指纹密码锁-设计说明书
电子校园网 编号：
HJJ-51-2021-032-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的智能密码锁系统，旨在提供安全可靠的门禁控制解决方案。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，用于获取输入部分数据并控制输出部分。输入部分包括指纹模块、AT24C02存储模块、4*4矩阵键盘和供电电路，用于指纹识别、密码输入和数据存储。输出部分包括LCD1602显示模块和蜂鸣器，用于显示相关信息和提供提示音。通过各个模块的协作工作，本系统实现了指纹识别、密码输入、数据存储和用户界面显示等功能。在校园生活中，该智能密码锁系统可以应用于宿舍、实验室等场景，提供安全可靠的门禁控制。本设计为校园生活提供了一种方便、高效且易于管理的门禁解决方案。
关键词：单片机；指纹模块；存储模块；步进电机
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5电机方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 指纹模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 确认函数流程设计
4.5重置密码函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 修改密码实物测试
5.3 密码错误三次实物测试
5.4添加指纹实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
信息化时代，作为生物识别技术当中的指纹识别技术越来越受到人们的重视。指纹作为人体中最明显的外表特征，具有唯一性、终身不变性、易获取、难以复制等优点。随着社会、科技、文化的进步，机械锁的安全性已经越来越不能满足百姓的需求，智能指纹锁应运而生。指纹锁是一种以人体指纹为识别载体和手段的智能锁具，它是计算机信息技术、电子技术、机械技术和现代五金工艺的完美结晶。指纹锁一般由电子识别与控制、机械联动系统两部分组成。指纹的唯一性和不可复制性决定了指纹锁是目前所有锁具中最为安全的锁种。
在我国，指纹识别技术被广泛运用在破案侦查上，同时在金融领域也是一种热门的防盗技术。目前，我们所在的生活中接触到指纹锁的地方也越来越多，公司考勤、小区门禁、笔记本识别等等。指纹锁独特的安全、快捷已让其与我们日常生活密不可分。目前进入指纹锁行业的厂商越来越多，技术能力不一，水平差次不齐，技术能力强的厂家，开发出多个新型指纹锁，出现百花齐放、百家争鸣的局面。但是也不可避免地存在产品同质化问题，在标准基本统一的前提下，除外观外，使用同一部件、同一模块的情况，同质化现象日趋严重。特别在没有自主研发能力的厂商发布的产品中，越加明显。中国指纹锁业需要依赖更多的综合竞争力。对于中国指纹锁行业而言，其发展的关键，待破与待立之局，都聚焦在是否能真正把握未来的竞争力。
指纹锁应运而生，凭借着其独特的技术优势成为行业新宠，民用市场正逐渐拓宽，未来发展前景一片光明。因此，我们研究指纹密码锁具有重大意义。
1.2 国内外研究现状
针对实验室门禁采用传统的机械锁、大盘钥匙开锁带来的不便,2018年张萍，马树军，史可福设计了一款基于51单片机STC89C52RC的指纹电子密码锁,该密码锁可以实现指纹和红外遥控两种方式开锁,密码错误3次后还会报警,具有防多次试探键入、成本低等特点.考虑到需要24 h待机,对硬件和软件进行了多次改动,使得功耗降低为150 ～350 mA,达到了较为理想的效果,可以应用于实验室的实际管理中[1]。
2021年陈新芬，金琦淳，张延丽，梅娟设计了一款基于51单片机的指纹密码锁,并实现Proteus软件仿真调试.电子锁设计采用指纹或者按键值两种形式来实现密码输入.硬件电路设计采用AT89C52为核心控制芯片,指纹输入采用AS608集成光学传感器模块,利用16个按键构成4×4矩阵键盘实现按键密码输入,显示屏采用液晶LCD1602显示.经过Proteus仿真运行,密码锁能够实现正确指纹或密码输入情况下,控制继电器开锁,液晶显示屏实时显示密码锁当前状态.出于密码锁安全性能考虑,软件设计中增加了错误密码输入次数超限,锁定密码锁,启动连续循环报警功能[2]。
2020年Yang B , Xia H , Du W研究了一种基于STM32的智能指纹锁系统。将指纹识别技术与传统密码输入法相结合，实现对用户的识别，安全性高。系统由MCU控制模块、指纹识别模块、电磁锁模块、用户交互模块和电源部分组成。这些系统相互配合，实现精准指纹识别、解锁等一系列功能。在程序方面，C语言用于模块化编程，便于调试和维护升级[3]。经过实际测试，系统识别率高，响应速度快，能够适应各种使用环境，具有广阔的市场前景。
2021年A Poddar，S Roy，S Raha，K Thakur，T Dasgupta，DS Maity介绍了一种专为门锁而设计的高级安全系统。钥匙可以被盗，但不能窃取我们的身份。此外，覆盖指纹传感器门锁非常困难，因此系统保证了高安全性。技术每天都在升级，任何受过教育的技术人员都可以使用，他们的计算技能最低。现在，技术只不过是特定科学领域的进步，无论它是否与计算机有关。随着技术的进步，我们的安全不断受到威胁，无法摆脱这个问题，我们开发了完全基于生物识别身份验证的安全系统。为了实现这个项目，我们将使用Arduino UNO，指纹传感器，伺服电机和其他一些硬件设备。除了这种基于指纹的系统的工作外，我们还将讨论我们的项目如何在这种流行病期间对社会有所帮助[4]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STC89C52单片机的智能密码锁系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责获取输入部分数据并控制输出部分。输入部分包括指纹模块、AT24C02存储模块、4*4矩阵键盘和供电电路，用于指纹识别、密码输入和数据存储。输出部分包括LCD1602显示模块和蜂鸣器，用于显示相关信息和提供提示音。
通过各个模块的协作工作，该智能密码锁系统实现了指纹识别、密码输入、数据存储和用户界面显示等功能。该系统适用于校园生活中的宿舍、实验室等场景，提供安全可靠的门禁控制解决方案。
