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智能指纹密码储物柜的单片机设计与实现
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更新于2024-06-21
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"智能指纹密码储物柜的设计" 这篇文档详细阐述了一个基于STC89C52单片机的智能指纹密码储物柜的设计过程。该设计旨在提供一种更为安全、智能且小巧的储存解决方案,以替代传统的机械锁,满足现代人对安全性和便捷性的高要求。 在设计要求部分,文档指出系统应具备指纹识别和密码输入功能,以确保只有授权用户能够存取物品。系统需具备一定的安全性能,并且操作简便。在方案比较与论证环节,可能涉及了多种设计方案的优缺点分析,最终选择了单片机作为核心控制器。 硬件设计部分详细介绍了各个关键组件。单片机及最小系统是整个系统的控制中心,负责处理所有输入和输出信号。液晶显示模块用于显示指纹比对结果和相关操作提示。按键控制部分用于输入密码或其他用户指令。指纹模块是系统的核心,负责采集和识别用户的指纹信息。继电器模块则用于控制储物柜的开关动作,通过发光二极管模拟开锁状态。 在软件设计方面,文档提到了系统程序的工作分析、主程序流程图,以及LCD显示模块和Keil编程的程序设计流程。这表明系统软件包括了指纹识别算法、用户交互界面以及设备控制逻辑。 硬件调试部分,作者详细记录了从电路焊接、程序烧写到各个模块(如小灯、液晶、指纹模块和按键)的调试过程,证明了硬件组装和软件配合的成功性。 结论部分总结了设计成果,强调了该储物柜设计的成本效益和优良性能。预期功能得以实现,表明该设计不仅在技术上可行,而且有良好的实际应用前景。 参考文献和附录提供了进一步的技术细节,包括原理图、PCB布局图以及源代码,这些资料对于理解和复现设计至关重要。 关键词:“指纹”、“芯片”、“单片机”,强调了该设计的关键技术和应用领域。
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本科论文
1 总体方案设计
本设计采用的核心处理器为 STC89C52 单片机,其是一种直流供电电压的
8 位微控制器单片机,电压为 2.0V 至 3.8V,内部具有大存储量的内存空间。其
在原有基础上进行了许多改进,相较于传统的 51 单片机单位时间内消耗功率更
少。STC89C52 单片机是许多嵌入式控制系统的理想选择,因为其的效率和灵活
度都较高,具有平滑的 8 位 CPU 和可编程闪存系统。总体框图如图 1.1
图 1.1 系统总体框架图
1.1 设计要求
1)开机,按下开机键以后,根据显示屏的指示,我们将手指进行放入。这
里需特别注意,在本系统中识别成功的标志是绿灯亮起。如果没有识别成功,
则绿灯不会亮起,需要进行第二次识别。
2)管理员模式:正确输入六位数的密码方可进入到管理员模式,如果密码
不正确则不能进入管理员模式。管理员模式是帮助用户在初始状态下录入指纹,
以及在必要时候删除或更改指纹。本系统还具备修改密码的功能。同时,管理
员模式还可以进行危急情况下的应急开锁功能。
1.2 方案比较与论证
方案一:控制数字电路
本法的优势就是设计简单,经济实惠。一共需要输入十六个按键,但是其
中有十二个按键是有效的密码按键。当其他人输入密码错误三次以上,则系统
会自己锁定。同时还有备用电源,备用电源的作用就是当停电时,备用的电源
可以支持系统正常的工作。
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本科论文
其如图 1.2 所示:
键盘输入
密码校验电路
开锁电路 执行电路
限时
报警
开始
计时
报警次数
检测
锁定
市电供电
电路
电子切换开
关
蓄电
池
断电检测
充电电路
电源
VCC
正
确
开门
消除
报警
信号
锁
定
脉
冲
图 1.2 数字密码锁方案
方案二:控制主体是单片机
首先,设备的编程方式是灵活的:为了提高使用的安全性和节约用户的成
本,用户在更换程序时,可以直接擦拭之前输入的程序,重新写入程序下载到
设备中,这样在编程过程中用户就可以根据自己的需求来进行程序设计。其次
可以添加多个组件的 I / O 端口是非常灵活的,可以实现其他机械锁不能完成的
功能,比如可以显示时间和温度,还可以添加远程控制等功能。若是在其他机
械锁中也想实现这种效果,则需要增加额外的组件。准确性是至关重要的,它
是保障安全性的前提,如果想要实现稳固的安全保障,精度就要达到一定的要
求。单片机的准确性还是合乎标准的,以其为核心的控制方案在实现基本功能
的基础上,还可以增加一些额外的功能。
进行比较后发现单片机方案还是有很大发展空间的,不仅可以满足基本需
求还能一定程度上增加一些额外的功能,同时系统升级也比较便利。所以在权
衡利弊后我们选择以单片机为核心的控制方案。
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