指纹考勤机的设计与实现Word格式文档下载.docx
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实现了通信模式下向上位机传输考勤信息22
付出多多,收获多多27
缺憾27
2B的错误27
待续27
最初的想法
一直以来都对一些技术感兴趣,比如指纹识别算法、无线通信、红外感应、微处理器体系架构等等,在大二的时候就想做一台指纹考勤机,进门的时候手指按一下,什么都搞定了,不用看着老师被忽悠,我也不解,如果我是一个技术出身的老师,我早就做这件事情了,何必点名,费劲。
这段时间,有了空档,我就着手做这件事情。
是这样设计的,硬件由指纹模块和控制板,上位机用VB开发。
实现的功能大致是:
上位机数据库保存人员信息,即指纹号对应学号、姓名等信息,指纹机可以脱机采集到岗信息(指纹号),在通信模式下,与上位机连接,将采集到的指纹号上传,上位机处理这些信息,生成缺勤名单文件(txt/word/excel皆可),并将缺勤名单发到指定的邮箱。
硬件平台的选择求助了一下淘宝,可选的不多,一个能存储162枚指纹的指纹模块进入了我的视线,4线,VCC/GND/TXD/RXD,还提供51例程,它用的是国产指纹识别专用DSP,只开放用串口用户命令接口。
看到51就知道就知道它跟识别算法之类的没有关系,注定要对着daasheet编写驱动。
但可以短时间内达到设计目标并以此为契机继续学习也不错。
很明显,需要用VB实现的是:
串行通信、数据库编程、文件操作、网络编程。
串行通信和数据库编程毕业设计的时候用过,后两者要现学。
开始的时候模块资料上写单片机的RXDP3.0和TXDP3.1只能连模块,连max232都不能有,所以至少双串口才可以实现与上位机通信,打算使用双串口的60S2,而且没有用户flsah,只能在录取完信息保持开机状态知道传输完信息给上位机处理。
但测试后发现,模块在链接max232的情况下仍能正常工作,而且文档显示它有用户16页共512字节flash可以使用。
这样,录入过程中将信息存入flash,在上位机通信模式下,重新初始化串口波特率实现上位机通信,为了提高运行速度,没有使用89C52,还是使用了60S2。
这样软硬件都清晰了。
任务示意如下:
基本资源、12864
对于60S2的使用,绝对可以用轻车熟路来形容了。
实验室正好有一块51单片机开发板,串口、中断按钮、LED、12864屏都有,就是没有任何资料,管脚信息只能用万用表一点点测量。
下载keil、下载STC_ISP,单片机精灵、串口助手、拷贝之前的设计资料,测量端口、用了一天的时间,基本把LED、定时器、串口、按键、外部中断全部搞定了。
对于12864的资料网上有很多,找到了一篇很有用的文章《非常好-12864带字库液晶学习》,跟着上面的步骤,用了一下午时间把LCD显示也搞好了。
形成了第一个测试工程代码standard1。
12864的端口定义如下:
12864顾名思义有128*64个像素点,即是横向128个点,竖向64个点,由于该液晶控制器支持的字符为8*16,汉字为16*16,因此只能显示四行,如果是汉字,为每行显示8个,如果是字符,每行显示16个。
驱动函数一般包括四个函数:
1、写命令函数;
2、写数据函数;
3、读状态函数;
4、读数据函数;
这四个函数并不是必须全部写的,具体要看你实现的功能,如果只是单纯的显示汉字和字符,写命令、写数据、读状态这三个函数就够了,如过你还需要进行一些绘图的操作,那读数据函数也必须书写。
另外关于读状态函数,其实也就是用于判忙操作,我看郭天祥的书里面是这样说的:
原则上每次对控制器进行读写操作之前,都必须进行读写检测,由于单片机的操作速度慢于液晶控制器的反应速度,因此可不进行读写检测,或者只进行简短的延时即可。
因此,读状态函数也可以不写,只用简短的延时函数替换即可。
知道这些信息后,下面就是驱动函数的移植和使用了,在三个基本驱动函数、初始化函数、延时函数的基础上,用户要调用的函数有下面几个:
voidSet_Cursor(unsignedcharx,unsignedchary)//设置光标
voidDisplay_Char(unsignedcharAlphabet)//(设置光标后)显示单个字符
voidLcd_ClrScreen()//清屏
voidDisplay_String(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*Alphabet)
//在指定位置显示字符串
voidDisplay_HZ(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*HZ)
//在指定位置显示汉字
voidDisplay_HZ_Line(unsignedcharx,unsignedchary,unsignedchar*HZ)
//在制定位置显示汉字,可自动换行
例程的学习及移植
成功移植
模块的默认波特率是9600bps,但是开发板用的是12M晶振,产生不了该波特率,误差太大,总是产生握手失败的错误,只能选用11.0592的晶振(从蛟哥的板子上取下),例程中的12864的工作方式是串行工作方式,一直显示不正常,于是我把之前测试通过的并行工作方式代码移植进了例程。
又对例程中的端口进行了重定义,对工程代码进行了规范化(函数化、模块化、头文件)处理,将模块TXD连到P3.0,RXD连到P3.1,在接通开发板上的5V。
成功运行了例程,实现了:
录入指纹、指纹识别、删除全部指纹的基本功能。
形成了standard2工程文件包。
此时工程文件如下,也是最终的样式。
端口重定义如下(io.h):
模块通过串口与单片机相连,通过查询的方式发送和接收,没有使用串口中断,串口初始化代码和发送代码在uart.c中。
Timer.c中只有一个初始化函数和中断函数,不是很关键,只是为了实现命令发送函数中的一个毫秒级延时。
Io.c中有端口定义和外部中外部中断相关的代码。
Fingerprint.c中是与模块相关的驱动函数。
指纹识别算法是模块内部的DSP实现的,对用户提供了串行命令接口,使用的时候只需要调用这些命令帧,加上校验码就行了,再等待模块响应看是否成功。
是用模块的过程是:
设备握手、探测手指获取图像、生成特征模版1存入缓冲区、生成特征模版2存入缓冲区、将两个特征文件合成一个指纹模版存入指纹库、从库中进行指纹对比。
这些功能都是有具体的指令进行操作的。
此外,删除全部指纹、删除单个指纹、也是有专用的命令的。
所以指纹模块的文档就显得非常重要。
Savenumber是当前已经存储的指纹个数;
searchnum是识别函数返回的搜索到的指纹号;
modeflag是模式标志,例程有:
识别模式、录入模式。
由于中断中不能写太多的东西,主程序中通过查询clearallflag和changeflag进行删除全部指纹和模式转换的具体操作。
外部中断转换模式的代码如下:
消抖方式很有特色。
FIFO是发送命令后接受模块相应的缓冲区,FIFOnumber是缓冲区中的数据个数。
这个数据在命令发送函数中使用。
标志为在中断中
一个最最重要的函数是命令发送函数,所有的操作都是通过这个函数。
其帧处理方式还是很值得学习的。
这个函数的处理过程:
发送命令、接收响应帧到FIFO、判断校验码、返回值。
bitCommand(unsignedchar*p,unsignedcharMaxTime)//命令解析,给模块发送一个命令
{
unsignedcharcount=0,tmpdat=0,temp=0,i=0,package=0,flag=0;
unsignedcharchecksum=0;
bitresult=0,start=0,stop=0;
TxdByte(0xef);
//数据包包头识别码
TxdByte(0x01);
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++;
//不知道为什么它命令中定义了一个无效字节,所以挪了两次
for(count=i-1;
count!
=1;
count--)//SentcommandString
{
temp=*p++;
TxdByte(temp);
//将命令发送出去
}
result=TURE;
//发送完成,结果为真(真为1)
FifoNumber=0;
for(count=MAX_NUMBER+1;
=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;
//继续接受收
}
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;
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