【单片机毕业设计】【mcuclub-jj-006】基于单片机的指纹电子密码锁的设计

      最近设计了一个项目基于单片机的指纹电子密码锁，与大家分享一下：

一、基本介绍

项目名：指纹电子密码锁
项目编号：mcuclub-jj-006
单片机类型：STC89C52、STM32F103C8T6
具体功能：
1、通过4*4的矩阵键盘中的0-9为数字键，*为删除键，#为确定键，A为重置密码键，B为一键还原密码键，C为添加指纹，D为删除指纹
2、重置密码过程：管理员密码-->旧密码-->新密码-->再次新密码
3、一键还原：输入管理员密码，直接还原密码123456
4、添加指纹：输入管理员密码，再添加指纹
5、删除指纹：输入管理员密码，再删除指纹
6、通过AT24C02存储密码，实现掉电保存密码
7、当输入密码或指纹总错误次数大于等于3次，进行锁定键盘及指纹模块3分钟，在此期间，每按一次按键都会蜂鸣器报警
8、通过继电器控制门磁锁，模拟开门和关门
9、通过显示屏显示输入的密码（*号表示，防止被偷看），另外，输入密码可以前后加入扰乱码，只要包含正确密码即可
扩展功能：通过蓝牙模块可手机端输入密码

二、51实物图

单片机型号：STC89C52

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 

三、51仿真图

仿真软件版本：proteus8.9

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

 

 四、32实物图

单片机型号：STM32F103C8T6

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 

 五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

 

 六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

 

七、系统框图

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由三部分组成，第一部分是按键模块，通过该模块可以输入密码、设置密码等；第二部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示当前操作相关的提示信息；第二部分是继电器模块，通过一个继电器控制门磁锁的开关；第三部分是声音报警模块，当键盘锁定如仍有按下时进行声音报警。除此之外，存储芯片和指纹模块以及蓝牙模块既作为输入又作为输出，存储芯片用来储存当前设定的密码，当断电时密码不会丢失；指纹模块用于采集和识别指纹；蓝牙模块和手机进行连接，可以将当前操作的提示信息传输到用户手机端，用户也可以通过手机端来输入及设置密码。具体系统框图如图所示。

 

 八、软件设计流程

系统的主流程图如图所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数及串口接收手机蓝牙数据获取按键键值，第二部分通过键值及手机端按键所发送的数据进行相应的处理操作，包括输入密码、设置密码等；紧接着进入第二个函数键盘锁定函数，该函数主要判断当前密码错误次数是否达到三次，若达到三次，那么不再允许操作，直到锁定时间结束；紧接着进入第三个函数指纹操作函数，该函数主要内容是搜索指纹、添加指纹、以及删除指纹。

 

 九、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

/****
*******指纹操作函数
*****/
void Fingerprint_function(void)
{
  if(FPMTCH == 1 && flag_key_en == 1 && flag_reset_password == 0)	//指纹触发
  {
    if(flag_fop == 0)																	//比对指纹模式
		{
      password_num = 0;
      lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
      f_id = FPM10A_Find_Fingerprint();								//搜索指纹
			if(f_id != 0)																		//搜索成功，开门
			{
        lcd1602_display_str(2,0,"   Door Open    ");
        Uart_Sent_Str("\r\nDoor Open");
        RELAY_DOOR = 0;
        Delay_function(3000);
        RELAY_DOOR = 1;
        lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
        flag_error_num = 0;
      }
      else                                            //搜索失败
      {
        lcd1602_display_str(2,0,"     Error      ");
        Uart_Sent_Str("\r\nError");
        Delay_function(1000);
        flag_error_num++;
				if(flag_error_num < 3)
				{
          lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
        }
      }
      flag_fop = 0;
    }
    else if(flag_fop == 2)														//添加指纹模式
		{
      f_id_num = At24c02_Read_Add(0x00);						  //读出指纹总数
      f_id = f_id_num+1;
      if(FPM10A_Add_Fingerprint(f_id) != 0)						//添加指纹成功
			{
        At24c02_Write_Add(0x00,f_id);
        lcd1602_display_str(2,0,"     Finish     ");
        Uart_Sent_Str("\r\nFinish");
        Delay_function(1000);
        lcd1602_display_str(1,0,"===Coded Lock===");
        lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
      }
      else
      {
        lcd1602_display_str(2,0," Add Finger Fail");
        Uart_Sent_Str("\r\nAdd Finger Fail");
        Delay_function(1000);
        lcd1602_display_str(1,0,"===Coded Lock===");
        lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
      }
      flag_fop = 0;
    }
    else if(flag_fop == 4)														//删除指纹模式
		{
      f_id = FPM10A_Find_Fingerprint();								//搜索指纹
			if(f_id != 0)																		//搜索成功
			{
        if(FPM10A_Delete_One_Fingerprint(f_id) != 0)	//删除成功
        {
          lcd1602_display_str(2,0,"     Finish     ");
          Uart_Sent_Str("\r\nFinish");
          Delay_function(1000);
          lcd1602_display_str(1,0,"===Coded Lock===");
          lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
        }
        else
        {
          lcd1602_display_str(2,0," Del Finger Fail");
          Uart_Sent_Str("\r\nDel Finger Fail");
          Delay_function(1000);
          lcd1602_display_str(1,0,"===Coded Lock===");
          lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
        }
      }
      else
      {
        lcd1602_display_str(2,0,"   No Finger    ");
        Uart_Sent_Str("\r\nNo Finger");
        Delay_function(1000);
        flag_error_num++;
				if(flag_error_num < 3)
				{
          lcd1602_display_str(1,0,"===Coded Lock===");
          lcd1602_display_str(2,0,"Password:       ");
        }
      }
      flag_fop = 0;
    }
  }
}

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