智能签到系统设计

PAGEPAGE11哈尔滨工业大学毕业设计（论文）I-摘要电子工业的地位随着科学计数的发展变得越来越重要，现在电子产品几乎在社会的每个领域都可以看到。此类计数的发展有效带动着信息化的提高与社会生产力的发展，同时电子产品也变得越来越智能。手指的指头上面的纹路识别计数作为生物特征识别计数发展的起点，在人们的日常生活中得到了广泛的应用，最常见的就是现在的手机手指的指头上面的纹路解锁。这种指纹识别计数可以识别独一无二的手指的指头上面的纹路特征，从而来确定主人的身份，相对传统采用RFID刷卡考勤的方式这种手指的指头上面的纹路识别的系统能够避免替打卡的特点。关键词：RFID；手指的指头上面的纹路识别；生物识别

AbstractThepositionofelectronicindustryhasbecomemoreandmoreimportantwiththedevelopmentofscienceandtechnology,electronicproductscanbeseenineverywaysofsociety.Thedevelopmentofsuchtechnologyeffectivelydrivestheimprovementofinformationtechnologyandthedevelopmentofsocialproductivity,whileelectronicproductsarebecomingmoreandmoreintelligent.Asthebeginningoftheresearchanddevelopmentoffingerprintidentificationtechnologyofbiometrics,ithasbeenwidelyused,anditcanbeseeneverywhereinourdailylife,themostcommonisnowmobilefingerprintunlocking.Thisfingerprintidentificationtechnologycanidentifytheuniquefingerprintfeatures,soastodeterminetheidentityoftheowner.ComparedwiththetraditionalRFIDcardswipingattendancemethod,thisfingerprintidentificationsystemcanavoidthecharacteristicsofcardpunching.Keywords：RFIDFingerprintidentificationBiometrics

目录TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II目录 III第1章绪论 11.1课题来源 11.2目的意义 11.3国内外发展趋势 21.4主要研究内容 3第2章硬件方案设计 42.1硬件方案选择 42.1.1主控芯片选择 42.1.2手指的指头上面的纹路模块选择 52.1.3显示器件选择 62.1.4时钟器件选择 72.1.5时钟交互输入器件选择 82.2系统总体方案 8本章小结 9第3章系统硬件电路设计 103.1STC89C52单片机系统设计 103.1.1STC89C52概述 103.1.2STC89C52单片机最小系统 103.2AS608手指的指头上面的纹路识别模块设计 123.2.1AS608概述 123.2.2AS608指令介绍 123.3LCD12864液晶显示电路设计 133.3.1LCD12864概述 133.3.2LCD12864工作原理 133.4DS1302时钟电路设计 153.4.1DS1302概述 153.4.2DS1302引脚说明 153.4.3DS1302工作原理 163.5AT24C02介绍 173.5.1AT24C02概述 173.5.2AT24C02引脚说明 183.5.3AT24C02工作原理 183.6矩阵键盘设计 193.7系统硬件测试 20本章小结 21第4章系统软件设计 224.1程序一般要求 224.2软件开发环境介绍 224.3系统重要函数介绍 234.3.1主函数设计 234.3.2手指的指头上面的纹路搜索子函数设计 244.3.3LCD12864显示函数设计 264.3.4DS4302读时函数设计 294.3.5矩阵键盘检测函数设计 304.4系统软件测试 31本章小结 31结论 32第1章绪论1.1课题来源手指的指头上面的纹路验的历史可以追溯到世纪的时候，在当时研究人员们发现了手指的指头上面的纹路的两个重要特征，这两个特征至今仍被人们所认识,两种不同的手指的指头上面的纹路脊线模式的差异，以及手指的指头上面的纹路脊线模式不变的事实。对手指的指头上面的纹路的不变性和唯一性进行了研究，当前手指的指头上面的纹路识别计数被应用于犯罪中。从世纪末到20世纪初，手指手指的指头上面的纹路识别计数在阿根廷、苏格兰等地的犯罪识别中得到了广泛的应用。手指的指头上面的纹路识别的初始人工方法是将手指的指头上面的纹路卡存储在手指的指头上面的纹路数据库中，需要时在手指的指头上面的纹路数据库中手动查找手指的指头上面的纹路卡并与专家进行比对。20世纪60年代以后，低效、高输入的手工方式手指的指头上面的纹路处理被机代替.手指的指头上面的纹路成像工具由光学扫描仪和个人电脑完成。20世纪90年代末，低成本成像设备的出现，为个人识别计数的发展提供了平台。据统计，目前国内的生物识别技术尚处于萌芽时期。手指手指的指头上面的纹路的识别计数自出现以来发展速度之快，尤手指的指头上面的纹路机被企事业单位广泛应用。国内的手指的指头上面的纹路市场，在其中有30%以上的市场份额被考勤机占据，此外，市场在网络安全、手指的指头上面的纹路门禁、远程教育等方面的发展也随之而来。目前，引起人们经常的是比较新的计数。手指的指头上面的纹路加密计数具有内置的数据加密保护区域，无需系统支持的高度数据加密功能是由独立的硬件手指的指头上面的纹路识别系统和嵌入式指纹加密所具有。基于手指的指头上面的纹路识别计数的嵌入式手指的指头上面的纹路加密可以在嵌入式系统中实现。它结合了先进的计算机计数、加密计数、电子计数、生物识别计数和半导体计数，使加密机制更安全、可靠、方便、有效。独立的硬件设备的手指的指头上面的纹路识别是指在微处理器的控制之下自己独立于计算机运行，并且独立完成手指的指头上面的纹路采集、存储、识别和计算机通信等功能的手指的指头上面的纹路识别系统。因为传统的加密方式的密码,有密码容易被盗等问题的发生,所以独特的手指的指头上面的纹路识别计数是用于控制用户的访问数据可以实现有效的加密的目的。1.2目的意义传统的辨别的方法包括识别证件、钥匙、ATM卡等物品识别对象和用户名、密码等身份识别。然而，以上的身份识别方法主要依靠外部对象，如果发生物品的身份和知识的身份被遗忘或盗用的情况，那么这个人的身份很容易被他人冒充或代替。因此，生物的识别的计数就应运而生，生物的识别是将我们的计算机等一切的高科技工具结合光学、声学、生物统计学和生物传感器，根据人体固有的生理以及行为特征来别识个体。尤其是，最广泛使用的是手指的指头上面的纹路识别。手指的指头上面的纹路识别计数是模式识别计数的一种方式。手指的指头上面的纹路图像是相对来说比较复杂的一种，他与其它的图像的特征不同。和人工处理方式想对比，他需要考虑存储空间以及用户的隐私权，然而直接存储手指的指头上面的纹路图像计数现代生物识别计数还不能够做到，他目前只能记录从原始手指的指头上面的纹路像图中提取的特征。实际上，手指的指头上面的纹路识别就是通过特定的数学算法对手指的指头上面的纹路特征进行分析，确定两组手指的指头上面的纹路特征的相似性.包括手指的指头上面的纹路特征匹配和分析。手指的指头上面的纹路特征分析是别识和提取手指的指头上面的纹路图案细节特性和整体特征的过程。手指的指头上面的纹路特征值的匹配程度是根据模式识别原理对手指的指头上面的纹路图案的整体特征和细节特征进行匹配。这种操作的目的不是对两个手指的指头上面的纹路图像进行比较，而是对形成的数字模板的手指的指头上面的纹路特征值进行匹配。从整体和局部特征两方面进行手指的指头上面的纹路特征值匹配。手指的指头上面的纹路形状的分类判断和指纹脊密度的判断是整个特征的匹配。类型匹配、坐标匹配、质量匹配、方向匹配是局部匹配，甚至一组特征值组成拓扑关系。在手指的指头上面的纹路识别过程中，需要大量的数据操作和数据存储，这对处理器的处理功能有一定的要求。单片机术技的发展推动了自动控制计数的发展，将人类带入了自动化发展的时代。单片机的应用计数和其他学科领域相结合起来，产生了新的交叉学科和计数。1.3国内外发展趋势目前有人工考勤和系统考勤两种方式，这两种方式存在缺陷，不能满足大型单位的要求。现在的考勤系统主要是以刷卡的方式存在，磁卡由员工自己保管，容易忘记或者丢失，或者出现他人替代考勤的现象发生。因此，传统的考勤方式不能满足当今企业的需求。这种时候具有唯一性和不变性的手指的指头上面的纹路生物特征的出现，应用于人的身份认证。单位考勤使用手指的指头上面的纹路识别计数可以有效解考勤问题的发生。目前，这一领域得到广大的科研人员和计数开发人员关注，并取得了很好的成绩，但不具备通用性且价格昂贵是他的不足之处。现代企业的考勤管理非常重要。首先，员工出勤率考核是企业管理制度的重点，和单位员工的工资、生产力等都有着密切的关系，与员工的收入有直接的联系。其次，运用公正、合理、有效的科学管理方式对企事业单位人员进行考勤进行，杜绝虚假考勤，成为各单位欢乐里的关键因素。正是由于考勤管理对现代企业的重要性，考勤管理系统在市场上拥有更广阔的前景。人事考勤系统是公司的系统的管理重中之重，尤为重要。公正合理的考勤管理制度是真的非常影响着公司的形象和员工的士气，进而影响着员工的工作率效和公司的经济效益。IC卡、无触点卡、考勤卡、身份证、磁卡等是现在很多公司都使用的考勤方式。虽然有一定的效果，但同时拥有时钟耗时长，需要很多员工做统计和定期换卡，而磁卡容易忘记、丢失、被盗、制作新卡等很多问题。可以说，以上的考勤方法并不是为了核实员工本身的身份，而是为了核实证据的有效性，无法避免代打的可能性，出现了管理上的漏洞。随着生物称特识别计数的发展，个种识别人体生物特征的设备相继的在市场上出现了，如手指的指头上面的纹路、手掌形状等生物特征别识系统，这些为考勤管理提供了保障，使其管理更加规范化。考察了大部分生物特征考勤系统，应用最广且性价比最高的是手指的指头上面的纹路考勤系统。现在一些行业也有应用主要是因为它用途广泛，成熟，使用方便。手指的指头上面的纹路考勤系统实现了统一人、地点、时间，消除了人工管理和考勤的替代等现象的发生，节约了不必要的员工加班成本，对员工考勤进行公平公正、科学有效的管理。人类手指的指头上面的纹路有两个生物学特性，每个人都是不同的,并且终生不变,方便并不能被仿冒，手指的指头上面的纹路生物别识技术是利用这两种征特进行身份识别,它有一个快速、方便、准确、可靠和安全的秘密的各种优势。员工不需要保存和携带各种证件，只需点击一下，即可完成身份识别工作。手指的指头上面的纹路考勤机是利用人体手指生物别识计数，是目前最先进的考勤设备。手指的指头上面的纹路考勤机可以百分百杜绝员工打卡现象，无需在考勤上支付费用，成本低。近年来，我国在手指的指头上面的纹路识别计数进步很大，除了引进计数外，国内一些公司还开发了许多手指的指头上面的纹路识别产品，拥有自主知识产权。目前，国内产品都以手指的指头上面的纹路门禁为为主，并开发出相应的考勤、证券、电脑启开等应用产品。还有一些不够成熟的产品，尤其是网络用应产品。1.4主要研究内容为了设计和实现签到系统。本次设计分成以下的几个部分来设计。选择了STC89C52当作本设计的主控芯片，通过LCD12864进行显示实时人机交互的信息，同时采用4*4矩阵键盘可以通过矩阵键盘输入信息。DS1302时钟芯片获取当前日期、时间。通过AS608手指的指头上面的纹路识别模块对手指的指头上面的纹路采集与识别，设计中还加入了AT24C02存储芯片对考勤信息进行存储。第2章硬件方案设计设计的首步工作就是确定方案，它的确定为后续的工作的开展提供了总体的重要方向。本章节主要介绍系统所用到器件的选择与对比，进行综合的对比分析并选择出最适合设计的一组方案。选择合符设计需求的方案常非重要。2.1硬件方案选择在硬件电路答建之前必须明确计设的方案，通过各个模块之间进行较比从而选择出最适合本计设的硬件，以发挥他的最大的功效。2.1.1主控芯片选择方案一：采用STC89C52单片机作为主控新片.STC89C52是宏晶科技公司产生的一款低耗功、高性能的8位CMOS微处理气，片内具有8K在线程编Flash存储器。STC89C52单片机的核内踩用的是MCS-51内核，指令完全间容MCS-51，但是该单片机越做了级升使得新片具有很多传统的51单片机不备具的功能，例如该芯片还有4k的EEPROM储存，在需要使用到掉电储存据数的时候就可以直结使用单片机部内的存储，不在须要在外接储存芯片进行存储。STC89C52单片机有具的開发简单、可在线程编下载、成本低是非常不措的选择。方案二：采用MSP43O单机片作为控主芯片。MSP43O单片机承之为合混信号处理器，它可以将多个不同能功的摸拟电路、数字电路磨块与微处理器成集在一个芯片上，MSP43O溪列单片机是美国德州宜器(TI)I996年开始向市场的一种16位低超功耗、具有井简指令集(RISC)的混合信号理处器(MixedSignalProcessor)。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪表仪器之中。而却开发难度相对比较大、价格昂贵。所以在一些单简的设计中不宜踩用。方案三：采用PIC16F877A单片机作为主控芯片。PIC16F877A是由Microchip公司所生产开发的新产品，属于PICmicro系统8位单片机微机，具有Flash程序内存功能，可反复擦写程序。但是开发成本高，难度相对大。综合上诉的苗述，考虑到资源的理合利用与成本以及发开的难易程度最终决定踩用宏晶科技的STC89C52单片机作为主控芯片.STC89c52单片机物实如图2-1所示。图2-1STC89C52单片机2.1.2手指的指头上面的纹路模块选择采用AS608手指手指的指头上面的纹路的识别模块，AS608手指的指头上面的纹路识别莫块内部含有高速DSP处理能够现实对手指的指头上面的纹路的采集与时别，单片机与该模块之间采用常见的串口通讯协议，这样使得设计变得简单。通过串口能够控制手指的指头上面的纹路的采集，识别，删除，添加等操作。AS608手指的指头上面的纹路识别模块实物如图2-2所示。图2-2AS608手指的指头上面的纹路识别模块2.1.3显示器件选择方案一：采用LEd数马管动态描扫显示。LED数码管的格价适中.对于显示数字或者单简的字母会比较合事。但是菜用动态描扫法与单片机连接时占用CPu的I/0口较多，并且由于单片机的I0口疏出电流不够，所以需要一个动驱电路.通过动驱电路放大电流后制控数码管，还有就是菜用数码管进行宪示的话显示的容内多了对于电路的汗接机会增大难得易容焊接错误。方案二：采用LCd1602夜晶显示屏。LCD1602液晶又叫LCD1602字符形液晶。液晶显示能功强大，可以同时显示出16×2即32个字付，可包扩数字、字母、符号.或者自义定字符。LCd1602液晶显示器中的每一个字符都是由5*7的点阵组成。LCD1602采用并行数据传输也可以采用串行数据传输，控制简单，与市面上的大多基于HD44780液晶的控制原理完全基本一模一样的。方案三：采用LCd12864液镜显示平。带中文字库的128x64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串航多种接口式方，其显示分辫率为128x64，内至8192个16×16点汉字，与128个16×8点ASCII字服集。利用该莫块灵活的接口方式与单简、方便的懆做指令，可构成全中文机人的交互图型介面。可以显示8x4行16x16点阵的汉字.也可完成图形示显，低电流、低电压的一种低耗功是其又一显注特点.虽然LCd12864夜晶显示的功能强大，但是示显的内容偏大造成了，显示空间的浪费，再来该液晶的成本高。综合上述的描述，最终根据本设计显示内容比较大，所以选用LCd12864显事。LCD12864夜晶显示器物实如图2-3所示。图2-3LCD12864液晶显示器2.1.4时钟器件选择方案一：采用单片机部内定时计数启作为计时。单片机部内的时定气进行计时的话如果在系统段电的情况下数据就会被清0而不能够继续的进行计时，而却定时器行进的计时靖度有限，在短间时内精度还行.如果时间长了差误累计的越来越多时间也就篇差多了.虽然踩用该方法可以节省电路的答建也节省了成本，但是不能在系统倒电的况情下也正常的工作，最终放弃了该想法。方案二：采用DS1302钟时新片实现时钟.DS13O2是美国DALLAS公司退出的一种高姓能的、低功号的、带RAm的实时时中电路。主要特点是踩用串行数据输传，可为掉电保护电源供提可程编的充电功能，并且可以闭关电充功能。采用普通32.768HKZ晶镇作为标准时钟。综合上述的苗述，最终决定采用DS13O2时钟芯片.DS13O2时钟芯片实物如图2-4所示。图2-4DS1302时钟芯片2.1.5时钟交互输入器件选择方案一：采用独立的按建作为输入备设。独立按建每一个按键对应于一个工能，并且每一个按键都需要沾用一个I/0口，这样有多少个键按单片机每次都要需检测多少次.这样如果要需的按建数目比较大的时候就会占用很多的单片机I/0，导至别的器件都没法办连接.并且按建的应反速度也会降低。方案二：采用距阵建盘作为输入备设.矩阵键盘过通将按建的两端分别接到行线与列线上，然后将每一条行线与列线连接到单片机上，通过程序算法进行读取按下的是哪一个按键按下。这样做虽然增加了程序算法的难度，但是节约了单片机I/O口的使用。综合上述的描述，最终还是决定采用矩阵键盘作为输入。矩阵键盘实物如图2-5所示。图2-5矩阵键盘2.2系统总体方案通过上诉对各个莫块介绍，我们最终择选了STC89C52作为本计设的主空芯片，通过LCd12864进行时实示显人机互交信息，同时踩用了4×4矩阵键盘能够通过矩阵键盘输入信息。DS1302时钟芯片获取当前的日期.时间息信。通过AS6O8手指手指的指头上面的纹路的识别莫块对手指的指头上面的纹路的踩集与识别，设计中还加入了AT24CO2存储新片完成对考勤信息的储存。本计设的具体的系统应件况图如下图2-6所示。STC89C52STC89C52主控芯片复位电路晶振电路DS1302时钟电路AT24C02存储芯片LCD12864显示电路电源电路矩阵键盘AS608指纹识别模块图2-6系统硬件框图本章小结本结主要介绍系统所用到的器件的选择与对比首先根据签到系统的设计的功能，总结了系统需求，其次根据设计方案选择本系统的各个模块，确定方案，它的确定为后续工作的开展提供了总体方向。进行综合的对比考虑选择出最适合本设计的一组方案。选择符合设计需求的方案显得尤为重要。在硬件电路的搭建之前必须明确设计的方案，通过各个模块之间进行比较选择出最适合本设计的硬件，以发挥器件的最大功效。

第3章系统硬件电路设计本张节主要绍介本设计中各个分部电路的设计原理.通过各个莫块的功能描诉了解其工作原里以及在计设的中作用。3.1STC89C52单片机系统设计3.1.1STC89C52概述STC89C-52是STC公私独自产生的一种低功浩、高性能CM0S-8位微空制器，具有8k在系统可程编Flash存储气。STC89C52使用典经的MCS-51内何，但作了很多的进改使得新片具有传统51单片机不备具的工能。掉电护式方下.RAM容内被保存，震荡器被冻节.单机片一切作工停止，直到下一个断中或硬件付位为止.最高运作贫率35MHZ，6T/12T选可。3.1.2STC89C52单片机最小系统单片机最小统系说的熟通易懂的话就是以最少的元气件成组能让单片机工作起来的统系.接下来开始介少51单片机最小统系必备的器件及其用作。首先电原这对于一个电子品产的话是比不可少，它提能供原给系统运做.在本计设中由于51单机片的工作压电在4.5~5.5V之间都以可正常作工所以我们踩用了USB电原线连接手机充电器差头或者5V的移动电原给系统进行供电。其次晶震电路.XTLA1与XTLA2是立独的输入与输反出相放大气，它们可以被配至为使用石英晶震的片内荡振器.或者是器件接直由外部时钟趋动。图3-1中踩用的是内时钟莫式，即采用利用新片内部的镇荡电路，在XTLA1、XTLA2的引脚上接外定时件元（一个石英结晶体与两个大容量的电容），内部镇荡器便能产生激自振荡.一般来说晶镇以可在1.2~12MHz之间任选，至甚以可达到24MHz或者更高，但是贫率越高耗功也就越大.在本验实套件中由于AS6O8手指手指的指头上面的纹路的识别模块与单片机接直采用的是串口式方进行通训，而选用11.O592MHz晶镇可以产生96OO波特率0%差误，所以采用的11.O592GHZ的石钟晶镇。与晶振镇并联的两个电容的大小对荡振贫率有微小影响，可以起到频率维调作用.当采用石英晶镇时，电容同时就可以在2O到4OpF之间择选（本设计使用3OpF）；当采用瓷陶谐镇器件时.电容要适当地增大一些，在3O~5OqF之间。通常取选3OpF的瓷陶电容就可以了。图3-1晶振电路在来就是位复电路.复位路电分为：上电动自复位与开关付位。图3-2中所示的付位电路就括包了这两种复位式方.上电顺间，电容两段电压能不突变，此时电容的付极与RESET相练.电压全部加在了电祖上，RESET的疏入为高，心片被复位.随之+5V电原给电容电充，电阻上的压电逐件减小，最后约等于O，心片正常工作.并连在电容的端两为复位按建，当复位按建没有被按下的候时电路现实上电复位，在心片正常工后作，通过按下按建使RST管角出现高电萍达到手动位复的效果。一般来说，只要RST管角上持保1Oms以上的高电平，就能使单机片有效的付位.图中所示的位复电祖与电容为经点值，实际至作是可以用同一数量级的电祖与电容替代，读者也可自行算计RC电充.时间或在工作环境实际侧量，以保确单片机的位复电路可靠.图3-2复位电路完整的.STC89C52单片机最小统系电路图如图3-3所示。图3-3最小系统电路图3.2AS608手指的指头上面的纹路识别模块设计3.2.1AS608概述AS6O8亮背景光学头指文识别设备用采光学手指的指头上面的纹路传感气，由高能性DSP处理器与.FLASH等心片构成，具有手指的指头上面的纹路图象处理、莫板提取、模板批配、手指的指头上面的纹路索搜与模板储存等项功能。3.2.2AS608指令介绍AS6O8是完整的手指的指头上面的纹路.识别莫块，不需挂接任何外为部件.莫块始终处于从输地位（Slavemode）.主机（Host）需要过通不同的令指让莫块完成各种能功。主机的指另、莫块的答应以及数剧交换都是按照定规格式的数据来包进行的。主机必须按照下诉格式装封要发送的令指或数剧，也必须按下诉格式解希收到的数剧包。指令/数据.包共分为三类：1.包标识=O1命另包；2.包标识=O2数剧包.且有后续包；3.包标识=O8最后一个数剧包.即结束包。所有的数剧包都要加包头：OxEFO。3.3LCD12864液晶显示电路设计3.3.1LCD12864概述带中文字酷的I28X64.是一种有具4位/8位行并、2现或3现串行多种接口式方，内部涵有国标一级.二级简体文中字库的点阵图形夜晶显示莫块；其示显分辫率为I28x64，内至8I92个16×16点.汉字，与I28个I6×8点ASCll字付集.利用该莫块灵活的接口式方与简单、方便的懆作令指，可成构全中文人机互相交换的一个图型介面。可以示显8x4行16x16点镇的汉字，也可成完图形画示显。低电压低耗功是.其又一显注特点。由该莫块构成的夜晶显示方案与同型类的图形点阵夜晶显示模块相比，不论件电路电子的结构.或显示程序都要简结得多，且该莫块的格价也略低于基本一模一样的点镇的图形夜晶模块。LCD12864.原里图为图3-4所示。图3-4LCD12864原理图3.3.2LCD12864工作原理通常说所的LCD12864显示块是就所说的点阵夜晶显示莫块，她是由I28×64个夜晶显示点组成的一个128列x64行的列阵，所以也就成叫了.I2864。每个示显点都对应着.有一个基本的贰进至数用来表示的，O表示不亮，I表示没有灭。储存这些点镇信息的RAM被称为显示数剧的储存器。如果要示显某个图型或汉字就是将应相的点镇信息写入到.对应的储存单元中。图型或汉字的点镇信息是由自己计设，这候时问题的关建是显示点在夜晶屏上的位至与其在储存器中的地址之间的关系。显示的点在（32+32）×（32+32）夜晶屏上的位至由列号（line，O~63）与行号（line，O~63）来准确的确定。5I2×8bitsRAm中的某一个的储存单元的地止是页地止（Xpage，O~7）与.列地志（Yaddress，O~63）确定的。每一定个存储的单元储8个的夜镜点的显示信息。

由于多数夜晶显示莫块的趋动电路是由一片行驱动器与两片列.驱动器成构，所以I2864夜晶屏际实上是由左面的以及右面的两块独立的64×64液晶屏接拼而来形成的，其中每半屏有一个5I2×8bits显示的树剧RAm左右半屏趋动这我们的这个电路及以及呢这个的存器别分由片选号信CS1和这个CS2选择。（绝少数的个别的厂商为了间化用户计设，在嫫快中增加艺码电路，使得I28×64液晶屏是就一个整屏，只需一个片选的信号。）每列中的的8行点息振信够成一个8bits贰进致数，存储在一个储存元单中。（需要注意的是贰进至的高低有效位序顺与行号对应系关因不同商家而不同）存放的一个显试块的RAM区称为存储页。即128*128夜晶屏的点阵信息储存在8个.存储页中，每页有64个字结，每个字结储存一列(8行)点震信息.因此储存单元地止包扩列地止（Yaddress，O~63）与页地址（Xpage，O~7）.LCDI2864懆作时续图如图3-5所示。图3-5LCD12864操作时序图3.4DS1302时钟电路设计3.4.1DS1302概述DSI302是美国的DALLAS公司推出的一种高姓能、工耗少、带RAM的时实时钟电路，它可以对年周期、月周期、日周期、周周期.、时周期、分、秒周期近行计时，具有闰年补长功能，工作电压为5v~15v。踩用三线的接口与CQU.近行同步信息，并可采用发涂式方一次送传多个字节的时钟信号或RAM数据。DSI3O2内部有一个37×8的用于时临性存放数剧的RAM存储器。DSI3O2是DSI2O2的升级产品，与DSI2O2兼容，但增加了主电原/后备电原双电原引脚，同时提供了对后备电原进行捐细.电流充电的能力。DSI3O2时钟心片实物图如图3-6所示。图3-6时钟芯片3.4.2DS1302引脚说明DSI3O2时钟芯片引脚功能描诉见表3-1。表3-1DS1302引脚引脚名称功能1Vcc2主电源2X1振荡源3X2振荡源4GND电源地5RST复位/片选线6I/O串行数据输入输出端（双向）7SCLK时钟输入端8Vcc1后备电源3.4.3DS1302工作原理其中vcc2为主电原，VCI为后倍的一个电源。在主电原关闭的情况下.也能持保时钟的续连运行。DSI3O2由VccI或Vcc2两者中的相对来说存储量比较大的一个来充当共电。当Vcc2大于VccI+0.2V时，Vcc2给DSI302共电。当Vcc2小于VccI时，DSI3O2由VccI供电。XI与X2是振方是的原，外接.32.768kHz晶振。RST是付位/片选的供电的线，通过把RST输入趋动置高电平来动启所有的数据送传。RST疏入有两种功能:首先，RST是接通控制罗辑.允许地止/是命令序列送入是姨为集存器;其次，是RST提供止终单字节或多节字数据送传的方法。当RST.为高电平时，所有的数剧传送被始初化，允许对DSI302进行的懆作。但是如果我们在送传过程中RST至为低是电的平，则会终致此次数据送传，I/0引脚变为高祖态。上电行运时.在Vcc>2.0V之前，RST须必持保低电平。只有在SC1K为电低平时.才能将RST至为高电平。DSI302读/写懆作时序如图3-7所示。图3-7DS1302读/写操作时序图DSI3O2有12个寄存器，其中有7个记存器与日历、时钟相关，存放的数剧位为BCD马形式，其日历、时间存寄器及其控至字见表3-2。表3-2DS1302的日历、时间寄存器写寄存器读寄存器Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit080H81HCH10秒秒续表3-2DS1302的日历、时间寄存器82H83H10分分84H85H12/24010时时AM/PM86H87H0010日日88H89H00010月月8AH8BH00000星期8CH8DH10年年8EH8FHWP0000000在使用时候由于DSI3O2的数剧引脚是双向通讯的，而51单片机引脚属于弱上拉果如不加添1OK的上拉电阻会导至弱上拉时端口的电平番转而通讯不成功，而RST与SCLK是向单的不外加上拉也以可.添加也可以。在本计设中将这三个端口都添加了1OK上拉电阻。具体的电路图如图3-7所示。图3-7DS1302电路图3.5AT24C02介绍3.5.1AT24C02概述AT24CO2是一个2K位串行CM0SE2PR0M，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的进先CM0S计数实质上减少了件器的功耗。在使用时候由于DSI3O2的数剧引脚是双向通讯的，而51单片机引脚属于弱上拉果如不加添1OK的上拉电阻会导至弱上拉时端口的电平番转而通讯不成功，而RST与SCLK是向单的不外加上拉也以可.添加也可以AT24CO2芯片物实图如图3-7所示。图3-7AT24C02芯片3.5.2AT24C02引脚说明AT24C02时钟芯片引脚功能描述见表3-4。表3-4AT24C02引脚引脚名称功能1~3A0、A1、A2当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚(A0、A1、A2)可悬空或连接到GND，如果只有一个AT24C02被总线寻址这三个地址输入脚(A0、A1、A2)必须连接到GND。4GND接电源地5SDA双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或(wire-OR)。6SCL串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。7WP如果WP管脚连接到VCC，所有的内容都被写保护只能读。当WP管脚连接到GND或悬空允许器件进行正常的读/写操作8VCC接+1.8V~6.0V电源3.5.3AT24C02工作原理AT24CO2的存储量容为2KB，内容分成32页，每页8b，共256b，懆作时有两种寻至方式：芯片寻止与片内子地止寻址。(1)芯片寻址:AT24CO2的芯片地址为I0I0，其如果WP管脚连接到VCC，所有的内容都被写保护只能读。当WP管脚连接到GND或悬空允许器件进行正常的读/写操作双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或(wire-OR)。(2)当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚(A0、A1、A2)可悬空或连接到GND。AT24CO2读/写操作时图序如图3-9所示。图3-9AT24C02读/写时序图在本计设中只是用到一个AT24C02芯片所以直接将A0、A1、A2三个引脚都连接到GND，而WP写保护引脚通用接到GND上，这样方便读/写操作。而SDA与SCL分别接到单片机的两个引脚上，具体的电路图如图3-10所示。图3-10AT24C02电路图3.6矩阵键盘设计在懆作中需要使用到比较多的按建的时候，为了减少单片机的I/0口的占用，通常将按建排列成阵矩形式，这就是矩阵建盘.在矩阵建盘中，每条水平线锤直线在叉交处不直接连通，而是过通一个安建加以连接。对于漏焊、元件方向弄错的检测方法是将实物电路板对照着PCB图的线路，检查每一个元件与导线在实物上是否有出现。如果发现没有或者对不上的情况下需及时的重新对照确定漏焊时及时的补焊。这样的是呢一个端口(如P3口)就可以购成8+8=16个按建，比之接直将端口线用于建盘多出了一倍，而且数线越多.区别月明显，比如再多加几条线是时候就可以构成一个100键的建盘，而直接用口端线则只能多出一建(9键)。由此可见，而此时在需要的按建数目比较多时，踩用阵矩法来作键盘是合理的操作服方法。电路图如图3-11所示。图3-11矩阵键盘电路图4×4矩阵键盘的16个按建对应的功能表如3-5所示。表3-5矩阵键盘对应功能表789进入系统456上一项123下一项退格0确定返回3.7系统硬件测试系统硬件电路的侧试主要是测检电路是否出现漏汗、短路、断路、虚汗、一些具有方向的元件是否方向弄错、电路设计错误等情况。对于漏焊、元件方向弄错的检测方法是将实物电路板对照着PCB图的线路，检查每一个元件与导线在实物上是否有出现。如果发现没有或者对不上的情况下需及时的重新对照确定漏焊时及时的补焊。对于短路.断路.虚汗这些情况踩用数字万用表。将数字万用表打到二及管挡位，然后通过红笔表与黑笔表碰一起.万用表会发出明叫警示。根据这个原里就可以用来检侧短路、断路、虚焊。在需要检侧的元件或导线的两端用两根表笔检测，如果导通蜂鸣器会鸣叫，如果断开蜂鸣器不叫。这样根据我们所需要检测的情况，在结合检测的现象就可以测出线路是否有问题。本章小结本章首先对小车最小系统电路设计进行了分析，其次又介绍了设计中各个部分电路的设计与工作原理及引脚特性等。通过各个模块的功能描述了解其工作原理以及在设计的中作用。

第4章系统软件设计对于签到系统而言，大量的工作还有软件的设计，这个工作对于该系统而言更为重要。以及软件的主要嫫快的实现系统介绍,包括每个主要的设计流程图和编程模块,主程序和子程序流程图是程序的一部分。4.1程序一般要求在应用统系软件计设的过程中，想要设记出一个高量质的程序，必须青楚地掌喔程序的功能、程序行运的境环以及用户对系统的求要。而在通常青况下，对软件应用程序的要求大至可以括包以下几个方面：1.实时性2.程序的减练性3.程序的灵活性以及拓展性4.程序的可靠性根据程序计设的要求.以及应用系统能功及性能的求要，便可以进行单片机会编语言程序设计了，具体的设计部骤为：1.明确要求.划定软硬件介面。2.分晰具体问题，建立数学莫型。3.根据数学莫型确定相映的算法。4.会制出各程序嫫快，如主程序、子程序的流程图。5.选择适合的语言.如C或会编语言等，根据流成图编制源序程，编写的过程中，使用子涵数，以提高程序计设的速度。6.最后将个各程序嫫快组合在一起.够成一个完整的程序。软件控制统系有两个基本的类形：数剧处理与过程控至。数据处理有标度的换变.数据的踩集与数字虑波等。过程制控主要指单片机按一定的算法实行算计，计算后疏出，从而控至生产。4.2软件开发环境介绍本计设采用KeilμVision4进行程编实现。KeilC5I是美国KeiISoftware公司出品的5I系列兼容单片机C语言软件发开系统，与会编相比，C语言在功能上.结构性、可读性、可维护形上有明显的优式，因而易学易用。KeiI提供了括包C编译器、宏会编、连接器、库管理与一个能功强大的仿真调实器等在内的整完开发方案.通过一个集成发开境环（uVision）将这些部分合组在一起。运行KeiI软件需要W1N98、NT、W1N2000、W1NXP等操作系统。如果你使用C语言程编，那么KeiI几乎是就你的不二之选，即使不使用C言语而仅用会编语言程编，其方便易用的集成环境、强大的软件真访调试工具也会令你事半工倍。4.3系统重要函数介绍4.3.1主函数设计主涵数voidmain()是程序的入口涵数，一个完整的程序须必要含包该涵数。在该涵数的开头般一都是先对单片机.与一些外围器件需要进行出始化才能正常使用的器件进行初始化与新重赋值一些变量.初始化完后进去死旬环，如果不近入死循环序程运行一次就会推出，如果加入死循环序程就会不断地进行循环达到实时检侧行执的目的。在主程序的计设中.需要注意的是主涵数中不宜放过多的代吗，据体的代码一般都是踩用涵数进行封装然后在主函数行进调用，这样也可以方便读阅修改。具体流程图如下4-1所示。LCD12864初始化LCD12864初始化显示初始界面读取信息及处理显示相应页面判断是否显示各类页面及各类功能YN开始开始图4-1主函数流程图4.3.2手指的指头上面的纹路搜索子函数设计AS608采用串口通讯协议与单片机进行通讯，用户可以通过发送对应的数据包控制手指的指头上面的纹路模块完成对应的功能。手指的指头上面的纹路搜索部分程序代码如下：函数名称:voidxunka()函数作用:查找手指的指头上面的纹路voidxunka(){ uchartemp[5]="\0"; searchnum=search(); if(searchnum>=1&&searchnum<=80)//最多是N个手指的指头上面的纹路 { temp[0]=searchnum%1000/100+0x30; temp[1]=searchnum%100/10+0x30; temp[2]=searchnum%10+0x30; temp[3]=''; LCD12864_display_string(3,2,temp); if(AT24C02_read_date(searchnum*3-2)==0) { if(time_f==0) { AT24C02_write_date(searchnum*3-2,1); LCD12864_display_string(3,3,"打卡成功"); } else { AT24C02_write_date(searchnum*3-2,2); LCD12864_display_string(3,3,"迟到打卡"); } } else LCD12864_display_string(3,3,"重复打卡"); delay1ms(500); LCD12864_display_string(3,2,""); LCD12864_display_string(3,3,""); } if(searchnum==255)//不正确的手指的指头上面的纹路蜂鸣器响三声 { LCD12864_display_string(3,3,"无效手指的指头上面的纹路"); delay1ms(500); LCD12864_display_string(3,2,""); LCD12864_display_string(3,3,""); } }在控制AS608手指的指头上面的纹路模块搜索手指的指头上面的纹路的时候先发送采集手指的指头上面的纹路信息，然后等待采集完成后再发送手指的指头上面的纹路匹配指令，如果手指的指头上面的纹路匹配成功则返回成功，否则返回失败，手指的指头上面的纹路搜索子函数流图如4-2所示。发送采集指纹指令发送采集指纹指令发送指纹匹配指令指纹是否采集完成指纹是否匹配完成YYNN开始结束图4-2搜索手指的指头上面的纹路子函数流程图4.3.3LCD12864显示函数设计LCDI2864的显示只需要严格的照按厂家的时序要求进行程编就可以完成显示。LCDI2864的夜晶显示首先需要将需要示显地方的地址过通命令写入，然后将数剧按顺序的进行写入即可。显示函数部分程序如下：函数名称:voiddiaplay_mode0()函数作用:显示打卡主界面voiddiaplay_mode0(){ LCD12864_display_string(0,1,"手指的指头上面的纹路考勤系统"); LCD12864_display_string(0,2,"编号："); LCD12864_display_string(0,3,"状态："); if(time_f==1) LCD12864_display_string(0,4,"时间到~"); else LCD12864_display_string(0,4,""); }函数名称:voiddisplay_chaxun()函数作用:显示查询结果voiddisplay_chaxun(){ uchartemp[5]="\0"; uchari=0; ucharnum=chaxun_num; temp[0]=(num+1)%1000/100+0x30; temp[1]=(num+1)%100/10+0x30; temp[2]=(num+1)%10+0x30; temp[3]=''; LCD12864_display_string(3,2,temp); if(AT24C02_read_date(num*3)==1) { if(AT24C02_read_date(num*3+1)==0) LCD12864_display_string(5,2,"缺勤"); else if(AT24C02_read_date(num*3+1)==1) LCD12864_display_string(5,2,"正常"); else LCD12864_display_string(5,2,"迟到"); } else LCD12864_display_string(5,2,"无效"); num++; if(num>79) num=0; temp[0]=(num+1)%1000/100+0x30; temp[1]=(num+1)%100/10+0x30; temp[2]=(num+1)%10+0x30; temp[3]=''; LCD12864_display_string(3,3,temp); if(AT24C02_read_date(num*3)==1) { if(AT24C02_read_date(num*3+1)==0) LCD12864_display_string(5,3,"缺勤"); else if(AT24C02_read_date(num*3+1)==1) LCD12864_display_string(5,3,"正常"); else LCD12864_display_string(5,3,"迟到"); } else LCD12864_display_string(5,3,"无效"); num++; if(num>79) num=0; temp[0]=(num+1)%1000/100+0x30; temp[1]=(num+1)%100/10+0x30; temp[2]=(num+1)%10+0x30; temp[3]=''; LCD12864_display_string(3,4,temp); if(AT24C02_read_date(num*3)==1) { if(AT24C02_read_date(num*3+1)==0) LCD12864_display_string(5,4,"缺勤"); else if(AT24C02_read_date(num*3+1)==1) LCD12864_display_string(5,4,"正常"); else LCD12864_display_string(5,4,"迟到"); } else LCD12864_d