生物识别；单片机；打卡；报警

PAGEPAGE13 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）摘要随着现在更多新技术的快速更迭,在人们的日常生活中常常需要人们去验证种种身份的确认。而在当今的物联网信息时代,每个人都拥有种类繁多的大量身份确认,有一些全是数字的,还有一些全是图的密码,例如手机解锁的身份认证，支付的身份认证密码，电脑解锁的身份认证的密码,软件登录的身份认证密码等等,就单单这些移动端的认证的密码都可以是无数个需要认证的密码那就更不要说还有一些更重要的需要认证的安全密码。还有另外的一些相对传统的硬件机械安全防盗系统,随着当今时代的变更科技的提升,曾经的安全系统已经没那么可靠了,所以,所以更安全更新的生物识别技术慢慢地走进了我们的生活,出现在我们生活中的身份认证系统中。例如手指纹路、眼球、视网膜识别等新兴技术已经愈加成熟了,然而指纹识别技术作为生物识别里面一个相对来说较成熟的已经获得了各行业的人民的认可与信任识大量的被应用到了各种各样的安全系统中去。因为生物识别具有仅有性,任何一个人的每一个指纹都是独有的。关键词：生物识别；单片机；打卡；报警

AbstractWiththerapddevelomentallkindofhigh-teh,weoftenneedtoconfirmtheauthenticationofvariousidentitiesinthedailylifeofthepeople.Intheerofbigdatainforation,everonehasavarityofauthentcationpasswords,someofwhcharalldigital,suchasmoblephonpoeronpassord,moilepayentpassord,computerpoweronpassword,chatsoftwareloginpassword,etc.,whichcanbecount,letalonesomemoreimportantsecuritypasswords,suchassilverPaymentpasswordofbankcard,etc.SecuritysystemsmanagementpublicblockserviceapplicationCRCstate,doorkeys,carkeys,motorcyclekeys,etc.withthechaneofthetimesandtheprogressofscieceandtechnolgy,traditionlsecurtysytemsarebecomemoreandmoreable.Therefore,moreadvancedandadvancedbiometrictechnologyhasbeguntoenterourside,appearinginavarietyofsecuritysystems。Forexample,facerecognition,fingerprintrecognitionfingerprintrecognitionhasbeenrecognizedbyvariousindustries.Fingeidentificisuni.Eachfingerprintofeachpersonisunique.Itcanbesaidthatfingerprintisasignofone'sidentity.Keywords：FingerprintidentificationMCUPasswordAlarm

目录TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II目录 III第1章绪论 11.1课题研究背景和目的 11.2本系统的国内和国外的发展现状 11.3主要内容 21.4指纹识别原理 2第2章系统总体设计 32.1系统功能 32.2单片机的选择 32.3STC89C52简介 42.4设计方案一 42.5设计方案二 52.6系统方案设计 52.7预期达到的目标 5本章小结 6第3章主要元器件介绍 73.1最小系统电路设计 73.2电源输入部分 73.3指纹模块 83.3.1主要技术指标 93.3.2指纹模块引脚接法 93.3.3指纹模块命令 93.4晶振部分 133.5液晶显示电路设计 133.6报警部分 133.7存储部分 14本章小结 15第4章系统软件设计 164.1开发环境介绍 164.2主程序设计 174.3考勤打卡程序设计 184.4串口初始化 194.5液晶显示程序设计 20本章小结 21第5章系统功能测试 225.1软件仿真 225.2硬件调试 225.3软件调试 225.4实物演示 235.5系统联调 275.6调试环境设计 27本章小结 27结论 28第1章绪论1.1课题研究背景和目的随着我们的生活越来越高科技与计算机技术的更新,曾经广为人知为安全识别技术已经越来越脆弱了。生物识别技术是根据每个人的长相、声线等人体特征进行确认身份验证的科学解决办法。在日常生活中生物识别技术主要优势有如下几点：1.降低、避免身份假冒确认的进行真实身份。2．使成本大大减低了，人工管理将退出历史舞台。3．使用更加的简单,降低了使用的难度。4．方便了人们的日常使用与各种支付或者身份的验证。生物识别技术的发展始打算于指纹研究，也是目前的框架应用最广泛的生物识的技术。为了更昂上的有效地防止信息泄露，与传统的身大苏打份认证机制相比，财产生物识别技术的安全性得到了极大的提高，受到了社会的撒和人们的科教科尽广泛关注。指纹打孔和打算指纹解锁是应用最广泛的生物识别技术。随着计算框架技框架术的应用和指纹识别技术的快速发展，低成本的指纹识别产品越来越多地应用于商业市场，也逐的撒渐进入家庭应用。长期以来，国内外的研究者一直致力于指纹识别，开发了各种指纹识别模块及其在的撒安全、考勤、走廊识别等方面的应用产品。1.2本系统的国内和国外的发展现状现在是经济效益会计科就看见高于一切的时候。1993年，指纹认证技的撒旦术开始进入中国市场。经过多年的发展广泛的，特别是2003年互联范德萨网接入控制方案实施后，得到了迅速的发展。国内广泛的相关技术与国际水平基本一致。在我国指纹识别的应用中，以指纹为基础研大苏打究考勤系统的应用占有相当大的比重。在技术支持和多年与打国际接轨法师的实践经验的法师双重条件下，国内相关厂家已经能够为我们提供以指纹为的撒标志的发放高品质高端考勤设备。包括IBMaa、Intelbd、Microsoftdas、Motorolafgf等在内的阿松大许多国外大公司都为自己的产广泛的品品牌设立了专门的技术研发和反对法应用机构。当然，指纹和其他识别技术郭德纲的机构也包括在内。在国际市非董场上，指纹采集、图像处理、识别、比对框架发等技术从技术角度来看都非常完善。在完善成熟技术的支持下，这项技术在国际市场上的应用发框架也相当普遍。其核心应用范发生发框架是金融相关行业，信息飞洒发框架高度保密、安全等。这项技术为这些行业提供安全飞洒发生可靠的个人身份识别和其他服务。1.3主要内容本设计以51单片机STC89C52为主芯片，选用指纹识我去别模块fm-180进行二次开发。模块采用串行框架大义务与通信方式，按照指纹系统的定义的协议与单片机进行的通信。单片机按照固定奋斗史的协议读取指纹系统的数据，同时控制指纹系统的发送指令，实现的撒旦指纹的操作。显示器选择LCD1602，用于系统运阿松大行时和各种功能模式下显示相应的提示内容；设计要求指纹可以输入、识别、删除等操作，由不同的按看就看监控机。本设计采用三个独立按键，软件部分采用发生的轮询检测IO电平来判断按键值，报警提飞洒示部分采用蜂鸣发生看就看框架和继电器控制端口。1.4指纹识别原理目前，在所有被人们熟知的生物的特征的识别的技术中，有一种是相对的成熟的，因为其操作过程相对简单，识别精度高的原因已经成为人们日常生活中最为接受和广泛应用的。这项技术是利用每个人指纹的独特特征来识别和区分每个人。指纹识别是科学技术发展带来的一项新技术。其原理由采集、特征提取和特征匹配三部分组成。收集是第一个过程。在物理和生理传输计算机上，利用指纹的隆起和凹陷、指纹的凹陷来绘制不可比拟的图像。物理上，山脊和山谷在反射光强度上有强弱差异，它们在与物体接触的过程中会对物体产生不同的压力；物理上，由于它们的不均匀特性，它们的温度感略有不同，其反馈信息也大致相同波长不一样。下一步是提取特征。这一过程包括“总”和“次”两个方面。首先，“总体”是采集指纹特征信息、采集到的各种特征点的类型和离散度；其次，“划分”是识别两个或多个特征点之间存在几何差异的多边形，最后将这些整体特征和局部特征导入计算机，并以数字模板的形式反映出来。识别过程的最后一步是进行匹配操作，通过比较已经输入和需要测试的指纹的现有数字模板的整体和局部特征值来完成匹配操作。第2章系统总体设计单片机STC89C52是本设计的核心处理器,本次设计分为如下几个部分：信息检测部分、数据分析处理部分、控制部分和显示部分。2.1系统功能本设计以51单片机为核心处理器，该系统结构组成为指纹读取部分、单片机控制器部分、报警部分、按键部分、继电器部分、信息数据储存部分、显示屏幕部分。系统硬件框图，如图2-1所示。继电器控制STC89C52指纹读取继电器控制STC89C52指纹读取信息数据存储报警模块信息数据存储报警模块液晶显示模块块块按键模块液晶显示模块块块按键模块图2-1系统硬件框图2.2单片机的选择系统中的主要元件MCU，它代表着影响着系统的功能性能等。应用最广泛的机器，微控制器框架是51系列的8位单片机机器、他是很多计算CAN、一些更强悍的16位单片机和32位。CAN主要应用于拥有许多信号需要处理的场合，但价格比较昂贵，难以发展；ARM芯片，具有一定的相似性，但小型系统的增强型16单片机已经能足够满足我们的需求。51的单片机是Intelerat的8051的指令系统兼容框架的单片机。本设计以51单片机为核心处理器，该系统结构组成为指纹读取部分、单片机控制器部分、报警部分、按键部分、继电器部分、信息数据储存部分、显示屏幕部分。所以针对很多不同应用场景，另外，宏景公司生产的STC89C52系列单片机也能满足系统设计要求。本文选用STC89C52单片机。实物图，如图2-2所示。图2-2STC89C52单片机2.3STC89C52简介STC89C52的特点：50引脚，具备6k片内程序存储器，具备158b的存储器，具备的56个外部双向接口框架，具备8个中断优先级9层中断嵌套中断框架，同时还具备14个18位可编程定时计数器框架,具备5个全双工串行通信口。除了以上的具备条件此外它还设计和配置了振荡频率可为1的并且可通过软件设置的省电模式的场景应用。在单片机不用的时候，它的内核不工作，而它的行口外打算中断的系统可继续的工作，单片机数收到据在关机状态下冻结振荡器打算并保存数据。单片机停止芯片的打算其它功能，直到外部中打算断激活或打算硬件复位等。同时，该芯片还具有芯片非常可靠的封装形式，以满足不同产品的需求和设计。2.4设计方案一触发器构成的电路是控制系统的核心。用户可以输入的信息有15个，其中只有5个是有效信息，其他信息是干扰信息。如果按下干扰信息，输入电路会自动识别信息并清除信息，因此，输入的信息的时间超过15秒（一般情况下，用户不会超过15秒，如果用户觉得不方便，则需要重新输入之前输入请问的无效键信息，它还可以自行修改）电路会报警25秒，如果电路请问连续报警3次，电路框架大误区定键盘3分钟，为了防止他人的非法操作，做了上述设计。由于数而我空间的设计非常简单，易于实现，但控制的精度和灵活性较差，因此不使用。2.5设计方案二因为单片机种类非常多，而且每个型号都有其一定的应用环境与场景，所以在选择单片机时要多多的比较，合理的选择我们最需要的，为了期望获得最佳的性价比。正常来讲我们在选取单片机时主要考虑以下几个方面：单片机的性能、单片机的效率、单片机的接口、单片机的配置，除了以上的一些不需具备的性质还有一些其他的需要具备,比如：单片机的中断源的数量和优先级、单片机的工作温度范围、单片机的有没有低电压检测功能、单片机的单片机内有无时钟振荡器、单片机的有无电复位功能等。当然在开发过程中我们选择的单片机还会受到：我们的开发工具、我们的编程器、我们的开发成本、我们开发人员的适应性、我们的技术支持和我们的服务等等因素的影响。因此我们可以看出方案二的优点：控制灵活符合我们的设计，准确性符合我们的设计，而且该设计的可用性性强并且还具有扩展功能所以最后我们根据现实生活的需要此次设计采用此方案。2.6系统方案设计本次设计采用STC89C52单片机,本次设计分为四部分进行设计。信息检部分测、数据分析部分、控制显示部分。信息检测部分：利用光学指纹传感器检测和识别录入指纹信息。数据分析处理部分：我们选用了STC89C52单片机对检测到的数据进行处理和分析。控制部分：我们选用了使用继电器对信息的性质进行对比判断,例如当前指纹识别的状态,用蜂鸣器和LCD等我们可以直观感受到的提醒让我们察觉当前指纹识别是否正确。显示部分：用液晶LCD1602显示器显示当前系统的信息状态。2.7预期达到的目标1.利用指纹传感器进行信息的采集以及识别。2.当识别的指纹是未录入过的信息指纹,则识别失败蜂鸣器报警。3.当单片机成功完成模数转换,并成功在显示器上显示指纹识别成功。4.用液晶LCD1602显示器显示当前指纹识别的信息状态。5.签到成功灯光提示功能,便于清楚地观察指纹签到成功与否。本章小结本章首先设计了系统总体方案。然后，分析了本系统功能的要求和目标，以及无线技术，对主要器件进行选型，通过对比和分析选择了最终方案。最后，对方案进行了介绍，经过分析和研究，选择了最后方案，最终本次设计分为四个部分进行设计。信息处理部分、数据分析部分、控制模显示部分。哈尔滨华德学院本科毕业设计（论文）PAGE哈尔滨工业大学毕业设计（论文）I-第3章主要元器件介绍系统的核心所在是STC89C52单片机，其主要功能是控制子模块，并协助完成信号传输、数据的模数转换以及采集处理。本章主要介绍各个主要模块的原理及其硬件设计。3.1最小系统电路设计STC89C52是一种4K字节的闪存，不仅可编程，而且可擦除，其中包括性能较高的处理器，并且包含功它是一款6位低电压微处理器，可擦除只读存储器75次。这是一种非常适合ATMEL的高密度非易失性存储器制造技术。它与工业标准SCM-51指令集和输出引脚兼容。这是因为它可以实现多功能8位CPU和存储器闪光器的单一组合。它是atmeel中一种高效的微控制器，其效率高，这是较为精简的版本。3.2电源输入部分电源采用直流5V供电，电源模块包括一个3脚的电源座子和6脚的电源开关。电源座子用于连接外部的电源插头，电源开关用于控制整个单片机的电路开和关。1口引脚连接到电源开关的3口引脚，电源开关的1、3口引脚和4、6口引脚的作用相同，用于电源的正极输出。电源开关的2、5口引脚作为单片机的接地引脚，在使用时采取相对的选择，即选择1、3口引脚作为输出，那么就要选择5口引脚作为接地引脚，选择4、6引脚作为输出端口，2口引脚则作为接地引脚。本次单片机的传感器和无线传输芯片的电压都在5V内，所以5V的电压足够满足。若有12V或者其他电压的传感器，则可以采取升压模块将5V提升到更高的电压供电。电源电路如图3-1所示。图3-1电源电路图3.3指纹模块本次毕业设计选择的光学识别模块的型号是FM-180，光学识别模块电路如图3-2所示。图3-2指纹传感器引脚图该光学指纹识别模块里面是以DSP芯片为主，它的型号是AS606，加上外面的芯片CMOS，该芯片主要作用就是对指纹进行“照相”，生成指纹的唯一特征，如下图所示，是一个已拍摄的指纹模板，需要输入两次才能生成这样的指纹模板。该光学指纹识别模块的具体的工作流程为：首先扫描指纹、其次生成特征、最后，对模板进行综合，生成指纹数据库文件，并成功输入指纹。如图3-3所示。图4-5指纹模版图3-3指纹模版我们需要先给指纹拍个照片，然后在分析指纹原理和构成，核对指纹的信息，在生成指纹的信息，通过以上的步骤，我们可以成功生成指纹的照片，再通过指纹模块的分析处理最后我们可以得到指纹模板。当我们想要识别指纹的时候也就是需要打卡签到的时候，我们可以通过按键把系统切换到识别模式也就是打卡模式，然后用flash芯片刚刚输入的数据进行比较。看看它是否存在。完成上述操作后，可通过单片机和计算机进行指纹识别考勤和打卡。我们采取的指纹识别模块为指纹模块：fm-180它是光学传感器2他与指纹识别器通过指纹通信连接线链接并且配备指纹输入芯片以及稳压芯片还有闪存芯片和照相主要利用了传感器技术。3.3.1主要技术指标供电电压：DC5V背光颜色：绿色亮灯方式：长亮/闪烁电流：75mA录入时间：0.5秒指纹的匹配的方式：一对一匹配文件大小：512字节容量大小：1000枚安全等级：三错误率：0.0009%保真率：1.5%匹配时间：大约1.0秒接口：TUAR3.3.2指纹模块引脚接法模块中电源接插脚1，单片机RXD接插脚2，单片机TXD接插脚3，引脚4的状态为悬空，引脚5的状态为接地。引脚功能表，如表3-1所示。表3-1引脚功能表引脚名称类型功能1Vinin电源输入端为正2RDin逻辑电平串行数据输入TTL3GND－电源地与信号的内部连接3.3.3指纹模块命令先通过我们的主要核心处理器51单片机的串口给指纹模块发送命令，之后我们要童谣我们的主要核心处理器51单片机的串口向我指纹模块接受命令然后我们需要用单片机判断我们接受与发送的命令是否执行成功，如果成功的话要进行处理分析等流程，如果不成功那么重复以上操作直到成功为止。主要需要的命令有以下几条：1）接电源后先看指纹头是不是连接正常先通过进行模块握手。指令包格式表，如表3-2所示。表3-2指令包格式表4bytes3bytes2byte1bytes2byte3bytes4bytes包头模块地址包标识包长度指令码口令效验0xEF1Xxxx01H07H13HPasswdSUM表3-3应答包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte2bytes包头模块地址包标识包长度确认码效验0xEF01Xxxx07H03HxxHSUM注：00h=确认码表示密码正确；01h=确认码表示接收错误；13h=确认码表示密码错误；2）需要进行四步：首先用单片机录入图像、其次用单片机生成特征、之后用单片机合成指纹模板、最后用单片机存储指纹模板。指令包格式表，如表3-4所示。表3-4指令包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte2bytes包头模块地址包标识包长度指令码效验0xEF01Xxxx01H03H01HSUM表3-5应答包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte2bytes包头模块地址包标识包长度确认码效验0xEF01Xxxx07H03HxxHSUM注：00h=确认码表示密码正确；01h=确认码表示接收错误；13h=确认码表示密码错误；00H=确认码表示成功录入生成特征图像Img2指令：指令包格式表，如表3-6所示。表3-6指令包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte1byte2bytes包头模块地址包标识包长度指令码缓冲区号校验和0xEF01Xxxx01H04H02HBufferIDSUM表3-7应答包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte2bytes包头模块地址包标识包长度确认码校验和0xEF01Xxxx07H03HxxHSUM注：00h=确认码表示成功生成特征；01h=确认码表示接收特征错误；13h=确认码表示特征错误；15h=确认码表示不生成图像因为图像缓冲区内没有有效原始图；融合特征模板Mode1的指令：功能解析：对比Char1与Char2中的文件合成模板。如表3-8所示。表3-8指令包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte2bytes包头模块地址包标识包长度指令码校验和0xEF01Xxxx01H03H05HSUM表3-9应答包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte2bytes包头模块地址包标识包长度确认码校验和0xEF01Xxxx07H03HxxHSUM注：00H=确认码表示成功合并；01H=确认码表示有错收包；0aH=确认码表示失败合并（两枚指纹不一样）；Store指令为存储模板：指令包格式表，如表3-10所示。表3-10指令包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte1byte2bytes2byte包头模块地址标识包长度指令码缓冲区号位置号校验和0xEF01XXXX01H06H06HBufferIDPageIDSUM表3-11应答包格式表2bytes4bytes1byte2bytes1byte2bytes包头模块地址标识包长度确认码校验和0xEF01Xxxx07H03HxxHSUM注：00H=确认码表示储存成功；01H=确认码表示收包有错；经过以上四个步骤和命令，我们成功地输入了指纹。重复上述步骤，我们可以再次输入其他指纹。3）指纹识别是先转换到识别模式，然后不断检测光学采集头上是否有指纹。如果是，扫描指纹，将其与库中的指纹进行比较，如果是，读取指纹的数量。模块将检查有没有录入的指纹信息，如果有发送下面的指令：搜索指纹搜索说明：如表3-12所示。表3-12指令包格式表2byte4bytes1byte2bytes1byte1byte2bytes2bytes2bytes包头模块地址标识包长度指令码缓冲区号参数参数校验和0xEF01Xxxx01H08H04HIDStarPagePageNumSUM表3-13应答包格式表2byte4bytes1byte2bytes1byte2bytes2bytes2bytes包头模块地址标识包长度确认码页码得分校验和3.4晶振部分STC89C52的Xtal2和xtal1引脚与晶体振荡器和电容器相连。如图3-4所示连接。电容和片上三点振荡器由晶体振荡器和非栅极振荡器组成。晶体振荡器信号的频率与电容的容量有关，但主要由晶体频率决定。电容的范围在0MHz到33MHz之间，电容范围之间。本设计采用11.0935作为系统晶体振荡器。选择20pF的电容。晶振电路原理图，如图3-4所示。图3-4晶振电路原理图3.5液晶显示电路设计设计中的显示部分放弃了普通数码管，完成了LCD1602的替换。只有在按下键盘上的电源按钮后，显示器才处于初始化状态，按下关闭按键或其他按键后显示器才为熄屏状态。不然显示器将处于初始状态当需要考勤打卡等操作时，按下键盘上的打卡按键，每按下一个按键后会在显示器上显示相应状态。原理图如图3-5所示。图3-5LCD显示模块3.6报警部分警报部分采用的是蜂鸣器以及它的外围电路。听声音不想那么我们设置的是开机后按一次才会响，我们按多少次就响多少次，识别正确时，不发声直接打卡成功，当识别错误或失误时，单片机的蜂鸣器发出警报。蜂鸣器报警模块，如图3-6所示。图3-6蜂鸣器报警模块电磁的蜂鸣器由电磁圈的影响下膜片震动，发出有规律声音在电磁的相互作用下。蜂鸣器由单片机直接用插脚驱动，另一种是利用I/O接口的高低电平来控制驱动等两种方法。3.7存储部分当我们关闭电源并存储当前数据时，我们需要采用外部存储方式把当前的数据存储值AT24C01的芯片引脚图，芯片引脚图，如图3-7所示。 图3-7芯片引脚图本章小结本章首先对系统设计思路进行了分析，其次又介绍了主控制器核心电路如最小系统、指纹传感器电路和晶振电路等的设计。为了提高考勤打卡系统的显示效果能力。设计中的显示部分放弃了普通数码管，完成了LCD1602的替换。只有按下键盘上的电源按钮，显示器才能处于开机初始化状态，只有按下关机按钮或其他键，显示器才能处于关机状态。本章介绍了系统的实际思路，元器件的确认采用以及各种配置信息。

第4章系统软件设计在一个完整的设计中软件的运行成功与否，是至关重要的，不论什么样子的电子设计都需要考虑一定的软件对它进行编译，使它可以运行，进而实现所要达到的目的。4.1开发环境介绍本次设计使用的开发环境收单片机的C语言软件的开发环境。Keil美国人研发的软件美国的公司上线发行的，使得的语言是C语言，它比汇编语言的结构上，易学行上的又是更大，并且在功能方面C语言更加的适合我们的系统设计所以最后我们选择了C语言进行开发与设计。如图4-1所示。图4-1开发环境界面图本次设计使用的开发环境收单片机的C语言软件的开发环境。Keil美国人研发的软件美国的公司上线发行的，使得的语言是C语言，它比汇编语言的结构上，易学行上的又是更大，并且在功能方面C语言更加的适合我们的系统设计所以最后我们选择了C语言进行开发与设计。使用单片机开发的系统里面，除了需要硬件之外，也是需要软件辅助的，可以直接的利用单片机执行各个部分的机器语言，不过机器是不容易读写的。对于具有单片机的开发系统，很多都是使用汇编语言作为软件系统，之后才逐渐的使用C语言，因为C语言利用的也是一种结构化的设计模式，移植性与可读性与易学性很好，利用C语言编写的单片机具有周期性不长，后期的调试也是比较简单的利用汇编语言之后在使用C语言来开发，体会更深刻。4.2主程序设计系统采用简单的C语言编程，开通电源后，最先开始的是LCD1602的初始化，然后是AT24C02的初始化以及指纹串口的初始化，开始的时候系统启动程序后它会自我的进行防范措施，最后系统进行扫描，执行流程，如果没有，执行另一个进程并最终完成。主程序流程图如下图4-2所示。LCD1602LCD1602显示当前信息开始指纹串口初始化At24c02初始化LCD1602初始化等待按键输入选择模式 等待按键输入选择模式NN签到模式管理员模式签到模式管理员模式NN指纹对比？指纹对比？Y Y指纹识别指纹识别YY删除录入删除录入打卡成功打卡成功图4-2主程序流程图4.3考勤打卡程序设计开始时按打卡键，指纹识别，如果识别正确，则打卡成功。如果识别错误，则执行警报部分进行报警起到提示的作用。考勤打卡程序流程图如图4-3所示。考勤程序考勤程序初始化初始化按打卡键按打卡键N输入指纹N输入指纹指纹核实指纹核实指纹是否存在?指纹是否存在?YY结束结束图4-3考勤程序流程图4.4串口初始化串行口是与本系统的其他模块进行链接通信的，所以我们首先要商定串行口的工作速度和单片机与模块的数据包格式。所以我们使用一个特殊的功能寄存器scon来设置串行端口的方式、输入/输出控制和设置状态标识。如表4-1所示。表4-1SCON寄存器地址位位76543210字节地址：95HSM1SM2SM3SM4SM5SM6SM7SM8我们使用工作模式选择位有四种工作模式可用。工作方式表，如表4-2所示。表4-2工作方式表SM0SM1方式说明波特率111移位寄存器fosc/1612211位异步收发器（4位数据）不可变21312位异步收发器（5位数据）fosc/3422413位异步收发器（6位数据）不可变只有一位与串行口工作有关在其中，寄存器表，如表4-3所示。表4-3寄存器表位76543210字节地址：97HSMODPCON我们需要先给指纹拍个照片，然后在分析指纹原理和构成，核对指纹的信息，在生成指纹的信息，通过以上的步骤，我们可以成功生成指纹的照片，再通过指纹模块的分析处理最后我们可以得到指纹模板。当我们想要识别指纹的时候也就是需要打卡签到的时候，我们可以通过按键把系统切换到识别模式也就是打卡模式，然后用flash芯片刚刚输入的数据进行比较。看看它是否存在。完成上述操作后，可通过单片机和计算机进行指纹识别考勤和打卡。传输的数据有11-14字节。前6个字节是包头，模块地址是固定值，后5-8个字节是发送模块的命令。同时，根据外部晶体振荡器和系统的默认传输速率计算控制串行端口的每个寄存器的初始值。4.5液晶显示程序设计在系统完成后，处理器将要显示的数据信息进行采集，处理器发出命令调用相关的公式，将系统要体现的信息和结果显示出来。如图4-7所示。开始开始初始化LCD初始化LCD按键选择按键选择接下来的操作设置显示格式设置显示格式设置X和Y的值设置X和Y的值向（X、Y）向（X、Y）写入字符信息显示识别状态显示识别状态NN显示是否成功显示是否成功?YY结束结束图4-7液晶显示程图本章小结在本章节中，主要对系统软件的设计进行详细介绍，其中主要包括系统的流程说明、系统的子程序和主程序设计、判断情况、开发语言的相关介绍，子程序以及系统主程序的设计液晶显示系统的控制器部分以及数据采集部分、通信模块的数据发送与接收等最后使得系统在操作的时候充分的利用了光学指纹识别及报警等功能。

第5章系统功能测试在完成指纹考勤打卡系统的总体设计、主模块设计、功能模块设计之后，另一个重要的工作就是模拟真实场景的功能测试。功能测试包括该系统的软件仿真、该系统的总体设计、主模块设计、功能模块设计之后，另一个重要的工作和该系统的软件结合，进行联合调试，对其整体性能进行了测试，保证了系统的正常运行。5.1软件仿真在硬件调试之前，用proteus对指纹识别的电路进行软件仿真，由于条件和仿真环境的因素，只能对部分电路仿真。5.2硬件调试按照产品的要求用Proteus软件画出系统的完整电路图，并制成实物电路板。并确认元件选择与电路板选择正确无错误后，经过上述步骤之后我们就可以对基于51单片机的指纹考勤打卡系统进行每一个模块的调试与测试我们要进行软件的功能测试与性能测试，如果条件允许也要做压力测试和安全测试。对于该系统需要惊醒检查，看一看电压输入的端口有没有与该系统的指定的芯片进行连接，系统的地线是否与总数字接地或模拟接地相连，在系统通电前确认电源线与地线之间没有短路。当系统芯片发热异常时，必须立即切断电源，重新检查电路是否完好，直至完全满足要求。在系统的最后硬件调试阶段，我们要对显示电路进行调试，需要测试他的按键功能以及他的准确性，和功能是否实现。测试指纹识别模块可相对独立，用其自身的开发板可实现对指纹模块的功能测试5.3软件调试本次调试的顺序先由系统的子程序开始，其次是本系统的终端程序，之后是系统的功能，最后是系统的主程序调试。（1）子程序调试我们使用模拟器进行该系统的子程序测试，而且还要检查子程序是否与硬件正常工作，因为本次设计的系统的子程序都与外部相关，所以要测试检查是否与工作流程匹配，达到完美的工作效果。（2）中断程序调试我们需要测试它是否能在波环境中正确地计算出CP端，并正确判断信号音的类型。系统的中断服务程序定时/计数器0主要用于帮助识别信号音调的类型。（3）串并联转换功能调试首先，我们需要进行串并转换，因为系统中使用的芯片遵循串行总线，而我们选择的单片机是并行总线，以实现它们之间的平滑通信。在调试串并联转换程序时，我们通常可以连接X5045，看看是否能得到正确的转换结果。(4)主程序调试所有的子程序与液晶显示模块还有指纹识别模块和蜂鸣器以及晶振等模块都调试通过后。那么就是最终的主程序调试了，主程序调试主要调试兼容性的问题，需要一个一个模块重新调试，每个模块都调试完毕通过后在逐一的加入到主程序中，调试是否兼容直到通过为止。5.4实物演示以下是本设计所完成的硬件实物图，其中包含了两大部分，指纹采集和识别部分和指纹处理以及液晶显示及报警部分。硬件实物图以及运行中液晶显示部分如图5-1所示。图5-1硬件实物图光学指纹识别模块用于指纹的输入和打孔。同时，液晶屏将显示当前状态和识别结果。光学指纹识别模块的物理图像如图5-2所示。手指放在指纹上面指纹识别模块以光学的方式进行指纹识别如图5-3所示。图5-2光学指纹识别模块的物理图像手指放在指纹上面指纹识别模块以光学的方式进行指纹识别。指纹识别状态实物图，图5-2指纹识别模块FM-180实物图图5-3识别状态实物图当我们按下第一个按键在接通电源后，因按键功能为录入指纹功能所以在识别