技的进步和社会的发展，安全性已成为现代社会关注的焦点。
在众多安全措施中，指纹密码锁作为一种高安全性的识别技术，逐渐成为人们生活的重要组成部分。
本文旨在设计一种基于单片机的指纹密码锁系统，该系统利用先进的指纹识别技术，结合单片机的数据处理能力，实现对个人财产和隐私的有效保护。
本文首先对指纹密码锁的原理和工作流程进行详细阐述，分析其在实际应用中的优势。
随后，本文将重点介绍系统的硬件设计和软件编程。
硬件设计包括指纹模块、单片机控制模块、锁控模块等关键部分的选型和连接软件编程则涵盖指纹识别算法的实现、用户信息管理、安全策略等方面的内容。
本文还将对系统的性能进行测试与分析，评估其安全性、稳定性和实用性。
本文将总结设计过程中的关键点和创新之处，并对未来指纹密码锁的发展趋势进行展望。
通过本文的研究，我们期望为指纹密码锁的设计和应用提供有益的参考，推动其在智能家居、金融安全等领域的广泛应用。
2. 系统设计原理与方案指纹密码锁的设计基于单片机技术，其核心原理在于将指纹识别技术与密码验证功能集成于一个紧凑、安全的系统中。
单片机作为控制核心，负责处理指纹识别模块采集的指纹信息，并与预设的指纹数据库进行比对，同时管理密码输入与验证过程。
系统设计方案包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要涉及单片机的选型、指纹识别模块的集成、密码输入界面的设计以及锁体控制模块的搭建。
单片机应选用性能稳定、功耗低、具有足够处理能力的型号，以满足系统实时性和安全性的要求。
指纹识别模块需选用高精度、高识别率的型号，以确保指纹信息的准确采集与比对。
密码输入界面应设计简洁、易操作，方便用户输入密码。
锁体控制模块则负责控制锁的开关状态，确保在验证通过后才能解锁。
软件设计方面，主要包括指纹识别算法的实现、密码验证逻辑的设计以及单片机控制程序的编写。
指纹识别算法需考虑算法的准确性、速度和稳定性，以应对不同环境和用户的使用需求。
基于单片机指纹识别电子密码锁的设计
在软件编写方面，需要编写指纹识别算法和控制系统程序。指纹识别算法需 要实现图像采集、预处理、特征提取和比对等功能；控制系统程序需要实现系统 的逻辑控制和操作，包括对指纹信息的处理、密码的验证和系统的启动、停止等 控制。
在硬件配置方面，需要选择合适的单片机、指纹采集设备和存储器等。单片 机是整个系统的核心，需要根据系统的性能要求和成本等因素进行选择；指纹采 集设备需要根据实际应用场景进行选择，例如光学式或电容式指纹采集设备；存 储器需要选择具有高可靠性和稳定性的Flash存储器或EEPROM存储器。
3、开发智能化和网络化的电子密码锁：通过接入互联网或物联网技术，实 现远程控制和监控，提高密码锁的使用便利性和安全性。
参考内容
引言
随着科技的进步和人们生活水平的提高，各种电子设备的应用越来越广泛， 人们对个人隐私和数据安全的保护需求也在不断增加。为了提高密码锁的安全性， 人们提出了许多设计方案，其中基于单片机的指纹识别电子密码锁设计是一种高 效、便捷的保
。在特征提取阶段，通过对指纹图像的细节特征进行分析，提取出用于比对 的特征点。最后，将这些特征点与存储在系统中的模板进行比对，以判断用户的 身份。
密码存储是保证密码安全性的重要环节。在基于单片机的指纹识别电子密码 锁设计中，通常采用Flash存储器或EEPROM存储器来存储密码和指纹模板。这些 存储器具有反复擦写和掉电不丢失数据的特性，可以保证密码的安全性和可靠性。
四、系统调试
在系统调试过程中，我们需要分别对电路、单片机控制程序和指纹识别算法 进行调试。
1、电路调试：首先，我们需要检查电源电路的稳定性和信号传输电路的通 断性，确保电路工作正常；其次，我们需要调试电阻网络部分，确保指纹信号的 准确转化。
2、单片机控制程序调试：在程序编写完成后，我们需要通过串口调试工具 对程序进行调试，检查程序是否能够正常工作、是否存在语法错误等。
基于单片机的指纹识别电子密码锁系统的设计
本栏目责任编辑：梁书计算机工程应用技术基于单片机的指纹识别电子密码锁系统的设计杨淑裕，鄢艳红*（广州中医药大学医学信息工程学院，广东广州510006）摘要：提供一基于51系列单片机的指纹识别电子密码锁系统设计。
系统由STC89C52RC 单片机为主控芯片、AS608指纹识别模块、矩阵键盘模块、LCD12864显示模块以及报警模块等组成。
系统实现了指纹录入功能、指纹密码解锁和删除功能，以及通过按键重设密码等功能，达到了指纹识别系统设计的有效性和可靠性，方便安全。
关键词：单片机；指纹识别；AS608；矩阵键盘；门禁系统中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1009-3044(2021)15-0228-03开放科学（资源服务）标识码（OSID ）:Design of Fingerprint Identification Electronic Password Lock System Based on Single Chip MicrocomputerYAN Shu-yu,YAN Yan-hong*（Guangzhou University of Chinese Medicine School of Medical Information Engineering ，Guangzhou 510006，China ）Abstract:This paper provides design of a fingerprint identification electronic password lock system based on a 51series single-chip microcomputer.The system consists of STC89C52RC single chip microcomputer as the main control chip,AS608fingerprint recognition module,matrix keyboard module,LCD12864display module and alarm module.The system realizes fingerprint entry function,fingerprint password unlocking and deleting function,and password resetting function by pressing keys,which achieves the effectiveness and reliability of fingerprint identification system design,and is convenient and safe.Key words:single chip microcomputer;Fingerprint recognition;AS608;Matrix keyboard;Access control system 随着时代的发展，在个人身份验证领域，有了新的选择——生物识别技术，利用纯天然信息——指纹，其具有的唯一性、广泛性和终身不变性设计指纹识别系统，其具有简单和便利的优势，识别精度高。
基于单片机的电子密码锁实验报告
201X年小学期单片机设计实验报告题目：基于16F877的电子密码锁班级：班内序号：实验组号：学生姓名：指导教师：基于16F877的电子密码锁实验摘要在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。
若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。
具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。
随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。
为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。
密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作、记住密码即可开锁等优点。
目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。
本系统由16F877单片机系统（主要是16F877单片机最小系统）、4×4矩阵键盘、LCD1602显示和报警系统等组成，具有设置、修改四位用户密码、输入提示音、密码错误报警等功能（本设计由单片机控制LCD显示，密码正确显示password ok！密码错误显示wrong，please reset！用户reset后进行重新输入。
由单片机控制矩阵键盘含有0-9数字键和A-F功能键。
按F键，则进行密码重置功能）。
本系统成本低廉，功能实用。
（宋体五号）A b s t r a c tIn daily life and work, the department of housing and security, unit documents, financial statements and some personal information to save more in order to lock the ways to solve. If use the traditional mechanical key to open the lock, people often need to carry multiple keys, use very convenient, and the key missing after security is compromised. With anti-theft alarm function such as electronic combination lock instead of password quantity is little, security, poor mechanical combination lock is inevitable trend. With the continuous development of science and technology, people in daily life the demand is higher and higher safety insurance device. To meet the requirements of people on the use of the lock, increase its safety, use the password instead of the key combination lock arises at the historic moment. Combination lock with high safety, low cost, low power consumption, easy operation, remember password lock, etc.Currently use electronic combination lock is mostly based on single chip microcomputer technology, single chip microcomputer as the main device, the encoder and decoder for software.This system consists of 16 f877 microcontroller system (mainly minimum 16 f877 microcontroller system), 4 * 4 matrix keyboard, LCD1602 display and alarm system, etc, and has set up four, modify user password, password, input prompt error alarm functions (this design by the single chip microcomputer control LCD display, the password correctly display the password ok! Wrong password shows wrong, both please reset! The user to enter again after reset. By single-chip microcomputer control matrix keyboard contains 0-9 number keys and A - F function keys. Press the F key, then carries on the password reset function). This system is low cost, function and practical.WM function to control its turn. And this is so called navigating aptitudinally .关键字单片机——microcontroller 芯片——CMOS chip16F877一、PIC16F877系列单片机简介PIC16F87X ( 含873P874P876P877) 是美国微芯(Microchip) 公司推出的高性能单片机，除具有单片机的通用资源外，该系列单片机还采用哈佛总线结构、二级指令流水线取指方式、精简指令集(RISC)和内部具有E2 PROM 数据存储器及FLASH 结构的程序存储器、仅35 条单字节单周期指令、在系统串行编程技术和在线调试技术。
基于单片机的指纹密码锁的设计
DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.09.034基于单片机的指纹密码锁的设计王威霖㊀石㊀瑶㊀盛慧龙㊀粱昊达㊀田小梅㊀黄㊀帅(南京工业大学浦江学院㊀江苏㊀211200)摘要:如今,家庭安全越来越受到大家的关注,传统机械锁构造比较简单,安全性较低;指纹密码锁安全性较高,保密性较好,深受大家青睐㊂本项目研究的指纹密码锁以STC89C52单片机技术为主控单元,采用指纹识别和矩阵键盘作为解锁方式,采用LCD12864液晶显示器实时显示解锁信息,本指纹密码锁具有密码修改,退格,重输等各项功能,一定程度上提高了安全性㊂测试结果表明,本系统符合本设计的各项要求㊂关键词:STC89C52单片机;指纹识别;矩阵键盘中图分类号:TS914.211.7㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)09-0034-01㊀㊀引言:由于传统机械锁的结构较为简单,安全性比较低,被撬锁的时间频频发生,且传统机械锁出门必须带钥匙,给人们带来了一些不便,一旦丢失㊁被盗,就会带来很多麻烦,甚至造成极大的安全隐患㊂现如今,安全问题越来越被人们重视,且如今的社会是一个快速㊁高效㊁便捷的社会,而生物特征识别技术恰恰满足了以上几点要求,并且安全性较高㊂指纹密码锁较传统机械锁而言,速度更快,使用更便捷,安全性更高,且成本较低,具有很好的市场价值㊂1㊀系统设计系统由STC89C52单片机㊁指纹识别模块㊁矩阵键盘模块㊁LCD12864液晶显示器㊁存储芯片以及蜂鸣器报警模块组成㊂该系统的设计以STC89C52单片机为主控板㊂采用串口通讯协议控制AS608指纹识别模块对指纹的采集㊁识别等;液晶显示器采用分辨率较高的LCD12864,且接口方式较为简单,操作方便;采用AT24C02存储芯片,采用单独存储芯片是因为AT24C02有一个16字节页写缓冲器以及一个专门的写保护功能,在存储数据时较单片机内部芯片而言更为便捷;为减少I/O口的使用,此处采用矩阵键盘㊂2㊀硬件设计2.1单片机主控板㊂首先是电源,任何电子产品都离不开电源,由于51单片机的正常工作电压为4.5~5.5V,所以我们采用USB线连接5V移动电源或者电脑USB接口对电源进行供电㊂其次是晶振电路,本设计中采用的是12MHz的石英晶振,并联的两个30uF的陶瓷电容可以起到微调频率的作用㊂2.2指纹识别模块㊂指纹识别模块采用的是AS608㊂该型号指纹识别模块内含DSP处理,采集与识别指纹速度相对较快,单片机通过串口通讯协议控制AS608将识别采集到的指纹添加到存储器中,也可以删除已有的指纹㊂2.3液晶显示器㊂LCD1602液晶显示器又称LCD1602字符型液晶,可以同时输出32个字符,每个字符都由5∗7点阵组成,控制简单,成本较低,但是考虑到本设计需要显示的内容较多,LCD1602显示器显示有限,所以采用了LCD12864液晶显示器,该显示器分辨率为128∗64,且内置汉字和ASCLL字符,使用方便㊂3㊀软件设计3.1主函数的设计㊂以void main()作为主函数的入口,在函数的开头对单片机和外围器件进行初始化,只有这样,才能对一些变量重新赋值,函数整体必须死循环,如果不是死循环,程序运行一次就退出了,无法对准确的对指纹进行检测,只有进入死循环才能达到检测的目的㊂且函数内的各项子函数封装好后放入主函数内,这样有利于程序的阅读和修改㊂3.2AS608指纹模块的函数㊂AS608采用串口通讯协议与单片机进行通讯㊂一共分为搜索和匹配两个步骤,单片机发送搜索指令给指纹模块,指纹模块进行搜索并采集直到采集完成,随后进行匹配,匹配成功,则输出正确,反之,输出错误㊂3.3矩阵键盘检测函数㊂矩阵键盘检测采用先行再列的检测方法,先讲所有列置低,检测各个行,如果有某一行为低电平,则这一行有按键被按下㊂将这一行置低,从上到下将每一列逐个置低,若出现低电平,则该行列交点被按下㊂4㊀设备调试4.1液晶显示器模块的调试过程㊂LCD12864液晶显示模块在使用中用到了字库显示和绘图显示,在使用过程中出现了花屏现象㊂查阅液晶显示手册后发现,字库显示和绘图显示其中一个已经在屏幕上时,另一种显示就会与其重叠,并不会进行擦除㊂了解这一特点后,对程序做了一定修改,在操作字库显示时就擦除绘图显示,反之一样,重新烧入程序后花屏问题就不存在了㊂4.2矩阵键盘按键读取调试㊂按键读取程序将每一个按键都赋予特定的功能,由于键值的计算量较大,所以让键值直接显示到液晶显示器上,这样每按下一个按键时显示器上就会显示其键值,然后在程序中给每一个按键设计其独特的功能㊂4.3综合调试㊂当按下一键启动键后,亮红灯,初始密码为000000,显示解锁成功,电磁锁打开,亮黄灯;按下 管理界面 按键,输入初始密码000000,显示 录入指纹 ㊁ 删除指纹 ㊁ 修改密码 三个选项,选择录入指纹后,可以输入1-9共九个编号,每个编号都可以录入一个指纹,删除指纹与修改密码选项也都可以使用,没有出现差错㊂5㊀总结在模块调试与综合调试过程中,还是有一些不足之处,比如LCD12864液晶显示器的花屏问题,所幸所有问题都已经解决,指纹密码锁从密码解锁到指纹的录入删除以及密码的修改,均无出差错,可靠性较高㊂该文设计的指纹密码锁,使人们出门并不需要带钥匙,给人们带来极大的便捷,较传统机械锁而言更加便捷㊁高效,安全性也更高㊂参考文献:[1]杨争辉,李多,叶桦.基于AS602的智能指纹锁系统设计与实现[J].电子器件,2016,39(002):495-500.[2]张信.智能指纹锁的研究与实现[D].杭州电子科技大学,2015.[3]何棚,刘齐峰,刘洋.指纹锁探讨[J].科协论坛(下半月),2013(03):38-39.㊃43㊃。
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教师
课题名称：基于单片机的指纹别电子密码锁设计
从开题以来我所做的具体工作以及取得的进展和下一步主要工作：
从开题以来，我就已经开始从网上、图书馆等搜集有关指纹识别模块、密码锁的各种相关资料，为系统方案的论证和系统的总体设计以及最后的论文撰写收集所需材料。对系统的方案论证和元件选择等重新做了论证。
在论证结束后，我就开始根据收集的资料进行密码锁系统硬件电路的设计，根据系统的基本要求选择器件。系统的控制采用ATmeg16单片机，指纹识别模块采用ZAZ-010深圳指昂公司生产的UART型指纹识别模块。
在硬件电路设计完成后，我列出了所需的元件清单准备购买元件。在元件购买结束后，就开始进行硬件电路的焊接。
到目前为止，硬件电路已经焊接完毕，对照设计的原理图进行硬件电路检查已完成，正开始参照查阅的相关资料进行程序的设计。等程序设计完成后进行电路的调试。
下一步的重点工作就是继续电路的调试,使其尽可能的达到所有技术指标。并撰写毕业设计论文，完成设计任务。
按照目前的工作进度，在串口通信和识别率方面不太理想化。是目前存在的最大问题。在接下来的时间准备在程序调试方面进行努力！。在基本功能实现的基础上尽量添加实用的功能，终取实现系统的最大利用率。
学生签字：
2010年5月14日
指导教师的建议与要求：
指导教师签字：
年月日
注：本表格同毕业设计（论文）一同装订成册，由所在单位归档保存。