單片機(jī)指紋識別程序+PCB文件設(shè)計

ID:363250 · 發(fā)表于 2020-2-16 11:25

本指紋識別設(shè)計包含資料、程序、PCB等
制作出來的實(shí)物圖如下：

Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

單片機(jī)源程序如下:

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include"lcd1602.h"
sbit buzzer=P2^0; //蜂鳴器低電平打開蜂鳴器
sbit red= P1^0; //紅色燈表示錄入模式
sbit green= P1^1; //綠色燈表示識別模式
sbit k2=P3^4; //錄入一次指紋
sbit k1=P3^3; //模式識別轉(zhuǎn)換
sbit k3=P3^2; //清除所有指紋（10個指紋清除）
#define Max_User 10
#define error 2
unsigned char SaveNumber=0,searchnum=0;
unsigned int SearchNumber=0;
unsigned int clk0=0;
unsigned char str[3]={0,'\0','\0'};
unsigned char code Identify[16]="Lock: Idenfity";
unsigned char code Input[16] ="Lock: Input ";
bit modeflag=0,clearallflag=0,changeflag=0;
// modeflag=0 為識別模式 modeflag=1為錄入指紋模式
//每成功錄入一次指紋 SaveNumber++
//////////////////////////////////////常用指令定義/////////////////////////////
//Verify Password ：驗(yàn)證設(shè)備握手口令
unsigned char code VPWD[16]={16,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01,0,7,0x13,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1b}; //回送12個
//設(shè)置設(shè)備握手口令
unsigned char code STWD[16]={16,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01,0,7,0x12,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1a}; //回送12個
//GetImage ：探測手指并從傳感器上讀入圖像
unsigned char code GIMG[14]={12, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3,1,0x00,0x05}; //回送12個
//Gen Templet1 ：根據(jù)原始圖像生成指紋特征1
unsigned char code GENT1[14]={13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff,0x01,0,4,2,1,0x00,0x08}; //回送12個
//Gen Templet2 ：根據(jù)原始圖像生成指紋特征2
unsigned char code GENT2[14]={13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff,0x01,0,4,2,2,0x00,0x09}; //回送12個
//Search Finger ：以CharBufferA或CharBufferB中的特征文件搜索整個或部分指紋庫
unsigned char code SEAT[18]={17, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,8, 4,1,0,0, 0,0x65, 0x00,0x73}; //回送16個
//Merge Templet ;將CharBufferA與CharBufferB中的特征文件合并生成模板，結(jié)果存于ModelBuffer。
unsigned char code MERG[14]={12, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3,5 , 0x00,0x09};//回送12個
//Store Templet ：將ModelBuffer中的文件儲存到flash指紋庫中
unsigned char code STOR[16]={15, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,6,6,2, 0x00,0x00, 0x00,0x0f}; //回送12個
//Read Note
unsigned char code RDNT[14]={13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,4,0x19, 0, 0x00,0x1e};
//Clear Note
unsigned char code DENT[46]={45,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,36,0x18,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x00,0x3d};
//DEL one templet
unsigned char code DELE_one[16]={16, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,7, 0x0c, 0x00,0x00, 0,1, 0x00,0x15};
//DEL templet ;清空指紋庫
unsigned char code DELE_all[12]={12,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3, 0x0d,0x00,0x11};
//////////////////////////////////////常用指令定義-------結(jié)束///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////宏定義////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define FALSE 0
#define TURE 1
//狀態(tài)定義表
#define on 1
#define off 0
#define MAX_NUMBER 63
#define _Nop() _nop_()
//////////////////////////////////////宏定義------------結(jié)束////////////////////////////////////////////////////////
unsigned char FifoNumber=0;
xdata unsigned char FIFO[MAX_NUMBER+1]={0};
/*********1毫秒延時程序**********/
void delay1ms(unsigned int t)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<t;i++)
for(j=0;j<120;j++)
;
}
void TxdByte(unsigned char dat)//串口發(fā)送信息,通過查詢方式發(fā)送一個字符
{
TI = 0; //讓TI＝0
SBUF = dat; //讀入數(shù)據(jù)
while(!TI); //等待發(fā)送完畢
TI = 0; //清零
}
bit Command(unsigned char *p,unsigned char MaxTime) //命令解析,給模塊發(fā)送一個命令
{
unsigned char count=0,tmpdat=0,temp=0,i=0,package=0,flag=0,checksum=0;
bit result=0, start=0,stop=0;
TxdByte(0xef);//數(shù)據(jù)包包頭識別碼
TxdByte(0x01);//數(shù)據(jù)包包頭識別碼
i=*p; //數(shù)組的第“0”個元素、里面存放了本數(shù)組的長度，把這個長度給變量i，方便進(jìn)行操作
p++;
p++;
for (count=i-1; count!=1;count--) //Sent command String
{
temp=*p++;//取第個“1”個元素的內(nèi)容，然后發(fā)送
TxdByte(temp);//將數(shù)據(jù)發(fā)送出去
}
result=TURE;//發(fā)送完成,結(jié)果為真 (真為1)
FifoNumber=0;
for (count=MAX_NUMBER+1; count!=0; count--)//清空所有FIFO[]數(shù)組里面的內(nèi)容，寫入0X00
FIFO[count-1]=0x00;
if (result)
{
result=FALSE;
start =FALSE;
stop =FALSE;
count=0;
clk0=0; //清零CL0計數(shù)
do /////////////////////////////do的內(nèi)容////////////////////////////////
{
restart0:
if (RI==1)//如果接收到數(shù)據(jù)
{
tmpdat=SBUF;//先把接收到的數(shù)據(jù)放到tmpdat中
RI=0;
if ((tmpdat==0xef)&&(start==FALSE))//這個數(shù)據(jù)為第一個傳回來的數(shù)據(jù)，也就是“指令應(yīng)答”的第一個字節(jié)
{
count=0;
FIFO[0]=tmpdat;//讀入第一個應(yīng)答字節(jié)(0XEF)，存在第“0”個元素中
flag=1;
goto
restart0;//可以用中斷方式進(jìn)行
}
if(flag==1)//第一個字節(jié)已經(jīng)回來，所以flag==1成立
{
if(tmpdat!=0x01) //接收數(shù)據(jù)錯誤，將重新從緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)
{
flag=0;//接收應(yīng)答失敗
result=FALSE;
start =FALSE;
stop=FALSE;
count=0;
goto
restart0;
}
//如果成功接收到0xef01，可以開始接收數(shù)據(jù)
flag=2;//flag=2;表示應(yīng)答成功，可以開始接收數(shù)據(jù)了
count++;//現(xiàn)在count=1;
FIFO[count]=tmpdat;//讀入第二個應(yīng)答字節(jié)（0X01），存在第“1”個元素中
start=TURE; //應(yīng)答成功可以開始接收數(shù)據(jù)
goto
restart0;
}
if((flag==2)&&(start==TURE))//flag=2;表示應(yīng)答成功，可以開始接收數(shù)據(jù)了
{
count++; //數(shù)據(jù)元素下標(biāo)++
FIFO[count]=tmpdat;//存入數(shù)據(jù)
if(count>=6)
{
checksum=FIFO[count]+checksum; //計算校驗(yàn)和
}
if(count==8)
{
package=FIFO[7]*0X100+FIFO[8]; //計算包長度
stop= TURE;
}
if(stop)
{
if(count==package+8)
{
checksum=checksum-FIFO[count-1];
if(checksum!=FIFO[count]&0xff)
result=FALSE; //校驗(yàn)失敗,置結(jié)果標(biāo)志為0
else
result=TURE;
flag=0;
break;
}
}
}
}
}/////////////////////////////do的內(nèi)容----------------結(jié)束////////////////////////////////
while ((clk0<=MaxTime)&&(count<=MAX_NUMBER)); //由定時器以及最大接收數(shù)據(jù)來控制，保證不會在此一直循環(huán)
FifoNumber=count; //保存接收到的數(shù)據(jù)個數(shù)
}
return (result);
}
bit VefPSW(void)//驗(yàn)證設(shè)備握手口令,成功返回1
{
unsigned char count=0;
while (1)
{
if(Command(VPWD,20) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
return(1);
count++;
if (count>=2)//如果不成功，再驗(yàn)證一次，如果兩次不成功，返回失敗
{
return(0);
}
}
}
void Clear_All(void) //清空所有指紋信息，清空前首先驗(yàn)證和指紋模塊通訊是否正常
{
if(VefPSW()!=1)//驗(yàn)證失敗
{
}
else //驗(yàn)證成功
{
Command(DELE_all,50); //清空指紋庫
Command(DENT,20); //清空用戶記事本
}
}
unsigned char ImgProcess(unsigned char BUFID) //發(fā)獲取圖像并生成特征文件，存入BUFID中//輸入?yún)?shù)為緩沖區(qū)號
{
if(Command(GIMG,89) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
{
if(BUFID==1)
{
if(Command(GENT1,60) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
else if(BUFID==2)
{
if(Command(GENT2,60) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
}
else
{
return 0;
}
return 0;
}
bit Searchfinger(void)//搜索指紋(發(fā)送搜索命令、以及根據(jù)返回值確定是否存在)
{
if(Command(SEAT,60) && (FifoNumber==15) && (FIFO[9]==0x00) )
{
SearchNumber=FIFO[10]*0x100+FIFO[11];//搜索到的頁碼
//MatchScore=FIFO[12]*0x100+FIFO[13] 可以在此計算得分，從而進(jìn)行安全級別設(shè)定，本程序忽略
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
unsigned char search(void)//搜索用戶
{
unsigned char SearchBuf=0,i=0;
while (i<20)
{
if(modeflag==0)//在識別模式下
{
if (ImgProcess(1)==1)//首先讀入一次指紋
{
SearchBuf=Searchfinger();//進(jìn)行指紋比對，如果搜索到，返回搜索到的指紋序號
if(SearchBuf==1) //成功搜索到指紋號
{
return SearchNumber;
}
else //如果沒有搜索到指紋號
{
return 255; //由于只能錄入162個指紋，這時候如果返回255表示識別錯誤，或者這個指紋沒有登記
}
}
}
else
{
break;
return 0;
}
i++;
}
return 255;//這里其實(shí)是超時了，由于只能錄入162個指紋，這時候如果返回255表示識別錯誤，或者這個指紋沒有登記
}
bit savefingure(unsigned char ID)//保存指紋
{
unsigned char i=0;
//現(xiàn)在開始進(jìn)行存儲指紋模板的操作
for (i=0;i<16;i++) //保存指紋信息
{
FIFO[i]=STOR[i];
}
FIFO[12]=ID; //把指紋模板存放的PAGE_ID也就是FLASH的位置
FIFO[14]=FIFO[14]+ID; //校驗(yàn)和
if (Command(FIFO,70)==1)//不成功返回0 //此處進(jìn)行存放指紋模板的命令
{return(1);} //成功返回1
else
{return(0);} //不成功返回0
}
unsigned char enroll(void) //采集兩次指紋，生成1個指紋模板
{
unsigned char temp=0,count=0;
while(1)
{
temp=ImgProcess(1); //生成特征1
if (temp==1)//生成特征文件成功
{
break;
}
else
{
if (temp==0)//采集指紋沒有成功
{
count++;
if (count>=40)//如果采集了40次，還不成功，直接采集失敗，直接退出enroll函數(shù)－－－－返回0
return(0);
}
}
}
//采集第一個特征成功
count=0;
buzzer=0;delay1ms(100); buzzer=1; //蜂鳴器提醒第一個特征采集成功
delay1ms(2000);//延時2S開始采集下一個特征
//開始采集第二個特征
while(1)
{
temp=ImgProcess(2); //生成特征2
if (temp==1)//生成特征文件2成功
{
if ( (Command(MERG,40)&& (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))==0 ) //合并不成功返回0，成功返回1
{
return 0; //合并不成功
}
else//特征文件合并生成模板，結(jié)果存于ModelBuffer
{
buzzer=0;
delay1ms(100);
buzzer=1;
delay1ms(100);
buzzer=0;
delay1ms(100); //響兩聲，表示生成一個模板成功
buzzer=1;
return 1; //合并成功
}
}
else
{
count++;
if (count>=25) return(0);
}
}
}
void shownum(unsigned char dat) //顯示指紋編號
{
unsigned char numdat=0;
numdat=dat;
GotoXY(0,1);//x,y
Print("Finger:");
GotoXY(0,8);//x,y
str[0]=0x30+numdat/10;
str[1]=0x30+numdat%10;
Print(str);
}
void changeState(void)//顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換
{
if(changeflag==1) //模式識別鍵按下
{
GotoXY(0,0);//x,y
if(modeflag==0)
{
Print(Identify);//顯示識別模式 Indentity
}
else
{
Print(Input); //顯示輸入模式 Input
}
changeflag=0;
}
}
void main(void)//主函數(shù)
{
unsigned char i=0;
ET0=1; //定時器0開中斷
TL0=0x97; //17ms的初值
TH0=0xBD;
delay1ms(5);
LcdRw=0; //只對液晶進(jìn)行寫操作，不進(jìn)行讀操作
delay1ms(5);
LCD_Initial();//液晶初始化
delay1ms(5);
GotoXY(0,0);//x,y
Print(Identify);
//串口初始化
SCON=0x50; //UART方式1:8位UART; REN=1:允許接收
PCON=0x00; //SMOD=0:波特率不加倍
TMOD=0x21; //T1方式2,用于UART波特率
TH1=0xFD;
TL1=0xFD; //UART波特率設(shè)置:9600
TR1=1;
TR0=1;// 開定時器0
IT0=0;//中斷0低電平中斷
IT1=1;//中斷1低電平中斷
EX0=1;//開中斷0
EX1=1;//開中斷1
EA=1;
for(i=0;i<6;i++)//開始握手6次，如果沒有一次成功，表示模塊通信不正常。只要成功就跳出此循環(huán)
{
if(VefPSW())//與模塊握手通過，綠燈亮起。進(jìn)入識別模式
{
green=0; //讀一次
buzzer=0;
shownum(0);
delay1ms(300);
buzzer=1;
break;
}
else //通信握手失敗
{
red=1; //紅燈亮
green=1;
break;
}
}
while(1)
{
if(k2==0)//錄入一個指紋
{
delay1ms(10);
if(k2==0)//如果仍為低電平，表示按鍵有效
{
while(k2==0);//等待松手
if(VefPSW()==1&&modeflag==1&&SaveNumber<10)//與模塊握手通過
{
if(enroll()==1)//采集兩次，生成1個指紋模板成功
{
if(savefingure(SaveNumber+1)==1)//保存也成功
{
SaveNumber++;//加一次
shownum(SaveNumber);
}
}
}
else
{
buzzer=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
delay1ms(100);
red=~red;
}
red=0;
buzzer=1;
}
}
} //k2==0
if(modeflag==0)//為識別模式
{
searchnum=search();
if(searchnum>=1&&searchnum<=162)//最多只能存儲162個指紋
{
//顯示搜索到的指紋號
shownum(searchnum);
//蜂鳴器響一聲
buzzer=0;
delay1ms(100);
buzzer=1;
}
if(searchnum==255)//表示放上了沒有登記的指紋或者識別錯誤
{
;//用戶可以自己處理，比如顯示指紋是非法的或者蜂鳴器響三聲，表示錯誤等
}
}
if(clearallflag==1)
{
clearallflag=0;
Clear_All();
red=0; //紅色燈亮
green=1;
//蜂鳴器長響一次，表示清除所有指紋結(jié)束
modeflag=1;//進(jìn)入錄入指紋模式
GotoXY(0,0);//x,y
Print(Input);
shownum(0);
buzzer=0;
delay1ms(800);
buzzer=1;
SaveNumber=0;
}
}////////////////////////////while(1)結(jié)束////////////////////////////////
}
void int0(void) interrupt 0//中斷0，清除所有指紋
{
if(k3==0) //清除所有指紋
{
delay1ms(10);
if(k3==0)//如果仍為低電平，表示按鍵有效
{
while(k3==0);//等待松手
clearallflag=1;
}
}
}
void Timer0(void) interrupt 1//定時器0中斷函數(shù)
{
TL0=0x97;
TH0=0xBD;
clk0++; //延時17ms
}
void int1(void) interrupt 2//外部中斷1，模式轉(zhuǎn)換鍵按下
{
if(k1==0)//模式轉(zhuǎn)換其中用modeflag 來標(biāo)志,默認(rèn)從第1個指紋開始錄入
{
delay1ms(10);
if(k1==0)//如果仍為低電平，表示按鍵有效
{
while(k1==0);//等待松手
changeflag=1;//表示模式有變化，即K1鍵按下
modeflag=~modeflag;//0表示錄入指紋 1表示識別指紋
changeState();//看一下是不是要顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換
if(modeflag==0)//根據(jù)模式改變當(dāng)前模式指示燈的顏色
{
green=0; red=1; //錄入指紋綠燈亮
}
else
{
red=0; green=1; //指紋識別紅燈燈亮
}
}
}
}

復(fù)制代碼

所有資料51hei提供下載:

指紋識別.zip (2.27 MB, 下載次數(shù): 72)

ID:8222 · 發(fā)表于 2020-2-21 10:13

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