基于單片機(jī)的指紋密碼鎖系統(tǒng)論文匯總

1、大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué)校代碼：XXXX學(xué)號(hào)：XXXXXXXX學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別密碼鎖Singlechipmicrocomputerfingerprintidentificationcipherlock所在院（系）：電子工程學(xué)院學(xué)生姓名：XX指導(dǎo)教師：XXX研究起止日期：2016年11月至2017年5月摘要【內(nèi)容】：隨著生物識(shí)別技術(shù)的深入研究與應(yīng)用,指紋技術(shù)不斷成熟,指紋鎖開(kāi)始進(jìn)入人們的視野。國(guó)外最早研發(fā)這類指紋產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)現(xiàn)在也有從事指紋研究的知名企業(yè),包括長(zhǎng)春鴻達(dá),深圳中控,深圳愛(ài)笛爾,長(zhǎng)沙金手指,杭州錦江集團(tuán),己經(jīng)研發(fā)并生產(chǎn)了脫機(jī)模式的指紋識(shí)別平臺(tái)。這些平臺(tái)識(shí)別程度高

2、、反應(yīng)快、性能穩(wěn)定,己經(jīng)在不少高檔的場(chǎng)所門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)上使用。但由于平臺(tái)的規(guī)模、算法技術(shù)的獨(dú)創(chuàng)性保密性、價(jià)格成本因素的限制,這類指紋識(shí)別產(chǎn)品多數(shù)只為商業(yè)用途,價(jià)格一般比較昂貴,使其民用領(lǐng)域暫時(shí)未能普及。隨著電子商務(wù)的發(fā)展,家庭數(shù)字化的需求和消費(fèi)類電子產(chǎn)品的普及,越來(lái)越多的家居民領(lǐng)域需要指紋門禁系統(tǒng)1,2。因此,開(kāi)發(fā)高性能、低成本、安全可靠的民用指紋鎖具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的市場(chǎng)空間。關(guān)鍵詞】：生物識(shí)別；指紋鎖；指紋識(shí)別；智能鎖AbstractWiththein-depthresearchandapplicatioonfbiometrictechnology,fingerprintechn

3、ologymatures,fingerprintlockbegantoenterpeoplesvision.Theearliesftoreignresearchthiskindoffingerprintproducts,domesticnowhaveengagedinfingerprintosfwell-knownenterprises,includingChangchunHongda,Shenzhencontrol,Shenzhenideal,ChangshaGoldfinger,HangzhouJinjianggroup,hasdevelopedandproducedthefingerpr

4、inrtecognitiopnlatformofflinemode.Theseplatformshaveahighdegreeofrecognitionf,astresponse,stableperformance,hasbeenusedinmanyhigh-endaccescontrolsystem,attendancesystem.Butduetotechnicalscale,theoriginalalgorithmplatformsecurity,priceandcostfactors,thisoffingerprintidentificationproductsareonlyforco

5、mmercialusepriceisgenerallymoreexpensive,thecivilianareastemporarilyunabletospread.Withthedevelopmentofelectroniccommerce,thedemandfordigitahlomeandthepopularitoyfconsumerelectronicsproducts,moreandmorepeopleinthefieldofhouseholdneedsfingerprinatccesscontrolsystem1,2.Therefore,itisofgreatpracticalsi

6、gnificanceandbroadmarketspacetodevelophighperformance,lowcost,safeandreliablefingerprintlock.Biometrics;fingerprintlock;fingerprintidentification;intelock第1章概述目錄錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.。1.2指紋識(shí)別原理錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.。1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的及意義錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.。1.4工作流程錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.。第2章硬件介紹和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4

7、.1指紋模塊簡(jiǎn)介2.4.2指紋模塊引腳接法錯(cuò)誤!未定義書簽!錯(cuò)誤!未定義書簽。243指紋模塊命令錯(cuò)誤!未定義書簽。25本章小結(jié)錯(cuò)誤！未定義書簽。第3章系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。31系統(tǒng)程序工作分析錯(cuò)誤！未定義書簽。32串初始化錯(cuò)誤！未定義書簽。33主程序流程圖錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1單片機(jī)及最小系統(tǒng)錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.。STC89C52單片機(jī)介紹錯(cuò)誤!未定義書簽.2.1.2外部晶振的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。2.1.3復(fù)位電路的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書簽。2.2液晶顯示模塊錯(cuò)誤！未定義書簽。1286系列液晶的引腳功能錯(cuò)誤!未定義書簽。22.2空制器接說(shuō)明錯(cuò)誤!未定義書簽!22.3指令說(shuō)

8、明錯(cuò)誤!未定義書簽!2.2.4128641腳與單片機(jī)連接圖錯(cuò)誤!未定義書簽。2.3按鍵控制部分電路錯(cuò)誤未定義書簽。2.4指紋模塊錯(cuò)誤.未定義書簽。3.3.鍵盤管理程序設(shè)計(jì)流程錯(cuò)誤!未定義書簽。3.3.2LC!顯示模塊程序設(shè)計(jì)流程錯(cuò)誤!未定義書簽。3.3.3指紋模塊的通信程序設(shè)計(jì)流程錯(cuò)誤!未定義書簽。3.4Kei編程錯(cuò)誤!未定義書簽。3.5本章小結(jié)錯(cuò)誤！未定義書簽。第4章硬件調(diào)試錯(cuò)誤！未定義書簽4.1電路的焊接錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.4.2程序的燒寫錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.4.3小燈、繼電器的調(diào)試錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.4.4液晶的調(diào)試錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.4.

9、5指紋模塊、按鍵的調(diào)試錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.4.6本章小結(jié)錯(cuò).誤.！.未.定.義.書.簽.結(jié)論錯(cuò)誤！未定義書簽參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽致謝錯(cuò)誤！未定義書簽第1章概述指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展世界上任何一種物體與物質(zhì)都有其表示自己特征的符號(hào)和信息，人體也不例外，取一根頭發(fā)絲就能鑒別出它是誰(shuí)的頭發(fā)。然而，最簡(jiǎn)單、最直觀、最常用的鑒別符號(hào)則是人的指紋。指紋是人類手指上的條狀紋路，他們的形成依賴于胚胎發(fā)育時(shí)的環(huán)境。指紋識(shí)別已經(jīng)有了很長(zhǎng)一段歷史，據(jù)考古學(xué)家證實(shí)：公元前6000年以前，指紋作為身份鑒別的工具已經(jīng)在古敘利亞和中國(guó)開(kāi)始應(yīng)用。到了20世紀(jì)80年代，個(gè)人電腦、光學(xué)掃描這兩項(xiàng)技術(shù)的革新，是的他們作

10、為指紋取像的工具成為現(xiàn)實(shí)，從而使指紋識(shí)別可以在其他領(lǐng)域中得以應(yīng)用1?，F(xiàn)在，隨著取像設(shè)備的引人及其飛速發(fā)展，生物指紋識(shí)別技術(shù)的逐漸成熟，可靠的比對(duì)算法的發(fā)現(xiàn)都為指紋識(shí)別技術(shù)提供了更廣闊的舞臺(tái)。目前，全球范圍內(nèi)都建立了指紋鑒定機(jī)構(gòu)以及罪犯指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，指紋鑒定已經(jīng)被官方所接受，成為司法部門一種有效身份鑒定手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全世界50億人口當(dāng)中，除了19名生來(lái)就沒(méi)長(zhǎng)指紋的特殊人物之外，沒(méi)有一個(gè)重樣的指紋，所以世界各國(guó)的警察機(jī)關(guān)都利用指紋鑒別技術(shù)來(lái)偵破案件。有人把人的指紋稱之為“人體的立體印章”，而公安人員正是利用這些立體印章來(lái)作為認(rèn)定作案分子的特征符號(hào)。由于人體的身體特征具有不可復(fù)制的特點(diǎn)，人們把目光轉(zhuǎn)

11、向了生物識(shí)別技術(shù)，希望可以藉此技術(shù)來(lái)應(yīng)付現(xiàn)行系統(tǒng)安全所面臨的挑戰(zhàn)。要把人體的特征用于身份識(shí)別，這些特征必須具有唯一性和穩(wěn)定性。研究和經(jīng)驗(yàn)表明，人的指紋、掌紋、面孔、發(fā)音、虹膜、視網(wǎng)膜、骨架等都具有唯一性和穩(wěn)定性的特征，即每個(gè)人的這些特征都與別人不同、且終生不變，因此就可以據(jù)此識(shí)別出人的身份。2基于這些特征，人們發(fā)展了指紋識(shí)別、面部識(shí)別、發(fā)音識(shí)別等多種生物識(shí)別技術(shù)，目前許多技術(shù)都已經(jīng)成熟并得以應(yīng)用，其中的指紋識(shí)別技術(shù)更是生物識(shí)別技術(shù)的熱點(diǎn)。指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展得益于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)和快速可靠算法的研究。盡管指紋只是人體皮膚的一小部分，但用于識(shí)別的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)也不是簡(jiǎn)單的相等

12、與不想等的問(wèn)題，現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)使得我們可以制造出相當(dāng)小的指紋圖像讀取設(shè)備，同時(shí)飛速發(fā)展的個(gè)人計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度提供了在微機(jī)甚至單片機(jī)上可以進(jìn)行兩個(gè)指紋的比對(duì)運(yùn)算的可能。另外，匹配算法可靠性也不斷提高，指紋識(shí)別技術(shù)已經(jīng)非常實(shí)用。3指紋識(shí)別原理手指表面皮膚凹凸不平而產(chǎn)生的紋路就是指紋。理想的指紋圖像是一幅黑白相間的二值圖像。但是由于指紋通常是用按壓的方式得到的，因此，油墨、紙張手指的狀況以及皮膚的變形等原因都會(huì)導(dǎo)致指紋圖像不理想。另外，通過(guò)掃描儀或者攝像機(jī)進(jìn)行數(shù)字化的時(shí)候，由于光照的影響，也會(huì)引入各種噪聲。這些因素都使灰度圖像不能直接用來(lái)匹配。因此，有必要選擇合適的特征來(lái)描述指紋征來(lái)描述指紋。4

13、通常采用的結(jié)構(gòu)特征有2種層次：1）全局特征。所描述的是指紋的全局紋路結(jié)構(gòu)，如圖1-1所示，利用計(jì)算機(jī)處理時(shí)具體劃分為：弓型、箕型、螺旋型。其他的指紋圖案都基于這3種基本圖案。壞形2）局部特征。斷點(diǎn)和分叉是最常用的指紋局部結(jié)構(gòu)特征，也稱為細(xì)節(jié)特征。采用這種特征的一個(gè)例子是細(xì)節(jié)坐標(biāo)模型，也就是使用指紋的細(xì)節(jié)點(diǎn)及其坐標(biāo)和其他一些特征來(lái)描述指紋。對(duì)于指紋身份鑒定，特別是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的模糊指紋進(jìn)行認(rèn)定的時(shí)候所使用的信息是細(xì)節(jié)特征點(diǎn)，如圖1-2中的小橋、三角點(diǎn)、分叉點(diǎn)、端點(diǎn)和環(huán)。三焉二2交再tar師相圖1-2指紋圖像人們根據(jù)紋路的局部結(jié)構(gòu)特征共定義了150多種細(xì)節(jié)特征，如果同時(shí)使用所有的這些特征，將很難自動(dòng)而且

14、迅速地從指紋圖像中提取并且區(qū)分他們。通常，自動(dòng)指紋鑒定系統(tǒng)只使用其中2種主要的特征，即分叉點(diǎn)和斷點(diǎn)。其他細(xì)節(jié)特征都可以用他們的組合來(lái)表示。例如小橋是由2個(gè)端點(diǎn)組成的，而環(huán)是由2個(gè)分叉點(diǎn)組成的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的及意義現(xiàn)代社會(huì)越來(lái)越需要高效可靠的身份識(shí)別系統(tǒng)。傳統(tǒng)的個(gè)人身份鑒別手段如口令、密碼、身份證等由于其與身份人的可分離性，可假冒、可偽造、可盜用、可破譯，已不能完全滿足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)安全防范的需要。作為最傳統(tǒng)、最成熟的生物鑒定方式，指紋具有很強(qiáng)的相對(duì)穩(wěn)定性。從胎兒在6個(gè)月時(shí)指紋完全形成到人死后尸體腐爛，指紋的紋線類型、結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)特征的總體分布等始終沒(méi)有明顯變化，并且指紋具有明顯的獨(dú)特性。至

15、今還找不出兩個(gè)指紋完全相同的人，即使同卵雙胞胎的指紋也是不相同的。而從易用性、安全性、成熟性和造價(jià)等方面綜合比較，指紋識(shí)別技術(shù)將成為未來(lái)人體生理特征身份識(shí)別技術(shù)的主流之一，指紋自動(dòng)識(shí)別技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了個(gè)人身份鑒別的新時(shí)代，將來(lái)我們生活的很多場(chǎng)合都要用到指紋，指紋使我們的生活更方便、安全。5而以單片機(jī)為控制器的技術(shù)以發(fā)展的非常熟練，因?yàn)樗目刂菩阅芎涂煽啃阅芨叩膬?yōu)點(diǎn)，生活中的電子產(chǎn)品都離不開(kāi)單片機(jī)控制，像電飯煲，洗衣機(jī)，汽車等等都是單片機(jī)控制。在學(xué)習(xí)了單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)后，我們需要實(shí)踐來(lái)把所學(xué)的知識(shí)組織起來(lái)，并且運(yùn)用到實(shí)際生活，所以我聯(lián)系指紋識(shí)別技術(shù)及單片機(jī)原理及應(yīng)用選擇基于單片機(jī)的指紋識(shí)別系統(tǒng)這個(gè)課題，

16、希望我設(shè)計(jì)的實(shí)物可以完成簡(jiǎn)單的身份認(rèn)證任務(wù)，給身份認(rèn)證帶來(lái)便利。工作流程1）開(kāi)機(jī)：按下電源，電源指示燈點(diǎn)亮，液晶顯示：“請(qǐng)先按鍵再刷指紋”，按下按鍵后，液晶顯示：“請(qǐng)按指紋”，同時(shí)指紋模塊綠燈亮起，可以進(jìn)行指紋識(shí)別開(kāi)鎖功能。若指紋識(shí)別成功，繼電器動(dòng)作，LED指示燈亮起，開(kāi)鎖成功，人員可以進(jìn)入，液晶顯示：“指紋已找到，請(qǐng)進(jìn)”；若指紋識(shí)別不成功，繼電器不動(dòng)作，LED指示燈不亮，將不能開(kāi)鎖，人員不能進(jìn)入，液晶顯示：“沒(méi)有搜索到指紋請(qǐng)按任意鍵繼續(xù)”。2）管理員模式：按下按鍵進(jìn)入管理員模式首先要輸入6位密碼，密碼正確可以進(jìn)入管理員模式，密碼錯(cuò)誤不能進(jìn)入管理員模式，在管理員模式下可以完成錄入指紋、刪除指紋

17、、應(yīng)急開(kāi)鎖和修改密碼的功能。進(jìn)入錄入指紋模式后，指紋模塊綠燈亮起，將手指放到指紋頭上，錄入同一手指兩次，此時(shí)液晶顯示“指紋采集成功”。在刪除指紋模式下，液晶顯示“輸入刪去的指紋號(hào)”，輸入后按確認(rèn)鍵即可完成指定指紋的刪除功能，同時(shí)液晶顯示“刪指紋號(hào)成功”。在非正常的情況下，如指紋模塊不好用或者緊急情況下，可以使用緊急開(kāi)鎖功能。密碼修改的功能是指可以修改并保存進(jìn)入管理員的6位密碼。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體框圖如圖1-3所示。指紋模塊4*4矩陣按鍵以及繼電器和指示燈STC89C52單片機(jī)LCD12864圖1-3系統(tǒng)總體框架圖第2章硬件介紹和設(shè)計(jì)單片機(jī)及最小系統(tǒng)STC89C52單片機(jī)介紹單片機(jī)，亦稱單片微電腦或

18、單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、輸入/輸出端口（I/O等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地6。縱觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。80C5

19、1就采用了HMOS（即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）和CHMOS（互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）?，F(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ROM）、并行和串行通信接，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW（脈寬調(diào)制電路）、WDT（看門狗）、有些單片機(jī)將LCD（液晶）驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。7STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)

20、器周期可以任意選擇。主要特性如下：增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/3.8廠2.0V（3V單片機(jī)）工作頻率范圍：040MHz,相當(dāng)于普通8051的0一80皿也,實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)片上集成512字節(jié)RAM通用1/0口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向/弱上拉，P0是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O用時(shí)，需加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口佩%。

21、/卩3.0,TXD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片具有EEPROM功能具有看門狗功能共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器TO、Tl、T2外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒通用異步串行DeART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART工作溫度范圍：-4廠+850（工業(yè)級(jí)）/廠75（商業(yè)級(jí)）PDIP封裝STC89C52RC單片機(jī)的工作模式掉電模式：典型功耗o.1uA可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序空閑模式：典型功耗2mA正常工作模式：典型功耗4mA7mA掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便

22、攜設(shè)備下圖2-1為STC89C52RC引腳功能說(shuō)明。REST/VPDP3.0/RXDP3.1ZTXDP3.2/INT0P3.37T1P3.4/T0P3.5/T1_P3.6/WRP3.7茹XTAL2XTAL1GND圖2-1STC89C52引腳圖234567891011121314151617181920VCC（40引腳）：電源電壓VSS（20引腳）：接地P0口:為8位準(zhǔn)雙向I/O接，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線（作為輸入時(shí)，鎖存器必須置1），可啟動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。P1:為8位準(zhǔn)雙向I/O接，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線（作為輸入時(shí)，鎖存器必須置1），可啟動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。

23、P2:為8位準(zhǔn)雙向I/O接，當(dāng)它作為I/O接使用時(shí)，可直接連接外部I/O設(shè)備；在接有片外存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O且尋址范圍超過(guò)256字節(jié)時(shí)，P2可用做高8位的地址總線。P3口：為8位準(zhǔn)雙向I/O接，還可以將每一位用于第二功能，第二功能的定義見(jiàn)表2-1。表2-1STC89C52P3口的第二功能端功能第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸入口）P3.2INT/0（外中斷0）P3.3INT/1（外中斷1）P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2:

24、振蕩器反相放大器的輸出端。本設(shè)計(jì)的主程序主要由液晶顯示、通訊子按鍵程序組成。主程序的工作流程描述如下:首先初始化各種硬件功能模塊進(jìn)行初始化。包括開(kāi)機(jī)液晶顯示、鍵盤掃描、指紋模塊建立通信。2.1.2外部晶振的設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十，高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。晶振用一種能把

25、電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。8單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。STC89C52使用11.0592MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間。STC89C52的內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相

26、放大器，通過(guò)XTAL1，XTAL2外部接上一片作為反饋元件的晶體，與C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路，使其構(gòu)成自激振蕩器，電容的值具有微調(diào)的作用，我們?nèi)?0PF,具體的接法如圖2-2外部晶振電路。圖2-2外部晶振電路STC89C52的工作頻率范圍在024MHZ。我們選用的是11.0592MHZ的晶振,振蕩周期約為1us機(jī)器周期約為0.1us所以這個(gè)晶振可以滿足這個(gè)系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機(jī)太遠(yuǎn)，不然使用外部晶振進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)找不到復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)復(fù)位電路作用是把一個(gè)例如狀態(tài)機(jī)初始化到空狀態(tài)，而在單片機(jī)內(nèi)部，復(fù)位的

27、時(shí)候單片機(jī)是把一些寄存器以及存儲(chǔ)設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個(gè)值。9單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成。（1）上電復(fù)位：STC89系列單片及為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳RST上連接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND，由此形成一個(gè)RC充放電回路保證單片機(jī)在上電時(shí)RST腳上有足夠時(shí)間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這個(gè)電阻和電容的典型值為10K和10uF。（2）按鍵復(fù)位：按鍵

28、復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。本系統(tǒng)采用的復(fù)位電路如圖2-3所示。單片機(jī)在上電瞬間，RC電路充電，RST引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要RST端保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，就能使單片機(jī)有效復(fù)位。其中電容選10uF、電阻選10K。液晶顯示模塊液晶是一種高分子材料，因?yàn)槠涮厥獾奈锢?、化學(xué)、光學(xué)特性，20世紀(jì)中葉開(kāi)始廣泛應(yīng)用在輕薄型顯示器上。液晶顯示器的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面。為敘述簡(jiǎn)便，通常把各種液晶顯示器都直接叫做液晶。液晶體積小、功耗低、現(xiàn)實(shí)操作簡(jiǎn)單，但

29、是它有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，其使用溫度范圍很窄，通用型液晶正常工作溫度范圍為0一+55，存儲(chǔ)溫度范圍為-20一+60，因此在設(shè)計(jì)相應(yīng)產(chǎn)品時(shí)，務(wù)必要考慮周全，選取合適的液晶。12864系列液晶的引腳功能12864共有20個(gè)引腳，各引腳說(shuō)明如下面表格所示。表2-2接口信號(hào)說(shuō)明編號(hào)1符號(hào)VSS引腳說(shuō)明VDDVORSR/WED0D1D2電源地電源正極液晶顯示對(duì)比度調(diào)節(jié)端數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）讀/寫選擇端（H/L）使能信號(hào)DataI/ODataI/ODataI/O編號(hào)111213141516171819符號(hào)D4D5D6D7PSBNCRSTNC引腳說(shuō)明DataI/ODataI/ODataI/ODataI/O

30、并/串選擇H并行L串行空腳復(fù)位，低電平有效空腳背光電源正極10D3DataI/O20K背光電源負(fù)極12864漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）及64X256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。2.2.2控制器接口說(shuō)明1）基本操作時(shí)序：讀狀態(tài):輸入:RS=L，RW=H，E=H輸出:D0D7=狀態(tài)字寫指令:輸入RS=L，RW=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖輸出:D0D7=數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù):輸入:RS=H，RW=H，E=H輸出:無(wú)寫數(shù)據(jù):輸入RS=H，RW=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出：無(wú)2）狀態(tài)字說(shuō)明表2-3狀態(tài)字說(shuō)明ST

31、A7STA6STA5STA4STA3STA2STA1STA0D7D6D5D4D3D2D1D0STA06當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值STA7讀寫操作使能1：禁止0：允許對(duì)控制器每次進(jìn)行讀寫操作之前都必須進(jìn)行讀寫檢測(cè)，確保STA7為0。實(shí)際上，由于單片機(jī)的操作速度慢于液晶控制器反應(yīng)速度，因此可以不進(jìn)行讀/寫檢測(cè)，或只進(jìn)行簡(jiǎn)短延時(shí)即可。2.2.3指令說(shuō)明表2-4指令集（RE=0:基本指令集）指令指令碼說(shuō)明RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清除顯示0000000001將DDRAM填滿“20H”并且沒(méi)定DDRAM的地址計(jì)數(shù)器（AC）到“00H”地址歸位000000001X設(shè)定DDRAM的

32、地址計(jì)數(shù)器（AC）到“00H”并且將游標(biāo)移到開(kāi)頭原點(diǎn)位置；這個(gè)指令并不改變DDRAM的內(nèi)容進(jìn)入點(diǎn)設(shè)定00000001I/DS指定在資料的讀取與寫入時(shí)，設(shè)定游標(biāo)移動(dòng)方向及指定顯示的移位I/D=1：游標(biāo)向右移，DDRAM地址計(jì)數(shù)器（AC）加1I/D=0：游標(biāo)向左移，DDRAM地址計(jì)數(shù)器（AC）減1S:顯示畫面整體位移顯示狀態(tài)開(kāi)/關(guān)0000001DCBD=1:整體顯示ONC=1:游標(biāo)ONB=1:游標(biāo)位置ON游標(biāo)或顯示移位控制000001S/CR/LXX設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)與顯示的移位控制位元；這個(gè)指令并不改變DDRAM的內(nèi)容S/C=0,R/L=0:游標(biāo)向左移動(dòng)S/C=0,R/L=1游標(biāo)向右移動(dòng)功能設(shè)定00

33、001DLX0REXXDL=1（必須設(shè)為1）RE=1:擴(kuò)充指令集動(dòng)作RE=0:基本指令集動(dòng)作設(shè)定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0設(shè)定CGRAM地址到地址計(jì)數(shù)器（AC）設(shè)定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0設(shè)定CGRAM地址到地址計(jì)數(shù)器（AC）設(shè)定DDRAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0設(shè)定DDRAM地址到地址計(jì)數(shù)器（AC）讀取忙碌標(biāo)志（BF）和地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0讀取忙碌標(biāo)志（BF）可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成，同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器（AC）的值寫資料到RAM10D7D6D5D4D3D2D1D

34、0寫入資料到內(nèi)部的RAM(DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRAM)讀出11D7D6D5D4D3D2D1D0從內(nèi)部RAM讀取資料RAM(DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRA的值M）表2-5指令表（RE=1:擴(kuò)充指令集）說(shuō)明指令指令碼DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0待命模式卷動(dòng)地址或IRAM地址選擇反白選擇睡眠模式擴(kuò)充功能設(shè)定R1SL1RESRR0將DDRAM填滿“20H”并且設(shè)定DDRAM的地址計(jì)數(shù)器（AC）到“00H”SR=1:允許輸入垂直卷動(dòng)地址SR=0:允許輸入IRAM地址設(shè)定IRAM地址或卷動(dòng)地址設(shè)定繪圖RAM地址AC6AC5AC5AC4AC4AC3AC2AC

35、1AC0選擇4行中的任一行作反白顯示，并可決定反白與否SL=1:脫離睡眠模式SL=0:進(jìn)入睡眠模式RE=1:擴(kuò)充指令集動(dòng)作RE=0:基本指令集動(dòng)作G=1:繪圖顯示ONG=0:繪圖顯示OFFSR=1:AC5AC0為垂直卷動(dòng)地址SR=0:AC3AC0為ICONIRAM地址AC3AC2AC1AC0設(shè)定CGRAM地址到地址計(jì)數(shù)器（AC）當(dāng)模塊在接受指令前，微處理順必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，即讀取BF標(biāo)志時(shí)BF需為0，方可接受新的指令；如果在送出一個(gè)指令前并不檢查BF標(biāo)志，那么在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延遲一段較長(zhǎng)的時(shí)間，即是等待前一個(gè)指令確實(shí)執(zhí)行完成，指令執(zhí)行的時(shí)間請(qǐng)參考指令表中的個(gè)別指令

36、說(shuō)明?！癛E為基本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制位元，當(dāng)變更“RE位元后，往后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變更“RE位元，否則使用相同指令集時(shí),不需每次重設(shè)“RE位元。具體指令介紹：1）清除顯示RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLLH功能：清除顯示屏幕，把DDRAM位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“00H”2）位址歸位RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLHX功能：把DDRAM位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“00H”游標(biāo)回原點(diǎn)，該功能不影響顯示DDRAM3）位址歸位RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLHI/DS功能

37、：把DDRAM位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“00H”游標(biāo)回原點(diǎn)，該功能不影響顯示DDRAM功能：執(zhí)行該命令后，所設(shè)置的行將顯示在屏幕的第一行。顯示起始行是由Z地址計(jì)數(shù)器控制的，該命令自動(dòng)將A0-A5位地址送入Z地址計(jì)數(shù)器，起始地址可以是0-63范圍內(nèi)任意一行。Z地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)計(jì)數(shù)功能，用于顯示行掃描同步，當(dāng)掃描完一行后自動(dòng)加一。4）顯示狀態(tài)開(kāi)/關(guān)RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLHDCB功能：D=1;整體顯示ONC=1;游標(biāo)ONB=1;游標(biāo)位置ON5）游標(biāo)或顯示移位控制RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLHS/CR/LXX功能：設(shè)定游標(biāo)的

38、移動(dòng)與顯示的移位控制位：這個(gè)指令并不改變DDRAM的內(nèi)容6）功能設(shè)定RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHDLX0REXX功能：DL=1（必須設(shè)為1）RE=1;擴(kuò)充指令集動(dòng)作RE=0:基本指令集動(dòng)作7）設(shè)定CGRAM位址rsrRWnDB7nDB6rDB5nDB4nDB2db0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設(shè)定CGRAM位址到位址計(jì)數(shù)器（AC）8）設(shè)定DDRAM位址RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設(shè)定DDRAM位址到位址計(jì)數(shù)器（AC）9）讀取忙碌狀態(tài)（BF）和位址RSRW

39、DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LHBFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：讀取忙碌狀態(tài)（BF）可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成，同時(shí)可以讀出位址計(jì)數(shù)器（AC）的值10）寫資料到RAMRSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HLD7D6D5D4D3D2D1D0功能：寫入資料到內(nèi)部的RAM（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）11）讀出RAM的值RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0HHD7D6D5D4D3D2D1D0功能：從內(nèi)部RAM讀取資料（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）待命模式（12H）RSRWDB7DB6DB

40、5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLLH功能：進(jìn)入待命模式，執(zhí)彳行13）卷動(dòng)位址或IRAM位址-其他命令都可終止待命模式選擇（13H）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLHSR功能：SR=1;允許輸入卷動(dòng)位址SR=0;允許輸入IRAM位址RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1LLLLLLLHR114）反白選擇（14H）DB0R0-功能：選擇4行中的任一行作反白顯示，并可決定反白的與否15）睡眠模式（015H）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLHSLXX功能：SL=1;脫離睡眠模式SL=0;進(jìn)入睡眠模式

41、16）擴(kuò)充功能設(shè)定（016H）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHHX1REGL功能：RE=1;擴(kuò)充指令集動(dòng)作RE=O;基本指令集動(dòng)作G=1;繪圖顯示ONG=0;繪圖顯示OFF17）設(shè)定IRAM位址或卷動(dòng)位址（017H）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：SR=1；AC5AC0為垂直卷動(dòng)位址SR=0；AC3AC0寫ICONRAM位18）設(shè)定繪圖RAM位址（018H）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設(shè)定GDRAM位址到位

42、址計(jì)數(shù)器（AC）12864引腳與單片機(jī)連接圖下圖為12864與單片機(jī)的接口連接圖圖2-412864引腳與單片機(jī)連接圖顯示模塊主要完成數(shù)據(jù)的顯示功能。用戶所編的顯示程序，開(kāi)始必須進(jìn)行初始化，否則模塊無(wú)法正常顯示，首先當(dāng)模塊接受指令前，單片機(jī)必須確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，然后根據(jù)接受到指令顯示相關(guān)的內(nèi)容在屏幕上。1、通過(guò)RS確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。寫命令包括使液晶的光標(biāo)顯示/不顯示、光標(biāo)閃爍/不閃爍、需/不需要移屏、在液晶的什么位置顯示，等等。寫數(shù)據(jù)是指要顯示什么內(nèi)容。2、讀/寫控制端設(shè)置為寫模式，即低電平。3、將數(shù)據(jù)或命令送達(dá)數(shù)據(jù)線上。4、給E個(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器，完成寫操作。按鍵控制

43、部分電路按鍵的閉合與否反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開(kāi)，那么低電平則表示閉合，通過(guò)電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)可確認(rèn)鍵按下與否。為了確保CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，并且防止干擾信號(hào)的影響，必需加入消除電平抖動(dòng)的措施，下圖2-5為按鍵抖動(dòng)示意。消除抖動(dòng)通常有硬、軟硬兩種方法，硬件消除抖動(dòng)可采取雙穩(wěn)態(tài)電路或?yàn)V波消抖電路；軟件消抖是在第次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)程序再確認(rèn)該鍵是否仍閉合，如果還是閉合狀態(tài)則確認(rèn)該鍵按下，從而消除抖動(dòng)和干擾影響。按鍵接口設(shè)計(jì)有兩種方法，獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤。獨(dú)立式按鍵各鍵相獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接入一根輸入線，只要檢測(cè)輸入線的電平就可以識(shí)別按鍵狀態(tài)

44、。這種方法電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口。由于該設(shè)計(jì)方案IO資源浪費(fèi)大。故此方法只適用于按鍵少或其他控制功能很簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。由于本設(shè)計(jì)中的按鍵較多，考慮系統(tǒng)可靠性和鍵盤設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單所以采用矩陣按鍵本系統(tǒng)的按鍵電路如圖2-6所示，按鍵按下是呈低電平，我們采用軟件消抖來(lái)減少對(duì)的單片機(jī)影響。圖2-5按鍵閉合及斷開(kāi)前后的電壓矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。當(dāng)鍵被按下時(shí)，其交點(diǎn)的行線和列線接通，相應(yīng)的行線或列線上的電平發(fā)生變化，單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)行或列線上的電平變化可以確定哪個(gè)按鍵被按下。矩陣鍵盤的檢測(cè)方法有多種，常見(jiàn)的有：逐點(diǎn)掃描法、逐行掃描法、全局掃描法。在本實(shí)

45、例中我們采用逐行掃描法來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵檢測(cè)，其中P1.4-P1.7乍為列線，pi.o-pi.3乍為行線。識(shí)別過(guò)程如下：1、判斷鍵盤中是否有鍵按下。設(shè)置所有行線為輸出口，并輸出低電平；設(shè)置列線為輸入口，讀取列線上的電平狀態(tài)，只要有一列的電平為低，就表示有按鍵按下，并且被按下的鍵位于電平為低的列線與4跟行線相交叉的4個(gè)按鍵中，若所有列線都為高電平，表示沒(méi)有按鍵按下；2、判斷被按下按鍵所在的位置。在確認(rèn)有鍵按下后（進(jìn)行按鍵消抖處理后），接下來(lái)就是確定具體哪個(gè)案件被按下，方法是：依次將每根行線設(shè)置為輸出口，并輸出低電平（同時(shí)剩余行線輸出高電平），然后逐列檢查每根列線的電平狀態(tài)，若某列為低電平，則該列線與設(shè)置為輸出低電平的行線交叉處的按鍵就是被按下的按鍵