方案，现有的生物识别技术大致上包括指纹识别、视网膜识别、虹膜识别、面部识别等，本系统以89C52单片机作为模块核心，通过指纹识别模块采集数据信息，结合外部按键输入，继电器、指示灯输出，串口通信及液晶显示技术，设计出一款具备以指纹开锁、键盘开锁一体的新型电子锁。
关键词：指纹锁；STC89C52单片机；识别技术
1.研究意义及内容
我国是世界上最古老的锁具应用国家，有着历史悠久的锁文化。传统锁具最早的“门闩”，到19世纪50年代的挂锁，再带60年代的防盗锁，应用了近5000多年；当今开锁技术发展、传播太快，制锁技术力不从心。研究人员从人体本身固有特征具有不可复制的特点，把研究方向关注到了生物识别技术。
生物识别技术优势主要有：1、减少、消除身份假冒进行真实身份的确认；2、节省成本，不需要人工认证；3、使用方便，避免了钥匙丢失等意外情况。生物识别技术的发展起始于指纹研究，它亦是目前应用最广泛的生物识别技术。国内外科研人员很早就致力于指纹识别的检测方法，研制各式各样的指纹识别的模块及其应用产品，用于保险箱、实验室、楼道的身份确认等。
研究结果表明：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。
2.设计思路
硬件设计思路是以STC89C52单片机作为核心微控制器通过单片机串口通信发送指令控制指纹识别模块进行存贮指纹比对指纹的作业。具体工作原理如下：
软件设计思路及实现功能。
（1）指纹登陆的过程。指纹登陆时通过STC89C52单片机发出指令，通过光学传感器对每一枚指纹录入两次，将两次录入的图像进行处理，合成模板存储于模块中。
（2）指纹匹配的过程。通过指纹头传感器录入要验证指纹的图像并进行处理，然后于模块中的指纹模板进行匹配比较，模块给出匹配结果（即通过或失败）。通过串口传输给单片机，同时单片机做出相应的反映控制液晶显示或控制继电器吸和指使灯点亮。
3.系统硬件设计
本设计系统主要由单片机芯片、电源输入部分、键盘输入部分、复位部分、显示部分、指纹模块部分、密码存储部分、晶振电路部分、开锁部分等硬件组成。
主要控制STC89C52单片机具有下列主要性能：高性能、低功耗的 8 位微处理器、8K字节Flash ，256字节RAM、32个可编程的I/O口、具有可编程的串行USART。
（1）外部晶振的设计
外部晶振采用STC89C52的内部已有的高增益反相放大器振荡器，通过XTAL1，XTAL2连接，与C1和C2构成了并联谐振电路，使其形成自激振荡器，电容值选取30PF，其值具有微调的作用。
（2）复位电路设计
单片机在上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出现正脉冲，只要RST端保持两个机器周期以上的高电平，就能使单片机有效复位。其中电容选10uF、电阻选10K。
（3）单片机最小系统设计
单片机最小系统所需元器件，另需16个按键，继电器和状态指示二极管，在显示部分采用HS12864-15C系列通用型液晶显示模块.
（4）指纹识别模块的选择
具体的工作过程是：扫描指纹（录入图像）、生成特征、合成模板（建立一个指纹库文件，成功录入一个指纹）。
4.系统软件设计及系统调试
调试通过的代码文件通过STC_ISP_V480下载到单片机。STC_ISP_V480使用步骤为：
（1）打开STC-ISP，在MCU Type栏目下选中单片机STC89C52RC。
（2）选中COM端口，波特率选择9600。
（3）点击“打开文件”并在对话框内找到要下载的HEX文件。
（4）点击download/下载，根据提示给单片机上电，完成程序烧写。
单片机在上电后，主程序应该完成相应的初始化工作。依据电路的功能要求，主程序必须对液晶初始化、同时对按键进行检测，如果有对应的按键按下，执行相应的操作，单片机通过串行接口对指纹模块进行读写。
产品功能调试：
指纹密码锁系统，可以实现指纹开锁、应急开锁（在指纹开锁不好用或紧急的情况下可以进入管理员模式应急开锁），在管理员模式下可以录入指纹、删除指定指纹、更改密码等功能。 使用步骤：
（1）插上电源线
（2）连接电路 ，指纹模块和电路板之间的连接 模块从左到右，四根线分别为：黑色 GND；白色 RXD；绿色 TXD；红色 VCC。指纹模块与电路板的连接线的顺序是黑色、白色、绿色、红色。
注意：黑线和红线不要接反，否则会烧坏模块。
（3）使用操作
按“*”键后屏幕显示“请按指纹”，指纹模块亮，将手指放到指纹头处就可以识别指纹；若放入指纹，且指纹识别成功，屏幕提示信息“指纹已找到”，继电器动作，LED灯亮，门开锁，人员可以进入，按任意键返回初始界面，等待下一个人扫描指纹；若放入的指纹，指纹没有识别成功，屏幕提示信息“没有搜索到指纹”，继电器没有动作，LED 灯不亮，将不能开锁，人员不能进入，按任意键返回初始界面继续扫描指纹。
按“A”键进入管理员模式，首先要输入密码，初始密码为“000000”，输入6位密码后按“D”键确认，密码正确将进入管理员模式，如果密码错误将不能进入管理员模式。在管理员模式下可完成录入指纹、删除指纹、应急开锁、修改密码等功能。 在输入密码时可按“B”键删除按错的密码；按“复位”键可以退出管理员模式。
5.结论
本设计开发了一款基于单片机的指纹识别电子密码锁系统。该系统以STC89C52单片机作为模块核心，通过串口通信控制ZFM-60指纹模块实现录取指纹并存储指纹数据，并通过HS12864-15C液晶显示比对流程及比对结果，辅以直流继电器与发光二极管模拟开锁的动作。本系统具有體积小、性价比高、传输速度快、适合家庭及单位使用。
参考文献：
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