随着指纹自动识别系统体积的不断缩小,以及微处理器功能与速度的不断提高,复杂的指纹识别门锁控制算法已可以被固化到一块体积非常小的嵌入式微处理器模块上,该模块与指纹传感器、门锁控制机构组成的系统称为嵌入式指纹识别门锁系统。嵌入式指纹锁的应用领域十分广泛,有保险箱、实验室、楼道的身份确认等。本文基于指纹识别模块设计和实现了嵌入式指纹锁,给出了一套比较完整的软、硬件设计方案。
指纹识别门锁系统的硬件结构指纹识别门锁系统的硬件结构主要包括:指纹识别模块、微控制器、读写模块、电源管理和电控锁机构以及门锁功能所需的红外感应电路和液晶LCD显示等,其中核心部分是指纹识别模块和微控制器。指纹识别门锁系统的结构框图如图1所示,虚线内是指纹识别功能模块。
门锁控制的核心结构是微控制器P89LPC932A1,它是一款单片封装的MCU,适合于许多要求高集成度、低成本的场合,可以满足多方面的性能要求。P89LPC932A1 集成了许多系统级的功能,这样可大大减少元件的数目、电路板面积以及系统的成本。<BR><BR>MCU通过串口与指纹识别模块进行通讯,完成对指纹的录入、删除、身份确认,通过验证后电机控制门锁会执行开关门的动作。以单片机P89LPC932A1为核心的门锁控制电路原理图如图2所示。P89LPC932A1强大的I/O口多达26个,可以满足外设部分的键盘、LCD液晶显示、指示灯、按键、蜂鸣器等的需求。键盘是用来输入密码的,LCD显示用户注册的信息和ID号,双色指示灯和蜂鸣器用来提醒用户操作是否成功或是发出报警提示。另外,还有一些远程控制的按键开关,用于设备的上电或执行有关开关门的操作。具体设计可根据不同的应用场合和实际功能需求增减外围器件,在尽量满足功能的前提下降低系统功耗。电机控制部分由单片机发出逻辑命令驱动电机进行开关锁动作。电路图中U1是电源控制芯片R1121N,它输出3.3V给单片机;U2是I2C读写模块E2PROM,指纹锁的开关门记录和密码等重要信息都保存在其中。R1121N是CMOS工艺电压调节器,具有很高的电压输出精度、很低的输入电流。
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