基于单片机的密码锁的设计与实现

基于单片机的密码锁的设计与实现摘要：本设计兼顾了指纹的独特性和密码的便捷性，设计了通过指纹模块和键盘模块来实现开锁的锁具。该指纹密码锁以单片机STC89C52为核心，采用软件Proteus中进行调试仿真，在同时满足指纹识别和读取密码正确的情况下进而控制继电器进行开锁，在LCD12864上显示指纹密码锁的实时状态。相对于传统锁具来说，该锁将指纹和密码相结合，极大地提高了安全性。关键词：指纹密码锁；单片机；调试仿真ResearchontheFairnessofBasicEducationinXi'anundertheDoubleReductionPolicyAbstract：Thisdesigntakesintoaccounttheuniquenessoffingerprintandtheconvenienceofpassword,anddesignsalockthatcanbeunlockedbyfingerprintmoduleandkeyboardmodule.ThefingerprintpasswordlockisbasedonMCUSTC89C52,whichisdebuggedandsimulatedbysoftwareProteus.Whenfingerprintidentificationandreadingpasswordarecorrectatthesametime,therelayiscontrolledtounlock,andthereal-timestatusofthefingerprintpasswordlockisdisplayedonLCD12864.Comparedwithtraditionallocks,thislockcombinesfingerprintswithpasswords,whichgreatlyimprovessecurity.Keywords:fingerprintpasswordlock,singlechipmicrocomputer,debuggingsimulation目录TOC\o"1-2"\h\u13625第１章引言 引言研究背景当今社会，科技日新月异，随着智能家居的出现，人民对生命财产安全的和生活质量的质量的越来越重视。门锁成为家庭财产和个人安全的最重要的一道防火墙，尽管绝大多数人在日常生活中都能自觉地规范自己的行为，但由于现代社会总有一些没有道德观念的小偷试图用高科技去开门，这使得居民们无法设防。随着时代的进步，传统的锁具的安全性已经大打折扣了，由此智能指纹密码锁慢慢地走进了大众的视野，而智能指纹密码锁正恰好起到一个非常好的保护作用，大大地减少了居家的安全隐患，相比于传统的锁具，智能指纹密码锁的安全性、精密性都远远高于传统的锁具，不需要再使用金属钥匙。智能指纹电子密码锁充分利用了单片机的软、硬件资源，引入了智能化分析功能，提高了系统的可靠性和安全性，所以智能指纹密码锁成为人们的首选。智能指纹密码锁是在传统机械锁的基础上，并与电子、机电一体化、指纹识别、互联网等新兴科学技术应运而生的产物。该智能指纹密码锁结合了指纹的唯一性和密码的便捷性，代替了传统的机械钥匙开锁过程，因为所有人的指纹都是独一无二的，所以可以根据指纹来进行身份验证，极大地提高了安全性，其正以快捷、安全、智能的性能慢慢地改变着大众的生活。人们不会再为拿很多钥匙而觉得累赘，更不会为居家安全而担忧，甚至可以在使用智能指纹密码锁的过程中，体现出自己的生活品质，并且更好地享受生活。虽然现在市场上有很多锁具，但只是单纯的指纹锁和密码锁，但由于其在一定程度上存在安全隐患。所以为了解决这个安全隐患，设计了基于单片机STC89C52智能指纹密码锁系统方案。研究意义在现代科学技术和信息科技不断发展的今天，电子器件安全性密码密匙在防撬门的安全性系统中起到愈来愈重要作用，特别是作为高精密防撬门安全防范的警报和保安。一般家庭用锁因为总体结构紧凑、安全系数差，通常给平常人造成不便。以便充足达到现代社会人们对于密码锁各种各样功能的应用要求，提高其实际操作安全系数，电子器件密码锁应时而生。在其中，电子器件密码锁能通过开启等多种形式替代金属材料锁匙。电子产品的密码开启主要通过键入密码，自动控制系统各种各样控制回路，尤其是开关芯片，由人机对战自动控制系统各种各样机械密码锁或开关锁的锁闭，进行各种各样机械密码锁和激活的控制回路。不但有简单IC设计商品，也有根据通用芯片的性价比高电源电路商品。目前市面上广泛应用的各类电子产品的密码防盗器的核心技术都是基于各种各样芯片架构设计，由各种各样可编元器件设计。在其中，特性和安全柔量早已大大的小于一般机器人的开启。它迅速创造发明和不断出现给我们的日常工作和生活学习培训带来了很大的便捷具备广阔的运用行业前景。伴随着我国市场经济和整个社会进一步持续发展，其便捷、安全性、好用、精巧、精美等众多功能特性终将社会上获得越来越好的发展趋势，终将遭受大量现代人的普遍青睐。研究目的在什么的日常生活与公共性工作上，房子等行业有关主管部门的安全生产风险紧急预防、机关事业单位档案资料、财务报告及部分有关个人信息的安全性存放通常获得重要确保。该安全性方式主要运用于处理安全隐患。可是，假如作业者自身应用以往脚踏式全自动锁匙，就不可以全自动解除锁定。具备防盗系统和警报安全性功能的新型电子文件密码门必定被文件加密越来越少、安全系数更低的脚踏式电子器件密码门所取代。视频监控系统的重要功能是Astc89c5单片机系统、16位矩阵键盘、LCD1602密码键入与展示等。也是有能自己设置和更改的密码。假如不正确键入密码三次之上，就能自己锁住，哪些也做不了。本设计主要通过lcp0端口号密码控制板全自动表明lcp0端口号，键入恰当后密码全自动显示为oopen！密码没法恰当表明，键入后就会自动显示为不正确。p1端口号功能控制按钮引流矩阵也包括0-9白音数据控制按钮和键盘上的a-d别的功能控制按钮。这个系统低成本，功能强劲。研究现状国外研究现状及发展趋势现阶段广泛用于海外资本主义国家各种各样房间内独立操纵智能门禁系统中，通过一些更可靠的控制系统以及各种方式方法，方便地完成室内木门的自动控制系统。他们将at24c02用了功能损耗最低的数据处理方法储存关键处理芯片。这类存储器芯片不仅有着高稳定性和成本低，而且还能与此同时应用和拓展多种多样技术性功能。比如，红外线指纹检测处理技术、指纹验证处理技术、视频语音图像识别技术处理技术、图像识别技术处理技术等。国内研究现状及发展趋势目前我国早已完善，在金融、家中、企业等都有运用。伴随着现代社会人们对于安全隐患的更高关注和信息内容技术的进步世界各国将会出现更多家具和电子智能锁但这些货品只有用以秘密箱、小箱子和门边。此外，在大的公共区域应用ic卡的话，会有很大的机械损伤，ic卡会有很大的遗憾和遗失、损坏等诸多问题。此外，其高额的成本费也在一定程度上限制这类产品的应用和推广。现阶段，充分考虑电子科学生产制造技术实力以及销售市场接受程度，电子防盗密码锁逐步形成这类高端电子产品防盗安全产品发展的应用流行。文献综评近些年，伴随着世界各国制造业的快速发展，温度检测技术性获得了快速的发展。依据所使用的不一样，有两类：触碰和非接触式。现在大部分的五金锁具全是机械，较大的不足就是使用简单专用工具能轻易地开启。近年来随着对外开放水平的提升，高端楼盘的开发脚步变得越来越快，高档门禁系统市场发展也越来越成熟。中国在高新技术产业上的投入持续加大，对新科技产品需求量每年都会提高。智能门禁系统的安全管理是安全工作中的关键环节，其安全性管理能力高低将影响到安全保卫工作的整体质量。依据信息内容。从20世纪三十年代起，人们对于电子器件加密算法进行了深入的科学研究。而国内电子密码锁，在20新世纪中后期才发展，远远落后于全球，而且大部分技术性也是从进口的，中国电子密码锁，由于市场份额过低，所以并没有营销推广开来。中国几个爱迪尔ADEL、科裕华能HUNE等电子设备都是在我国当地制造出来的。在电脑键盘上键入密码时，最大的优点就是，要不是自己的话，那就难以被人盗取了。电脑键盘密码的发展就是为了充分发挥其优点，摆脱其不够，开发出“随意设定密码”“全自动变更密码”“按键乱序表明”“多种密码设定”等。密码的数量还可以在输入密码时限定。三合一电子锁：一种由各种各样“卡”所组成的电子锁，按照其使用方法可划分成触碰和非接触式两类。信用卡的优势是存放大量的材料，不但能作为一把钥匙，而且能够带上各种各样个人信息，非常适合在金融业注重“验明正身”，并且一卡常用（比如新手入门、开锁、存放、付钱），为用卡人提供帮助。生物安全扣：有一些人的性格（比如手、眼、声）是无法复制的，是“锁匙”（除开被威胁或危害外），因而，应用生物特点开展密码的电子防盗锁，非常适合金融行业“验明正身”的特征。因为“锁匙”具备“无牵无挂、自力更生”的优势，所以其运作速度极快，刚开始的情况下，因为其性能不稳、价钱昂贵、经济实用、更具有“特点”而受到人们的青睐。现阶段，生物识别系统发展快速，但由于成本费、容积等多种因素限制，使得其在金融领域有着普遍的应用前景。但是，在这样的高度机密的情形下，也不能只是应用生物识别电子防盗门，务必要把其他的电子信息技术融合在一起。设计主要内容及章节简介智能密码锁是一种将电子计算机技术和现代安全工作技术结合的新式安全风险管理。此系统适用于金融机构，酒店，主机房，军械库，行政机关，写字楼，智能住宅小区，加工厂，住房等。在技术层面，以防盗系统、报案为主体的电子密码锁逐渐被机械设备数据加密替代，解决了传统的密码挂锁存在的不足，使登录密码技术和性能获得了很大的改进。伴随着LSI技术的快速发展，特别是单片机设计的诞生，一种含有微控制器的智能密码锁就是这样出现了。随着社会对安全意识的提高，科学合理技术的发展，世界各国已经有大量智能电子门禁系统如指纹、IC卡等。但这类产品只适用于特殊指纹和高效的信用卡，只适用于小盒子、箱门等。此外，假如在公共场合应用指纹，很容易引发设备的毁坏，IC卡的遗失和损坏会增加。但由于其价格昂贵，其宣传遭受一定的牵制。充分考虑目前技术与市场认可，该类电子器件防盗装置将成为主流。为提升其安全性、稳定性、应用性，研发了一种新的智能电子密码锁。该技术能够很好地处理当前市场的缺陷，非常值得宣传推广应用。具体内容如下所示。电子器件密码密匙的设计根据STC89C51单片机设计，编写掌握锁密码管理程序、表明管理程序和扫描仪程序流程，选用手机软件设计和硬件配置设计相结合的方式完成。关键设计控制模块由STC89C51单片机设计、16位引流矩阵按键、LCD1602显示器、声控开关和LED警报器等组成。密码可以自由变更。而且这个设计由P0口液晶显示屏操纵，密码恰当（）或是不正确（不正确！在中国，显示屏要被锁住，除非是大家可以持续三次恰当键入密码。由P1端口号掌控的16位矩阵键盘。第一章：讲了新项目的背景、世界各国发展情况和发展趋势，及其此次设计内容。第二章：主要包括一个环节是设计计划方案；第三章：简单介绍了硬件配置设计、各器件的型号选择、特性、特点和功能。第四章：电子器件密码锁源程序设计和程序段设计，以流程表展现；第五章：关键讲了全部问题的解决方式，在其中第一章用图形提出了这些问题的结论。单片机的指纹密码锁的总体设计指纹密码锁的系统功能描述在手机的系统硬件开发环节中，挑选传统式单片机at89c51作为关键部件操纵元素，运用传统式单片机服务器灵活的硬件软件构造进行系统程序编写以及各种io管脚端口号以及稳定性在这样的新式单片机外场控制回路中，外界键入密码电脑键盘主要运用于自动输入和操作一部分密码后的密码操纵，外界led密码显示屏主要运用于密码的全自动表明和密码操纵，两种计划方案全是它还具备各种类型可互相拓展的控制作用。依据大家现实生活的具体情况，文中协助室内设计师挑选那样的解决方案。本设计是针对指纹密码锁这一设计，依次对系统的硬件、软件以及仿真与调试三部分逐一进行研究。以51单片机为核心的主控系统，分别进行对应所需的硬件和软件的设计。该指纹密码所要实现的功能如下：1）录入存储和修改密码的功能。2）录入存储识别和增删指纹的功能。3）若密码和指纹实现与他的关系，则开锁，否则不能开锁。指纹密码锁的系统总体框架硬件部分设计是按照系统结构框图来设计每个部分的电路，主要包括单片机电路设计、AS608指纹模块电路、矩阵键盘、液晶LCD12864电路等几部分REF_Ref10555\w\h[3]。首先分析指纹密码锁要实现的各个功能、条件及其原理，将指纹密码锁的要实现的功能模块化，分别编写各模块的程序和绘制电路图，最终构成指纹密码锁总的仿真原理图。其系统结构框图见图2.1：图2.1系统结构框图单片机的指纹密码锁系统硬件部分设计指纹密码锁的主控芯片模块设计该系统设计以STC89C52作为核心控制，具有6机器周期、12机器周期两种功能，具有功率消耗低、不易被干扰、价格低廉等特点。在实际工作中，频率最高可达35MHz，而在单片机内部，其工作频率甚至可达0MHz。文中研究和定制的智能产品系统软件主要内容包含智能化单片机、引流矩阵智能键盘、液晶电视机表明、智能化密码锁、数据处理方法和储存等。最先，用户通过电子器件数字键盘信号密码后，单片机将需要与任意一个键入信号密码与此同时保存的导出信号密码的位置信息开展相对高度较为，分辨导出信号密码的储存位置信息对不对，将各操纵销售怎么调温度信号发送至与怎么调温度级别相对应的机械设备自动解锁控制回路或自动警报控制电路，挑选信号密码的自动解锁或报警。在节能模式中，有两种操作模式。第一个模式是，当系统进入闲置状态时，系统中其他部分仍处于工作的状态，如串口、中断等。第二个模式是，当系统进入掉电状态后，所有的微处理器、串口等都会停止工作，只有外部中断还在运行，而其他部分的数据内容依然存在，当下一次硬件复位时，单片机恢复正常的工作状态。指纹密码锁的系统连接见图3.1。图3.1指纹密码锁的系统连接指纹密码锁的晶振电路设计晶振电路的功能是为整个系统提供基本的时钟信号。一个完整的系统，有许多条命令，每一条命令都要在同一时刻完成，晶振电路的作用就在于此。本设计中的振荡电路是由振荡频率为11.0592MHz的晶体振荡器和构成的，采用了两个30pF电容器，一端接地，一端连接晶体振荡。选择11.0592MHz的原因是，MCU和指纹模块之间的通讯需要9600bps的速率。C1、C2具有快速起振、稳定振荡频率的功能，内部振荡方式应用比较广泛，其获得的时钟信号相对稳定REF_Ref10467\w\h[4]。指纹密码锁的晶振电路见图3.2。图3.2指纹密码锁的晶振电路图STC89C52可在0-24MHz的频率范围内工作。本设计选用晶振器的数值在此范围内，所以该晶体振荡器符合设计的要求。晶体振荡器距离微处理器不能太远，否则，进行调试会发现没有信号。指纹密码锁的复位电路设计复位电路的作用：在单片机上电前要进行复位，使各部分硬件恢复到初始的操作。复位电路分为低电平和高电平两种。低电平复位就是在单片机上电后，复位电路输出低电平信号，当电源及系统稳定后，复位电路输出高电平信号，复位结束，高电平复位和低电平复位原理相同，不同之处在于初始状态为高电平REF_Ref10408\w\h[5]。该指纹密码锁的复位电路是由电源、电容和电阻组成。将电容与电阻和引脚RST相连接，再加上一个单独的键SAL实现。如果按键按钮被按压，电阻器R4和C3回电，则RST管脚将会产生高电平，如果在两个CPU周期中，RST引脚始终维持高电平，则就会复位单片机。指纹密码锁的复位电路见图3.3。图3.3指纹密码锁的复位电路图指纹密码锁的4×4矩阵键盘设计按键设计分为独立和矩阵的两种。独立的是指其按键均为独立的，并有一条对应的输入线，只需要通过输入线路的电压来判断按键的状态。这种方法具有节省I/O口等优点，但一个输入端口都与一个按键对应。因此只有当按键数量少或者控制功能简单的时候，独立键盘才适用。由于该方法中按键数量众多，为了确保系统的稳定性，以及使用键盘操作方式简便，本设计选用矩阵按键界面设计方式进行密码输入。指纹密码锁的十六个键位分别由十个数字键、两个空键、设置键、取消键、复位键，以及开锁键构成的。指纹密码锁的矩阵键盘电路见图3.4。图3.4指纹密码锁的矩阵键盘电路图该系统的4×4矩阵键盘需要添加4条行线和4条例线。键位的行线依次为P1.0至P1.3，列线依次为P1.4至P1.7，用按键将水平线和垂直线的交汇处连接起来。当按下按键时，联结点的行线和列线的电位连通，一个输入端口就可以控制并组成所需的16个按键。在单片机处理矩阵键盘时，在检测按键被按下之前均需要处理器先进行等待。将键盘分为横向和纵向两个方向接入，比如扫描代码是从垂直方向输入的，那么代码扫描时就横向扫描，反之，则纵向扫描。由于是机械式的开关，在按下的时刻，会有短暂的抖动，为了防止将抖动误认为是重复按下开关。因此，我们在检测按键时，会给按键加一个延迟，等待机械开关稳定后再读取按键内容，这样就可以使键盘的输入就可以达到稳定。在基于STC89C52单片机的4×4行列式矩阵键盘模块中，用户需要输入六位的数字密码，按下开锁键，系统会将输入密码自动识别并与原定密码比对。本设计指纹密码锁的初始密码为123456，修改后的密码为111111。指纹密码锁的显示模块设计液晶显示的作用是完成数据的显示，也就是将指令信息显示在屏幕上。本设计采用LCD12864作为数据显示元件，液晶作为一种特殊的物理、化学和光学性能的材料，在20世纪中期得到了广泛的应用。为了便于描述，一般将所有的LCD显示器统称为LCD。液晶具有体积小、功率消耗低、便于操作等特点，但其缺点是其适用的温度范围较小，一般液晶在0℃至+55℃之间，贮存温度在-20℃至60℃之间，所以本设计选取LCD12864液晶。其分辨率:128（列）×64（行）点，内置8192个16×16点汉字以及128个16×8点ASCII字符集，可完成图形显示REF_Ref10333\w\h[6]。所以该显示屏符合设计需求。指纹密码锁的液晶显示电路见图3.5。图3.5指纹密码锁的液晶显示电路图该LCD显示模块具有低压、低功耗、接口灵活、简单、方便等优点。时钟频率是2MHZ，显示方式为STN、半透、正显。在日光直射的户外也可以呈现清晰的HYPERLINK"/s?q=%E8%A7%86%E9%A2%91%E6%95%88%E6%9E%9C&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn"\t"/q/_blank"视频效果，屏幕中呈现出浅色背景加深色字符，两者对比度较高，在一般情况下看得较为清楚些。与其他图形组成的点阵LCD相比，它的硬件结构和LCD的程序设计要简单得多，而且成本也要比同类的LCD模块要低。指纹密码锁会将输入的密码与原存储的密码进行对照，同时也将接收到的指纹，与系统中所录入的指纹进行对照，如果密码和指纹输入完成后且与原系统对照完全一致，点击开锁键，则会显示开锁。指纹密码锁在开锁状态下，可以进行密码修改，修改密码前按下复位键，此时液晶屏幕上显示初始状态：‘欢迎光临指纹密码锁’。输入原存储密码和指纹，比对成功后，输入新的数字密码后，完成密码修改操作，如果指纹或者密码当中有一项错误，则在液晶显示屏上显示错误。指纹密码锁的电控锁模块设计电控锁为执行机构，可以通过单片机的控制来打开与关闭。继电器、PNP型三极管、LED灯以及限流电阻构成了电控锁。指纹密码锁的电控锁设计电路见图3.6。图3.6指纹密码锁的电控锁设计电路图在本系统的设计中，由PNP三极管控制继电器，在PNP三极管输出低电平的情况下，三极管Q3处于饱和通路状态，VCC被加到继电器上，这时继电器线圈通电，使磁力常开式接触器接通RL1供电，使电磁锁开启。开启时，LED由电流限制电阻R2所保护。电阻R3起保护电路、三极管和限流的作用，在单片机获得闭锁信号后，三极管截止，使继电器两端电压为0，断开RL1，发光二极管：D2断开，灯熄灭，指纹密码锁关闭。在三极管截止的时候，继电器中电流突然中断，会产生感应电势，其方向是力图保持电流不变，即总想保持继电器中线圈电流的方向为由下至上REF_Ref10222\w\h[7]。为避免三极管被破坏受到影响，在三极管上加续流二极管（D1的作用：限制电流和保护线路），切断感应电势，同时也使得其他部分的电路免受影响。指纹密码锁的报警模块设计由蜂鸣器、三极管和限流电阻共同组成报警装置。指纹密码锁中的蜂鸣器由PNP型三极管控制。三极管可以放大电流和驱动蜂鸣器。当端口P3.2为低电位时，三极管处于饱和导通，而蜂鸣器进入工作状态；当三极管截止时，蜂鸣器断开工作状态，P3.2管输出高电位。单片机I/0口循环输出高低电平，产生方波脉冲，并发出声音REF_Ref10173\w\h[8]。指纹密码锁的蜂鸣器电路见图3.7。图3.7指纹密码锁的蜂鸣器电路图指纹密码锁的指纹模块设计指纹识别技术的核心是人体皮肤的纹路。在人类基因遗传的影响下，指纹成为绝对不会重复的一项身体信息REF_Ref9409\w\h[9]。指纹的纹型、纹数和纹路等是指人们能够用肉眼看到的特征。但是区别人与人指纹不同的关键在于指纹上的节点。我们常用的指纹识别系统一般用到的也是局部特征里的端点和分叉点这两项细节特征REF_Ref10055\w\h[10]。指纹模板见图3.8。图3.8指纹模板图本设计选用的是型号为AS608的指纹模块。该指纹密码锁的指纹识别模块采用了光学技术。按照光学的折射和反射，光线从三棱柱的底面射入三棱柱，再经棱镜射出。由于手指皮肤坑洼不平，所以折射出的角度和光线的亮度也是不同的。CMOS芯片会收集不同明暗程度的指纹信息，从而完成指纹信息的采集REF_Ref9905\w\h[11]。指纹模块电路图见图3.9。图3.9指纹模块电路图指纹模块有如下三条指令：（1）监控模块，确保其正常工作。（2）生成指纹模板，其主要包括记录指纹图像，生成特征，建立所需模板并保存，通过以上过程即可完成指纹输入，重复上述操作即可完成对其他指纹的采集然后重复上面四个步骤，然后进行下一个指纹录入。（3）检测是否采集到指纹，检测到采集后，通过指纹进行识别与对比，便可得知，与系统中所存储的哪个指纹相同。该模块的优点在于价格成本低廉，体积较小，功率消耗低，对指纹的识别速度较快，对工作环境有较强的适应性，比如粉尘等特殊的环境中。由于其技术发展时间较早，所以相对较为成熟，经历过市场多年的考验，具有一定的稳定性，已经在各个领域得到了广泛的应用。所以其符合本设计的选用要求。单片机的指纹密码锁系统软件部分设计单片机的软件系统是单片机系统重要组成部分之一，要使单片机协调有序地工作，就需要片单片机软件系统和硬件系统的共同配合REF_Ref9850\w\h[12]。本设计的软件部分设计主要包括显示、指纹和按键几部分。对各个模块进行了独立的测试，经过测试后，构成完整的控制系统。程序编辑采用模块化设计，可方便后期维护，对于代码的优化也有很大的益处，在整个系统的调试过程中，也可以很快地修改对应功能的程序REF_Ref9722\w\h[13]。指纹密码锁的系统程序总工作分析C语言是一种功能强大、简洁的计算机语言，通过它可以编写程序，指挥计算机完成指定的任务REF_Ref9664\w\h[14]。在C语言中，可以创建一组可以随时供主程序使用的子程序。该方案采用以Keil4开发环境为核心进行模块化编程，实现了对源代码的拆分；并在此基础上，对多个模块分别进行编程，程序编译完成后生成相应的文档。在软件开发的环境中对源码进行仿真与调试，便于编程，并在调试完成后把文档放入单片机中；当单片机通电后进行对应的初始化工作，按照程序的要求，执行各个模块的操作。指纹密码锁的主程序流程指纹密码锁的主要程序包括显示、指纹和按键。首先硬件初始化，其次判断是否按下按键，调用对应程序，进行指纹采集识别、密码输入，最后进行数据的加工处理，用LCD12864呈现最后的结果。指纹密码锁的主程序流程见图4.1。图4.1主程序流程图指纹密码锁的按键扫描设计本次设计采用的是4×4行列式矩阵键盘。在指纹密码锁的按键扫描模块中，程序开始时如果有按键按下则开始逐行扫描按键，以此来确定按键的位置，再根据按键的位置来确认下一步的操作REF_Ref9409\w\h[9]。操作流程如下：（a）确定是否被按下了按键。将各水平面线设定为输出端，输出低电位；设置垂直的线作为输入口，并在列线中读出电位状态，如果为低电位时，表示已经被按下；当全部为高电位时，表示未被按下；（b）分析按键所处的位置。进行消抖处理，在消抖后，检测按键确实被按下后，向每一行线输出端口发送低电平，其余部分发高电平送再对列线进行检查，如果发现低电平，则列线与行线的重叠处的按键即为所输入的按键。（c）确认按键的位置后，给每个按键标上数字，即对该键进行编码。为了避免信号受到干扰，本设计采用软件消抖，当检测有键被按下时，先延时消抖，再确定按键关闭与否，这样就可以避免受到干扰和抖动的影响，使用软件消料以降低对单片机的影响。指纹密码锁的键盘消抖的流程见图4.2。图4.2键盘消抖流程图指纹密码锁的LCD12864液晶显示设计液晶显示屏的主要作用是完成数据的显示，根据所接收到的相关指令，将相应的指令信息显示在液晶屏幕上。系统启动时，液晶显示屏模块将对显示内容初始化。系统初始化后，一旦接收到读取或写入命令时，就会执行相应操作，所谓写入指令，就是在液晶显示屏相应位置显示数据，而数据的内容就是刚才写入的内容。指纹密码锁的液晶显示流程见图4.3。图4.3LCD12864液晶显示流程图指纹密码锁的指纹识别流程图指纹识别模块流程见图4.4。图4.4指纹识别流程图指纹密码锁的Keil4编程选用所需硬件，要创建各模块的子程序。该方案利用Keil4实现了对MCU的编程，其特点是通过已编译好的源码与Proteus上的原理图进行联合仿真。当需要进行调试时，将编译好的文档下载到MCU。在单片机上电后，第一步是初始化，然后由MCU对各部分进行初始化，然后由MCU对整个系统进行监测。当有键被按下时，单片机检测到电位变化时，会确认按键的位置并执行相应的操作。Keil4能够编写C语言程序，并产生代码。本设计采用Keil4进行C源码编程，Keil4软件可以提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，能够连接和重定位目标文件和库文件，创建HEX文件，调试目标程序[15]。编辑程序流程如下：（a）建立一个的工程，点击project新建。（b）根据需要从资料库目录中选择单片机型号，由于此软件中没有STC89C52单片机，因此，将其替换成与其功能一样的AT89C52。（c）点击新建文件并保存，将其命名为.c，双击SourceGroup，添加.c文件。（d）点击OutPut选项，在产生HEX文件前打钩，生成hex文件。（e）在XTAL(MHZ)后修改单片机的频率。（f）最后烧录入STC89C52单片机中。系统仿真由于Proteus软件中不能实现指纹的仿真运行，所以在仿真运行时用开关闭合与否模拟代替指纹的识别，开关闭合代表指纹识别成功，开关未闭合代表指纹识别失败。（1）闭合指纹输入开关，输入初始密码123456，按下开锁键，在指纹和密码输入均正确的情况下，蜂鸣器发出滴滴两声，在液晶显示屏上显示密码指纹OK，故而实现开锁功能。指纹密码锁开锁成功的仿真见图5.1。图5.1指纹密码锁开锁成功的仿真图（2）按下设置键，闭合指纹输入开关，输入初始密码123456，指纹密码均正确的情况下，输入新的密码111111，在液晶屏幕上显示密码修改成功，重复上述步骤，用新的密码验证修改是否成功，实现开锁，故而实现密码修改功能。指纹密码锁密码修改成功的仿真见图5.2。图