智能密码锁设计与开发 - 图文

（1）复位RST(9脚)：复位输入。

在振荡器运行时，在这脚上出现两个机器周期（24个振荡周期）及以上的高电平，让单片机复位。只要将这个引脚保持高电平，51芯片便能够循环复位。

复位后P3.0-P3.7口都置1，引脚表现为高电平，特殊功能寄存器SFR与程序计数器全部清零。复位操作对内部RAM不会有影响。 （2）ALE(30脚)：

当访问外部存储器时，ALE的输出电平用于锁存地址的地低位字节。当FLASH编程时，这个引脚将被用作输入编程脉冲。不访问片外存储器时，ALE端仍然以固定的频率周期产生正脉冲信号。所以，它能够用作对外输出时钟脉冲信号，或用于定时目的。但是需要要注意的是：每次用于外部数据存储器时，都会越过一个脉冲。

（3）PSEN(29脚)：片外程序存储器的读选通信号。

当从外部程序存储器取指令或常数期间，每个机器周期该信号两次有效。但在这个期间，每当访问片外数据存储器时，PSEN信号都将处于无效状态。 （4）EA/VPP(31脚)：

当EA端口保持低电平时，则只选用片外程序存储器。当加密方式1时，内部将锁定为RESET；当EA端保持高电平时，选用片内程序存储器。当FLASH编程时，此引脚也可用作施加12V的编程电源（VPP）。 4.外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1(19脚)：

与外部晶体相连接的一个引脚。在单片机的内部，它作为一个反相放大器的输入端口，是来自反向振荡放大器的输入和内部时钟工作电路的输入。 XTAL2(18脚)：

与外部晶体相连接的另一端。在单片机内部，它是用作上述振荡器的反相放大器的输出。

2.3液晶显示模块的设计

本次设计的智能电子密码锁的显示模块主要是由LCD1602显示组成，它主要用于显示键盘输入的密码和指纹录入的情况，以及密码指纹正确或错误等信息的提示。同时，为了确保在密码输入时的安全性，所输入的密码均由“*”号表示。

10

当输入6位密码后按下确认键，系统便会与储存在ROM中的密码相比对，如若密码错误，显示屏上会出现“Error”的字样，如若正确则会提示相关信息。

2.3.1 LCD1602选择原因

液晶显示屏以其微功耗、显示内容丰富、体积小、超薄轻便等诸多有点，在仪表和低功耗系统中得到了广泛的应用。而本设计之所以在众多的显示屏中选择LCD1602，其主要原因还是由于LCD1602拥有以下有点：

a.位数多，能够显示32位

b.显示内容丰富，可以显示所有数字和字母 c.程序相对简单

d.小设计中使用居多，相对于其他显示屏比较熟悉 e.低廉的价格

综上所述，由于LCD1602低廉的价格和广泛的实用性，并且它完全符合这次设计的基本需求，所以显示屏的选择，非它莫属。

2.3.2 LCD1602简介

1.LCD1602功能介绍

1602液晶也叫1602字符型LCD，是一种专门显示字母、数字、符号的点阵式LCD。目前常用的模块分别有16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。本次设计采用的是16*2行等的模块。

2.LCD1602分为带背光和不带背光两种，其各引脚接线口说明如下表2.3.1所示：

表2.3.1 引脚功能说明 编号 1 2 3 4 5 6 7 8

11

符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1 引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压信号 数据/命令选择端（H/L） 读/写选择端（H/L） 使能信号 数据I/O 数据I/O 编号 9 10 11 12 13 14 15 16 符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK 引脚说明 数据I/O 数据I/O 数据I/O 数据I/O 数据I/O 数据I/O 背光源正极 背光源负极

3.LCD寄存器的选择

RS:寄存器选择。1—数据寄存器；2—命令状态寄存器。 R/W：读/写。1—读；2—写。 E:使能。下降沿出发

具体内部寄存器选择说明如下表2.3.2所示：

表2.3.2 LCD寄存器的选择

E 1 1 1 1 0

R/W 0 1 0 1 X RS 0 0 1 1 1 功能说明 指令寄存器写入 忙标志和地址计数器读出 数据寄存器写入 数据寄存器读出 不动作 2.3.3 LCD1602液晶显示模块与单片机连接原理图(图2.3)

图2.3 LCD1602液晶显示模块与单片机连接电路

2.4指纹识别模块的设计

本次课题的智能密码锁除了包含传统电子密码锁的键盘输入设计外，还增设了指纹识别的功能，为了这一功能的实现，指纹模块的选择也是必不可少的。

12

指纹模块是智能密码锁的重要部件，主要安装在拥有指纹功能的各类器件上，它用于完成指纹的采集和指纹的识别。

2.4.1 指纹识别模块的选择

为了符合本次设计的要求，本次设计在经过各个模块的比较后，最终采用FM-180指纹识别模块进行智能密码锁的设计。

FM-180亮背景光学头指纹识别设备是一款采用了光学指纹传感器，并且由高性能DSP处理器和FLASH等芯片构成的模块，它具有指纹图像处理、模板提取、模板匹配、指纹搜索和模板存储等功能。和同类指纹产品比较，FM-180指纹识别模块具备以下特点：

a.指纹适应性强

指纹图像读取过程中，采用自适应参数调节机制，使手指能够有较好的成像质量，使用人群广泛。 b.价格低廉

c.模块采用自行开发的光学采集头，比起其他模块，成本大幅度降低。 d.算法性能优异

e.FM-180指纹识别模块的算法根据光学成像原理设计。算法具有较好的校正和容错能力。

f.简单易用方便扩充

g.无需具备指纹识别的专业知识即可应用，比较适合当前的自身的水平。

2.4.2 FM-180指纹识别模块系统参数与接口

（1）系统参数

电压参数：直流 3.6—6.0V 电流参数：

工作电流小于20mA 峰值电流小于150mA 指纹图像录入时间小于1.0秒 采集器窗口面积： 14 mm ╳ 18 mm 指纹匹配方式：

比对方式（1:1）

13