基于单片机的多功能智能指纹_手机_门禁卡

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随着智能化的发展，智能门禁系统渐渐的出现在同学们的毕设中，尤其是可以支持多种解锁方式的，比如指纹、手机、门禁卡、按键密码、钥匙解锁功能等等，今天分享的这个毕设项目正是包含了这些。

智能门锁实现功能

-可通过指纹模块增删查改家庭成员的指纹信息，增删查改是否成功的相关信息显示在OLED屏幕上

-在指纹匹配过程中，如果采集的指纹与指纹模块库相匹配，OLED显示匹配成功，并转动步进电机一圈

-可通过按键设定智能门锁密码，密码可设置为两个（密码六位），如果匹配两个中的一个成功，即可开锁，也可通过按键修改密码，所有的操作过程显示于OLED中

-实现RFID与手机解锁（蓝牙解锁）

硬件准备

整个项目所需的硬件并不复杂，也非常容易配齐：

1、步进电机(带驱动模块)，型号为：28BYJ4+ULN2003

2、自制4X4按键片

3、指纹模块AS608

4、0.96寸OLED显示屏（IIC），型号：7针

5、蓝牙模块HC-05

6、主控STM32F407ZGT6最小系统板

7、RFID RC522 射频模块

再准备一些杜邦线就OK。

软、硬件设计

一）硬件设计

由于使用的是STM32最小核心板，所以可以自由的添加外设。其中4x4按键分别使用了MCU的8个IO口：

OLED显示模块及射频模块接口：

指纹和蓝牙模块接口为：

根据原理图连接好硬件电路：

二）程序设计

#define usart2_baund 57600//串口2波特率，根据指纹模块波特率更改

//要写入到STM32 FLASH的字符串数组

const u8 TEXT_Buffer[]={0x17,0x23,0x6f,0x60,0,0};

#define TEXT_LENTH sizeof(TEXT_Buffer) //数组长度

#define SIZE TEXT_LENTH/4+((TEXT_LENTH%4)?1:0)

#define FLASH_SAVE_ADDR 0X0802C124 //设置FLASH 保存地址(必须为偶数，且所在扇区,要大于本代码所占用到的扇区. //否则,写操作的时候,可能会导致擦除整个扇区,从而引起部分程序丢失.引起死机.

SysPara AS608Para;//指纹模块AS608参数

u16 ValidN;//模块内有效指纹个数

u8** kbd_tbl;

void Display_Data(void);//显示时间

void Add_FR(void); //录指纹

void Del_FR(void); //删除指纹

int press_FR(void);//刷指纹

void ShowErrMessage(u8 ensure);//显示确认码错误信息

int password(void);//密码锁

void SetPassworld(void);//修改密码

void starting(void);//开机界面信息

u8 MFRC522_lock(void);//刷卡解锁

u8 Add_Rfid(void); //录入

void Set_Time(void);

void Massige(void);

u8 Pwd[7]=" "; //解锁密码1

u8 Pwd2[7]=" "; //解锁密码2

u8 cardid[6]={0,0,0,0,0,0}; //卡号1

int Error; //密码验证信息

//数字的ASCII码

uc8 numberascii[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};

//显示缓冲区

u8 dispnumber5buf[6];

u8 dispnumber3buf[4];

u8 dispnumber2buf[3];

//MFRC522数据区

u8 mfrc552pidbuf[18];

u8 card_pydebuf[2];

u8 card_numberbuf[5];

u8 card_key0Abuf[6]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};

u8 card_writebuf[16]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15};

u8 card_readbuf[18];

//SM05-S数据区

u8 sm05cmdbuf[15]={14,128,0,22,5,0,0,0,4,1,157,16,0,0,21};

//extern声明变量已在外部的C文件里定义，可以在主文件中使用

extern u8 sm05receivebuf[16]; //在中断C文件里定义

extern u8 sm05_OK; //在中断C文件里定义

u8 * week[7]={"Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat","Sun"};

u8 * setup[7]={"1、录入指纹","2、删除指纹","3、修改密码","4、修改时间","5、录入卡片","6、查看信息"};

int main(void)

{

u16 set=0;

int key_num;

int time1;

int time2; //锁屏时间

char arrow=0; //箭头位子

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2

My_RTC_Init(); //初始化RTC

RTC_Set_WakeUp(RTC_WakeUpClock_CK_SPRE_16bits,0); //配置WAKE UP中断,1秒钟中断一次 delay_init(168); //初始化延时函数

uart_init(115200); //初始化串口1波特率为115200，用于支持USMART

uart3_init(9600);// 蓝牙初始化

usart2_init(usart2_baund);//初始化串口2,用于与指纹模块通讯

PS_StaGPIO_Init(); //初始化FR读状态引脚

LED_Init(); //初始化LED

// BEEP_Init(); //beep初始化

Button4_4_Init();//矩阵按键初始化

OLED_Init(); //oled初始化

W25QXX_Init(); //初始化W25Q128

Walkmotor_Init(); //步进电机初始化

my_mem_init(SRAMIN); //初始化内部内存池

my_mem_init(SRAMCCM); //初始化CCM内存池

exfuns_init(); //为fatfs相关变量申请内存

f_mount(fs[0],"0:",1); //挂载SD卡

f_mount(fs[1],"1:",1); //挂载FLASH.

starting();//开机信息 logo

STMFLASH_Read(0X08020004,(u32*)Pwd,2); //读取密码1

STMFLASH_Read(0X08090004,(u32*)Pwd2,2); //读取密码2

STMFLASH_Read(0X080f0004,(u32*)cardid,1); //读取卡号1

上机调试

把硬件连接好之后还需要做一些准备工作：

☞ 录入指纹：

1）程序下载之前需要给门禁一个解锁方式，门锁一共有4种解锁方式：指纹、蓝牙、卡片、密码。其中卡片需要录入过系统的才可以解锁，密码一开始保存在STM32内部Flash中，内部Flash做EEPROM需要先初始化，解锁后在设置中更改密码或者在代码中进行初始化密码，不然密码是乱码。

2）串口录入指纹：将串口转TTL CH340模块连接好指纹模块，用配套上位机录入自己的一个指纹。详细连接方法参考指纹模块资料

3）解锁后就可以进行设置密码和录入卡片等操作

☞ 移植汉字库：（如果没有SD卡接口可以自己汉字取模显示）

1）准备一个sd卡，一个读卡器，用来存储汉字库，显示到OLED

2）找到开发资料下的SYSTEM文件夹

3）把SYSTEM文件夹复制到SD卡根目录下（一定要是根目录下）

4）复制好之后把SD卡插到开发板

5）下载程序到开发板启动，如果可以显示汉字说已经移植成功。（注意：开始的化作尘&指纹锁界面是显示的图片，并不是汉字字体）

遇到的问题及解决办法

问题一：如果进去只显示“化作尘指纹锁”然后黑屏，那么是字库的问题；

问题二：如果不知道密码进不去主界面，那么打开代码，将密码打印出来，然后就可以用密码解锁了，一共两个密码，任意一个都可以解锁：图片因为没有考虑到字符不全是’0’- '9’的关系，密码打印出来不是数字，所以查看密码不成功。正确打开方式：

步骤一：直接给密码赋值操作，然后编译下载，下载完成后输入密码“123456”是肯定可以进主界面的，然后点击修改密码，密码修改为你想要的密码“000111”，这个密码会保存到内部eeprom，密码初始化就完成了。

步骤二：把刚刚写的代码注释，重新下载进去，代码就可以正常运行了，输入刚刚设置的密码“000111”就可以解锁。

知识点扫盲

知识点一：汉字的显示

（具体代码参考正点原子“汉字显示实验”）

1）汉字的显示原理：学习过屏幕驱动的应该都知道，屏幕的显示无非就是在屏幕上打相应颜色的点，比如要显示一个字符 ‘A’ 那么我只需要知道 ‘A’ 相应的点阵数据就可以把它显示出来，汉字也一样。

2）汉字库：汉字库文件在正点原子的开发板资料->“SD卡根目录文件”中，可以到正点原子官网论坛下载。

汉字库有两类文件，.FON与.BIN文件，.FON代表汉字库点阵文件，.BIN表示的是编码表，与点阵一一对应，比如GBK编码的第一个字就对应着点阵里的第一个点阵数据，映射关系如下：

UNIGBK->GBK12.FON

UNIGBK->GBK24.FON

UNIGBK->GBK32.FON

有兴趣可以百度一下查看GBK编码表。

知识点二：把汉字库里的点阵数据读取出来显示到MCU屏

数据编码格式的问题：有关显示汉字就必然会涉及编码格式的问题，不同的编码格式对应的汉字编码是不同的，比如UTF-8编码的文件用GB2312编码打开就会乱码。

同理，比如文档的格式是UTF-8编码，但是我的字库是GBK编码，读出来的数据直接显示到屏幕就必然会乱码。所以显示汉字如果乱码首先需要检查的就是编辑器的编码，保证编码一致。

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