代码收藏家 单片机设计基于stm32的指纹密码锁控制系统
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前言 概要 设计思路 软件设计 效果图 程序 文章目录
前言
💗博主介绍：✌全网粉丝10W+,CSDN特邀作者、博客专家、CSDN新星计划导师，一名热衷于单片机技术探索与分享的博主、专注于 精通51/STM32/MSP430/AVR等单片机设计 主要对象是咱们电子相关专业的大学生，希望您们都共创辉煌！✌💗
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概要
基于STM32的指纹密码锁控制系统设计概要可以分以下几个主要部分进行介绍：
一、系统概述
该系统是一个集成了指纹识别、密码输入、存储、认证和开锁控制功能的智能安全系统。它利用STM32微控制器的强大处理能力，实现了对用户输入的指纹或密码信息进行快速、准确的认证，并根据认证结果控制锁定机构实现开锁功能。
二、硬件设计
STM32微控制器：作为系统的核心，负责处理指纹或密码输入、数据存储和门锁的控制逻辑。STM32的高性能、低功耗和丰富的外设接口使其非常适合作为门锁控制系统的核心处理器。
指纹识别模块：例如AS608指纹模块，用于采集用户的指纹信息，并将信息传递给STM32微控制器进行认证与比对。指纹识别模块需要具备高精度、高可靠性和快速响应的特点。
锁定机构：通过继电器、电磁铁等设备实现电子开锁功能，确保门锁的稳定运行。
其他硬件：
OLED显示屏或LCD1602显示屏：用于显示信息，如指纹录入状态、验证结果等。
蜂鸣器或指示灯：用于提示用户操作。
AT24C02存储模块（可选）：用于数据的存储和管理。
三、软件设计
指纹/密码输入与认证：系统通过指纹识别模块采集用户的指纹信息或使用密码输入模块接收密码，然后将其传递给STM32微控制器进行认证与比对。在认证过程中，系统采用多种安全措施保护指纹信息和密码的安全性，如数据加密技术，防止信息泄露和破解。
数据存储与管理：设计相应的数据存储和管理机制，如利用STM32内置的存储器或外部存储模块（如AT24C02），以确保用户指纹信息和密码的安全性和可靠性。
控制逻辑：STM32微控制器根据用户的操作指令和认证结果，通过精确的控制逻辑来操作锁定机构，实现门锁的准确开启和关闭。控制逻辑中还需考虑各种异常情况的处理机制，例如连续错误输入、非法操作等。
四、系统特点
安全性高：利用指纹识别作为主要认证方式，并结合密码输入作为备选方案，提供双重安全保障。
便捷性强：用户无需携带物理钥匙或记忆复杂密码，通过指纹识别或密码输入即可轻松开锁。
可扩展性好：系统基于模块化设计，便于根据需求进行功能扩展和升级，如增加其他认证方式或与其他智能家居系统的连接。
基于STM32的指纹密码锁控制系统设计不仅考虑了硬件和软件的性能要求，还着重考虑了用户的使用体验和安全性，是一款高性能、智能化的门锁控制系统。
功能设计
1.采用STM32内部的Flash可以实现存储的密码掉电保存。密码为6位，可以随意更改，更改时要输入两遍确认；
3.采用矩阵按键输入、12864液晶显示、继电器模拟开锁，有开锁指示灯。继电器有常开常闭触点可外接电磁锁等负载；
4.有管理员密码，即使忘记密码也不怕，可以找回；
5.两种开锁方式：指纹开锁（指纹模块）和密码进入管理员模式开锁（键盘模块）。
6.带红外人体检测，当检测到有人靠近时，系统开启，显示屏背光亮；当人离开3秒后，系统进入休眠模式，显示屏背光灭；
7.带蜂鸣器报警功能，当输入密码或者指纹识别3次失败后，蜂鸣器报警开启；
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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效果图
程序
#include <reg52.h> //调用单片机头文件
#define uchar unsigned char //无符号字符型 宏定义 变量范围0~255
#define uint unsigned int //无符号整型 宏定义 变量范围0~65535
#include <intrins.h>
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit beep = P1^7;
sbit SH = P3^5;
sbit ST = P3^6;
sbit DS = P3^7;
uchar num_jin;
uchar num_chu;
uchar num_car;
#include "lcd1602.h"
/***********************1ms延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
void write_74hc595(unsigned int num)
{
int i;
ST = 0;
for(i=0; i<16; i++)
{
SH = 0;
if (num & 0x0001)
{
DS = 1;
}
else
{
DS = 0;
}
SH = 1;
num >>= 1;
}
ST = 1;
}
unsigned int num_2_led(unsigned int num)
{
int i;
unsigned int ret=0;
if (num > 16)
return 0xFFFF;
for(i=0;i<num;i++)
{
ret |= 1<<i;
}
return ret;
}
/***************主函数*****************/
void main()
{
init_1602();
write_string(1,0,"Jin: Chu:");
write_string(2,0,"Car: P:");
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(0);
while(1)
{
key();
}
}
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目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：QQ1928499906
