单片机指纹识别程序+PCB文件设计

ID:363250 · 发表于 2020-2-16 11:25

本指纹识别设计包含资料、程序、PCB等
制作出来的实物图如下：

Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)
原理图.png

单片机源程序如下:

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include"lcd1602.h"
sbit buzzer=P2^0; //蜂鸣器低电平打开蜂鸣器
sbit red= P1^0; //红色灯表示录入模式
sbit green= P1^1; //绿色灯表示识别模式
sbit k2=P3^4; //录入一次指纹
sbit k1=P3^3; //模式识别转换
sbit k3=P3^2; //清除所有指纹（10个指纹清除）
#define Max_User 10
#define error 2
unsigned char SaveNumber=0,searchnum=0;
unsigned int SearchNumber=0;
unsigned int clk0=0;
unsigned char str[3]={0,'\0','\0'};
unsigned char code Identify[16]="Lock: Idenfity";
unsigned char code Input[16] ="Lock: Input ";
bit modeflag=0,clearallflag=0,changeflag=0;
// modeflag=0 为识别模式 modeflag=1为录入指纹模式
//每成功录入一次指纹 SaveNumber++
//////////////////////////////////////常用指令定义/////////////////////////////
//Verify Password ：验证设备握手口令
unsigned char code VPWD[16]={16,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01,0,7,0x13,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1b}; //回送12个
//设置设备握手口令
unsigned char code STWD[16]={16,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01,0,7,0x12,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1a}; //回送12个
//GetImage ：探测手指并从传感器上读入图像
unsigned char code GIMG[14]={12, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3,1,0x00,0x05}; //回送12个
//Gen Templet1 ：根据原始图像生成指纹特征1
unsigned char code GENT1[14]={13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff,0x01,0,4,2,1,0x00,0x08}; //回送12个
//Gen Templet2 ：根据原始图像生成指纹特征2
unsigned char code GENT2[14]={13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff,0x01,0,4,2,2,0x00,0x09}; //回送12个
//Search Finger ：以CharBufferA或CharBufferB中的特征文件搜索整个或部分指纹库
unsigned char code SEAT[18]={17, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,8, 4,1,0,0, 0,0x65, 0x00,0x73}; //回送16个
//Merge Templet ;将CharBufferA与CharBufferB中的特征文件合并生成模板，结果存于ModelBuffer。
unsigned char code MERG[14]={12, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3,5 , 0x00,0x09};//回送12个
//Store Templet ：将ModelBuffer中的文件储存到flash指纹库中
unsigned char code STOR[16]={15, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,6,6,2, 0x00,0x00, 0x00,0x0f}; //回送12个
//Read Note
unsigned char code RDNT[14]={13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,4,0x19, 0, 0x00,0x1e};
//Clear Note
unsigned char code DENT[46]={45,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,36,0x18,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x00,0x3d};
//DEL one templet
unsigned char code DELE_one[16]={16, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,7, 0x0c, 0x00,0x00, 0,1, 0x00,0x15};
//DEL templet ;清空指纹库
unsigned char code DELE_all[12]={12,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3, 0x0d,0x00,0x11};
//////////////////////////////////////常用指令定义-------结束///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////宏定义////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define FALSE 0
#define TURE 1
//状态定义表
#define on 1
#define off 0
#define MAX_NUMBER 63
#define _Nop() _nop_()
//////////////////////////////////////宏定义------------结束////////////////////////////////////////////////////////
unsigned char FifoNumber=0;
xdata unsigned char FIFO[MAX_NUMBER+1]={0};
/*********1毫秒延时程序**********/
void delay1ms(unsigned int t)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<t;i++)
for(j=0;j<120;j++)
;
}
void TxdByte(unsigned char dat)//串口发送信息,通过查询方式发送一个字符
{
TI = 0; //让TI＝0
SBUF = dat; //读入数据
while(!TI); //等待发送完毕
TI = 0; //清零
}
bit Command(unsigned char *p,unsigned char MaxTime) //命令解析,给模块发送一个命令
{
unsigned char count=0,tmpdat=0,temp=0,i=0,package=0,flag=0,checksum=0;
bit result=0, start=0,stop=0;
TxdByte(0xef);//数据包包头识别码
TxdByte(0x01);//数据包包头识别码
i=*p; //数组的第“0”个元素、里面存放了本数组的长度，把这个长度给变量i，方便进行操作
p++;
p++;
for (count=i-1; count!=1;count--) //Sent command String
{
temp=*p++;//取第个“1”个元素的内容，然后发送
TxdByte(temp);//将数据发送出去
}
result=TURE;//发送完成,结果为真 (真为1)
FifoNumber=0;
for (count=MAX_NUMBER+1; count!=0; count--)//清空所有FIFO[]数组里面的内容，写入0X00
FIFO[count-1]=0x00;
if (result)
{
result=FALSE;
start =FALSE;
stop =FALSE;
count=0;
clk0=0; //清零CL0计数
do /////////////////////////////do的内容////////////////////////////////
{
restart0:
if (RI==1)//如果接收到数据
{
tmpdat=SBUF;//先把接收到的数据放到tmpdat中
RI=0;
if ((tmpdat==0xef)&&(start==FALSE))//这个数据为第一个传回来的数据，也就是“指令应答”的第一个字节
{
count=0;
FIFO[0]=tmpdat;//读入第一个应答字节(0XEF)，存在第“0”个元素中
flag=1;
goto
restart0;//可以用中断方式进行
}
if(flag==1)//第一个字节已经回来，所以flag==1成立
{
if(tmpdat!=0x01) //接收数据错误，将重新从缓冲区接收数据
{
flag=0;//接收应答失败
result=FALSE;
start =FALSE;
stop=FALSE;
count=0;
goto
restart0;
}
//如果成功接收到0xef01，可以开始接收数据
flag=2;//flag=2;表示应答成功，可以开始接收数据了
count++;//现在count=1;
FIFO[count]=tmpdat;//读入第二个应答字节（0X01），存在第“1”个元素中
start=TURE; //应答成功可以开始接收数据
goto
restart0;
}
if((flag==2)&&(start==TURE))//flag=2;表示应答成功，可以开始接收数据了
{
count++; //数据元素下标++
FIFO[count]=tmpdat;//存入数据
if(count>=6)
{
checksum=FIFO[count]+checksum; //计算校验和
}
if(count==8)
{
package=FIFO[7]*0X100+FIFO[8]; //计算包长度
stop= TURE;
}
if(stop)
{
if(count==package+8)
{
checksum=checksum-FIFO[count-1];
if(checksum!=FIFO[count]&0xff)
result=FALSE; //校验失败,置结果标志为0
else
result=TURE;
flag=0;
break;
}
}
}
}
}/////////////////////////////do的内容----------------结束////////////////////////////////
while ((clk0<=MaxTime)&&(count<=MAX_NUMBER)); //由定时器以及最大接收数据来控制，保证不会在此一直循环
FifoNumber=count; //保存接收到的数据个数
}
return (result);
}
bit VefPSW(void)//验证设备握手口令,成功返回1
{
unsigned char count=0;
while (1)
{
if(Command(VPWD,20) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
return(1);
count++;
if (count>=2)//如果不成功，再验证一次，如果两次不成功，返回失败
{
return(0);
}
}
}
void Clear_All(void) //清空所有指纹信息，清空前首先验证和指纹模块通讯是否正常
{
if(VefPSW()!=1)//验证失败
{
}
else //验证成功
{
Command(DELE_all,50); //清空指纹库
Command(DENT,20); //清空用户记事本
}
}
unsigned char ImgProcess(unsigned char BUFID) //发获取图像并生成特征文件，存入BUFID中//输入参数为缓冲区号
{
if(Command(GIMG,89) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
{
if(BUFID==1)
{
if(Command(GENT1,60) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
else if(BUFID==2)
{
if(Command(GENT2,60) && (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))
{
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
}
else
{
return 0;
}
return 0;
}
bit Searchfinger(void)//搜索指纹(发送搜索命令、以及根据返回值确定是否存在)
{
if(Command(SEAT,60) && (FifoNumber==15) && (FIFO[9]==0x00) )
{
SearchNumber=FIFO[10]*0x100+FIFO[11];//搜索到的页码
//MatchScore=FIFO[12]*0x100+FIFO[13] 可以在此计算得分，从而进行安全级别设定，本程序忽略
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
unsigned char search(void)//搜索用户
{
unsigned char SearchBuf=0,i=0;
while (i<20)
{
if(modeflag==0)//在识别模式下
{
if (ImgProcess(1)==1)//首先读入一次指纹
{
SearchBuf=Searchfinger();//进行指纹比对，如果搜索到，返回搜索到的指纹序号
if(SearchBuf==1) //成功搜索到指纹号
{
return SearchNumber;
}
else //如果没有搜索到指纹号
{
return 255; //由于只能录入162个指纹，这时候如果返回255表示识别错误，或者这个指纹没有登记
}
}
}
else
{
break;
return 0;
}
i++;
}
return 255;//这里其实是超时了，由于只能录入162个指纹，这时候如果返回255表示识别错误，或者这个指纹没有登记
}
bit savefingure(unsigned char ID)//保存指纹
{
unsigned char i=0;
//现在开始进行存储指纹模板的操作
for (i=0;i<16;i++) //保存指纹信息
{
FIFO[i]=STOR[i];
}
FIFO[12]=ID; //把指纹模板存放的PAGE_ID也就是FLASH的位置
FIFO[14]=FIFO[14]+ID; //校验和
if (Command(FIFO,70)==1)//不成功返回0 //此处进行存放指纹模板的命令
{return(1);} //成功返回1
else
{return(0);} //不成功返回0
}
unsigned char enroll(void) //采集两次指纹，生成1个指纹模板
{
unsigned char temp=0,count=0;
while(1)
{
temp=ImgProcess(1); //生成特征1
if (temp==1)//生成特征文件成功
{
break;
}
else
{
if (temp==0)//采集指纹没有成功
{
count++;
if (count>=40)//如果采集了40次，还不成功，直接采集失败，直接退出enroll函数－－－－返回0
return(0);
}
}
}
//采集第一个特征成功
count=0;
buzzer=0;delay1ms(100); buzzer=1; //蜂鸣器提醒第一个特征采集成功
delay1ms(2000);//延时2S开始采集下一个特征
//开始采集第二个特征
while(1)
{
temp=ImgProcess(2); //生成特征2
if (temp==1)//生成特征文件2成功
{
if ( (Command(MERG,40)&& (FifoNumber==11) && (FIFO[9]==0x00))==0 ) //合并不成功返回0，成功返回1
{
return 0; //合并不成功
}
else//特征文件合并生成模板，结果存于ModelBuffer
{
buzzer=0;
delay1ms(100);
buzzer=1;
delay1ms(100);
buzzer=0;
delay1ms(100); //响两声，表示生成一个模板成功
buzzer=1;
return 1; //合并成功
}
}
else
{
count++;
if (count>=25) return(0);
}
}
}
void shownum(unsigned char dat) //显示指纹编号
{
unsigned char numdat=0;
numdat=dat;
GotoXY(0,1);//x,y
Print("Finger:");
GotoXY(0,8);//x,y
str[0]=0x30+numdat/10;
str[1]=0x30+numdat%10;
Print(str);
}
void changeState(void)//显示状态转换
{
if(changeflag==1) //模式识别键按下
{
GotoXY(0,0);//x,y
if(modeflag==0)
{
Print(Identify);//显示识别模式 Indentity
}
else
{
Print(Input); //显示输入模式 Input
}
changeflag=0;
}
}
void main(void)//主函数
{
unsigned char i=0;
ET0=1; //定时器0开中断
TL0=0x97; //17ms的初值
TH0=0xBD;
delay1ms(5);
LcdRw=0; //只对液晶进行写操作，不进行读操作
delay1ms(5);
LCD_Initial();//液晶初始化
delay1ms(5);
GotoXY(0,0);//x,y
Print(Identify);
//串口初始化
SCON=0x50; //UART方式1:8位UART; REN=1:允许接收
PCON=0x00; //SMOD=0:波特率不加倍
TMOD=0x21; //T1方式2,用于UART波特率
TH1=0xFD;
TL1=0xFD; //UART波特率设置:9600
TR1=1;
TR0=1;// 开定时器0
IT0=0;//中断0低电平中断
IT1=1;//中断1低电平中断
EX0=1;//开中断0
EX1=1;//开中断1
EA=1;
for(i=0;i<6;i++)//开始握手6次，如果没有一次成功，表示模块通信不正常。只要成功就跳出此循环
{
if(VefPSW())//与模块握手通过，绿灯亮起。进入识别模式
{
green=0; //读一次
buzzer=0;
shownum(0);
delay1ms(300);
buzzer=1;
break;
}
else //通信握手失败
{
red=1; //红灯亮
green=1;
break;
}
}
while(1)
{
if(k2==0)//录入一个指纹
{
delay1ms(10);
if(k2==0)//如果仍为低电平，表示按键有效
{
while(k2==0);//等待松手
if(VefPSW()==1&&modeflag==1&&SaveNumber<10)//与模块握手通过
{
if(enroll()==1)//采集两次，生成1个指纹模板成功
{
if(savefingure(SaveNumber+1)==1)//保存也成功
{
SaveNumber++;//加一次
shownum(SaveNumber);
}
}
}
else
{
buzzer=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
delay1ms(100);
red=~red;
}
red=0;
buzzer=1;
}
}
} //k2==0
if(modeflag==0)//为识别模式
{
searchnum=search();
if(searchnum>=1&&searchnum<=162)//最多只能存储162个指纹
{
//显示搜索到的指纹号
shownum(searchnum);
//蜂鸣器响一声
buzzer=0;
delay1ms(100);
buzzer=1;
}
if(searchnum==255)//表示放上了没有登记的指纹或者识别错误
{
;//用户可以自己处理，比如显示指纹是非法的或者蜂鸣器响三声，表示错误等
}
}
if(clearallflag==1)
{
clearallflag=0;
Clear_All();
red=0; //红色灯亮
green=1;
//蜂鸣器长响一次，表示清除所有指纹结束
modeflag=1;//进入录入指纹模式
GotoXY(0,0);//x,y
Print(Input);
shownum(0);
buzzer=0;
delay1ms(800);
buzzer=1;
SaveNumber=0;
}
}////////////////////////////while(1)结束////////////////////////////////
}
void int0(void) interrupt 0//中断0，清除所有指纹
{
if(k3==0) //清除所有指纹
{
delay1ms(10);
if(k3==0)//如果仍为低电平，表示按键有效
{
while(k3==0);//等待松手
clearallflag=1;
}
}
}
void Timer0(void) interrupt 1//定时器0中断函数
{
TL0=0x97;
TH0=0xBD;
clk0++; //延时17ms
}
void int1(void) interrupt 2//外部中断1，模式转换键按下
{
if(k1==0)//模式转换其中用modeflag 来标志,默认从第1个指纹开始录入
{
delay1ms(10);
if(k1==0)//如果仍为低电平，表示按键有效
{
while(k1==0);//等待松手
changeflag=1;//表示模式有变化，即K1键按下
modeflag=~modeflag;//0表示录入指纹 1表示识别指纹
changeState();//看一下是不是要显示状态转换
if(modeflag==0)//根据模式改变当前模式指示灯的颜色
{
green=0; red=1; //录入指纹绿灯亮
}
else
{
red=0; green=1; //指纹识别红灯灯亮
}
}
}
}

复制代码

所有资料51hei提供下载:

指纹识别.zip (2.27 MB, 下载次数: 72)

ID:8222 · 发表于 2020-2-21 10:13

谢谢分享，下载学习。

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