基于單片機的指紋密碼鎖系統(tǒng)論文匯總

1、大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 學(xué)校代碼：XXXX學(xué)號：XXXXXXXX學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計單片機實現(xiàn)指紋識別密碼鎖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,指紋鎖開始進入人們的視野。國外最早研發(fā)這類指紋產(chǎn)品,國內(nèi)現(xiàn)在也有從事指紋研究的知名企業(yè),包括長春鴻達,深圳中控,深圳愛笛爾,長沙金手指,杭州錦江集團,己經(jīng)研發(fā)并生產(chǎn)了脫機模式的指紋識別平臺。這些平臺識別程度高

2、、反應(yīng)快、性能穩(wěn)定,己經(jīng)在不少高檔的場所門禁系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)上使用。但由于平臺的規(guī)模、算法技術(shù)的獨創(chuàng)性保密性、價格成本因素的限制,這類指紋識別產(chǎn)品多數(shù)只為商業(yè)用途,價格一般比較昂貴,使其民用領(lǐng)域暫時未能普及。隨著電子商務(wù)的發(fā)展,家庭數(shù)字化的需求和消費類電子產(chǎn)品的普及,越來越多的家居民領(lǐng)域需要指紋門禁系統(tǒng)1,2。因此,開發(fā)高性能、低成本、安全可靠的民用指紋鎖具有很強的現(xiàn)實意義和廣闊的市場空間。關(guān)鍵詞】：生物識別；指紋鎖；指紋識別；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章概述目錄錯誤！未定義書簽。1.1指紋識別技術(shù)的發(fā)展錯.誤.！.未.定.義.書.簽.。1.2指紋識別原理錯.誤.！.未.定.義.書.簽.。1.3系統(tǒng)設(shè)計目的及意義錯.誤.！.未.定.義.書.簽.。1.4工作流程錯.誤.！.未.定.義.書.簽.。第2章硬件介紹和設(shè)計錯誤！未定義書簽。2.4

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

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

9、5指紋模塊、按鍵的調(diào)試錯.誤.！.未.定.義.書.簽.4.6本章小結(jié)錯.誤.！.未.定.義.書.簽.結(jié)論錯誤！未定義書簽參考文獻錯誤！未定義書簽致謝錯誤！未定義書簽第1章概述指紋識別技術(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和信息，人體也不例外，取一根頭發(fā)絲就能鑒別出它是誰的頭發(fā)。然而，最簡單、最直觀、最常用的鑒別符號則是人的指紋。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)育時的環(huán)境。指紋識別已經(jīng)有了很長一段歷史，據(jù)考古學(xué)家證實：公元前6000年以前，指紋作為身份鑒別的工具已經(jīng)在古敘利亞和中國開始應(yīng)用。到了20世紀(jì)80年代，個人電腦、光學(xué)掃描這兩項技術(shù)的革新，是的他們作

10、為指紋取像的工具成為現(xiàn)實，從而使指紋識別可以在其他領(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，生物指紋識別技術(shù)的逐漸成熟，可靠的比對算法的發(fā)現(xiàn)都為指紋識別技術(shù)提供了更廣闊的舞臺。目前，全球范圍內(nèi)都建立了指紋鑒定機構(gòu)以及罪犯指紋數(shù)據(jù)庫，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，在全世界50億人口當(dāng)中，除了19名生來就沒長指紋的特殊人物之外，沒有一個重樣的指紋，所以世界各國的警察機關(guān)都利用指紋鑒別技術(shù)來偵破案件。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作為認定作案分子的特征符號。由于人體的身體特征具有不可復(fù)制的特點，人們把目光轉(zhuǎn)

11、向了生物識別技術(shù)，希望可以藉此技術(shù)來應(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別，這些特征必須具有唯一性和穩(wěn)定性。研究和經(jīng)驗表明，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)此識別出人的身份。2基于這些特征，人們發(fā)展了指紋識別、面部識別、發(fā)音識別等多種生物識別技術(shù)，目前許多技術(shù)都已經(jīng)成熟并得以應(yīng)用，其中的指紋識別技術(shù)更是生物識別技術(shù)的熱點。指紋識別技術(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，但用于識別的數(shù)據(jù)量相當(dāng)大，對這些數(shù)據(jù)進行比對也不是簡單的相等

12、與不想等的問題，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，同時飛速發(fā)展的個人計算機運算速度提供了在微機甚至單片機上可以進行兩個指紋的比對運算的可能。另外，匹配算法可靠性也不斷提高，指紋識別技術(shù)已經(jīng)非常實用。3指紋識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導(dǎo)致指紋圖像不理想。另外，通過掃描儀或者攝像機進行數(shù)字化的時候，由于光照的影響，也會引入各種噪聲。這些因素都使灰度圖像不能直接用來匹配。因此，有必要選擇合適的特征來描述指紋征來描述指紋。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，利用計算機處理時具體劃分為：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。斷點和分叉是最常用的指紋局部結(jié)構(gòu)特征，也稱為細節(jié)特征。采用這種特征的一個例子是細節(jié)坐標(biāo)模型，也就是使用指紋的細節(jié)點及其坐標(biāo)和其他一些特征來描述指紋。對于指紋身份鑒定，特別是對現(xiàn)場的模糊指紋進行認定的時候所使用的信息是細節(jié)特征點，如圖1-2中的小橋、三角點、分叉點、端點和環(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多種細節(jié)特征，如果同時使用所有的這些特征，將很難自動而且

14、迅速地從指紋圖像中提取并且區(qū)分他們。通常，自動指紋鑒定系統(tǒng)只使用其中2種主要的特征，即分叉點和斷點。其他細節(jié)特征都可以用他們的組合來表示。例如小橋是由2個端點組成的，而環(huán)是由2個分叉點組成的。系統(tǒng)設(shè)計目的及意義現(xiàn)代社會越來越需要高效可靠的身份識別系統(tǒng)。傳統(tǒng)的個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)代社會經(jīng)濟活動和社會安全防范的需要。作為最傳統(tǒng)、最成熟的生物鑒定方式，指紋具有很強的相對穩(wěn)定性。從胎兒在6個月時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)計特征的總體分布等始終沒有明顯變化，并且指紋具有明顯的獨特性。至

15、今還找不出兩個指紋完全相同的人，即使同卵雙胞胎的指紋也是不相同的。而從易用性、安全性、成熟性和造價等方面綜合比較，指紋識別技術(shù)將成為未來人體生理特征身份識別技術(shù)的主流之一，指紋自動識別技術(shù)開創(chuàng)了個人身份鑒別的新時代，將來我們生活的很多場合都要用到指紋，指紋使我們的生活更方便、安全。5而以單片機為控制器的技術(shù)以發(fā)展的非常熟練，因為它的控制性能和可靠性能高的優(yōu)點，生活中的電子產(chǎn)品都離不開單片機控制，像電飯煲，洗衣機，汽車等等都是單片機控制。在學(xué)習(xí)了單片機基礎(chǔ)知識后，我們需要實踐來把所學(xué)的知識組織起來，并且運用到實際生活，所以我聯(lián)系指紋識別技術(shù)及單片機原理及應(yīng)用選擇基于單片機的指紋識別系統(tǒng)這個課題，

16、希望我設(shè)計的實物可以完成簡單的身份認證任務(wù)，給身份認證帶來便利。工作流程1）開機：按下電源，電源指示燈點亮，液晶顯示：“請先按鍵再刷指紋”，按下按鍵后，液晶顯示：“請按指紋”，同時指紋模塊綠燈亮起，可以進行指紋識別開鎖功能。若指紋識別成功，繼電器動作，LED指示燈亮起，開鎖成功，人員可以進入，液晶顯示：“指紋已找到，請進”；若指紋識別不成功，繼電器不動作，LED指示燈不亮，將不能開鎖，人員不能進入，液晶顯示：“沒有搜索到指紋請按任意鍵繼續(xù)”。2）管理員模式：按下按鍵進入管理員模式首先要輸入6位密碼，密碼正確可以進入管理員模式，密碼錯誤不能進入管理員模式，在管理員模式下可以完成錄入指紋、刪除指紋

17、、應(yīng)急開鎖和修改密碼的功能。進入錄入指紋模式后，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”，輸入后按確認鍵即可完成指定指紋的刪除功能，同時液晶顯示“刪指紋號成功”。在非正常的情況下，如指紋模塊不好用或者緊急情況下，可以使用緊急開鎖功能。密碼修改的功能是指可以修改并保存進入管理員的6位密碼。系統(tǒng)設(shè)計的總體框圖如圖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LCD12864圖1-3系統(tǒng)總體框架圖第2章硬件介紹和設(shè)計單片機及最小系統(tǒng)STC89C52單片機介紹單片機，亦稱單片微電腦或

18、單片微型計算機。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/O等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機?，F(xiàn)在可以說單片機是百花齊放的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機，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，為單片機的應(yīng)用提供廣闊的天地6?？v觀單片機的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機的發(fā)展趨勢。MCS-51系列的8031推出時的功耗達630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS（互補金屬氧化物半導(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（互補高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器（CPU）、隨機存取數(shù)據(jù)存儲（RAM）、只讀程序存儲器（ROM）、并行和串行通信接，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW（脈寬調(diào)制電路）、WDT（看門狗）、有些單片機將LCD（液晶）驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。7STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機

20、器周期可以任意選擇。主要特性如下：增強型8051單片機，6時鐘/機器周期和12時鐘/機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）/3.8廠2.0V（3V單片機）工作頻率范圍：040MHz,相當(dāng)于普通8051的0一80皿也,實際工作頻率可達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），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向/弱上拉，P0是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O用時，需加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口佩%。

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16位定時器/計數(shù)器。即定時器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），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART工作溫度范圍：-4廠+850（工業(yè)級）/廠75（商業(yè)級）PDIP封裝STC89C52RC單片機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，鎖存器必須置1），可啟動4個TTL負載。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，鎖存器必須置1），可啟動4個TTL負載。

23、P2:為8位準(zhǔn)雙向I/O接，當(dāng)它作為I/O接使用時，可直接連接外部I/O設(shè)備；在接有片外存儲器或擴展I/O且尋址范圍超過256字節(jié)時，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/計數(shù)器0）P3.5T0（定時/計數(shù)器1）P3.6外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通P3.7外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(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行初始化。包括開機液晶顯示、鍵盤掃描、指紋模塊建立通信。2.1.2外部晶振的設(shè)計單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，它結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十，高級的精度更高。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單片機晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，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)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。STC89C52使用11.0592MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個晶振和兩個電容即可，電容容量一般在15pF至50pF之間。STC89C52的內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相

26、放大器，通過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機器周期約為0.1us所以這個晶振可以滿足這個系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機太遠，不然使用外部晶振進行軟件調(diào)試時就會發(fā)現(xiàn)找不到復(fù)位電路的設(shè)計單片機的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個確定的狀態(tài)，一般來說，單片機復(fù)位電路作用是把一個例如狀態(tài)機初始化到空狀態(tài)，而在單片機內(nèi)部，復(fù)位的

27、時候單片機是把一些寄存器以及存儲設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個值。9單片機復(fù)位電路原理是在單片機的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實現(xiàn)上電復(fù)位，當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個機器周期以上時復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時間必須大于單片機的兩個機器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計算出時間常數(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上連接一個電容到VCC，再連接一個電阻到GND，由此形成一個RC充放電回路保證單片機在上電時RST腳上有足夠時間的高電平進行復(fù)位，隨后回歸到低電平進入正常工作狀態(tài)，這個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)一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會保持一段時間的高電平來使單片機復(fù)位。本系統(tǒng)采用的復(fù)位電路如圖2-3所示。單片機在上電瞬間，RC電路充電，RST引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要RST端保持兩個機器周期以上的高電平，就能使單片機有效復(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，因為其特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)特性，20世紀(jì)中葉開始廣泛應(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、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面。為敘述簡便，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)實操作簡單，但

29、是它有一個致命的弱點，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，存儲溫度范圍為-20一+60，因此在設(shè)計相應(yīng)產(chǎn)品時，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個引腳，各引腳說明如下面表格所示。表2-2接口信號說明編號1符號VSS引腳說明VDDVORSR/WED0D1D2電源地電源正極液晶顯示對比度調(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DataI/ODataI/ODataI/O編號111213141516171819符號D4D5D6D7PSBNCRSTNC引腳說明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背光電源負極12864漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16X16點陣）、128個字符（8X16點陣）及64X256點陣顯示RAM（GDRAM）。2.2.2控制器接口說明1）基本操作時序：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:無寫數(shù)據(jù):輸入RS=H，RW=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出：無2）狀態(tài)字說明表2-3狀態(tài)字說明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：允許對控制器每次進行讀寫操作之前都必須進行讀寫檢測，確保STA7為0。實際上，由于單片機的操作速度慢于液晶控制器反應(yīng)速度，因此可以不進行讀/寫檢測，或只進行簡短延時即可。2.2.3指令說明表2-4指令集（RE=0:基本指令集）指令指令碼說明RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清除顯示0000000001將DDRAM填滿“20H”并且沒定DDRAM的地址計數(shù)器（AC）到“00H”地址歸位000000001X設(shè)定DDRAM的

32、地址計數(shù)器（AC）到“00H”并且將游標(biāo)移到開頭原點位置；這個指令并不改變DDRAM的內(nèi)容進入點設(shè)定00000001I/DS指定在資料的讀取與寫入時，設(shè)定游標(biāo)移動方向及指定顯示的移位I/D=1：游標(biāo)向右移，DDRAM地址計數(shù)器（AC）加1I/D=0：游標(biāo)向左移，DDRAM地址計數(shù)器（AC）減1S:顯示畫面整體位移顯示狀態(tài)開/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)的移動與顯示的移位控制位元；這個指令并不改變DDRAM的內(nèi)容S/C=0,R/L=0:游標(biāo)向左移動S/C=0,R/L=1游標(biāo)向右移動功能設(shè)定00

33、001DLX0REXXDL=1（必須設(shè)為1）RE=1:擴充指令集動作RE=0:基本指令集動作設(shè)定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0設(shè)定CGRAM地址到地址計數(shù)器（AC）設(shè)定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0設(shè)定CGRAM地址到地址計數(shù)器（AC）設(shè)定DDRAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0設(shè)定DDRAM地址到地址計數(shù)器（AC）讀取忙碌標(biāo)志（BF）和地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0讀取忙碌標(biāo)志（BF）可以確認內(nèi)部動作是否完成，同時可以讀出地址計數(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:擴充指令集）說明指令指令碼DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0待命模式卷動地址或IRAM地址選擇反白選擇睡眠模式擴充功能設(shè)定R1SL1RESRR0將DDRAM填滿“20H”并且設(shè)定DDRAM的地址計數(shù)器（AC）到“00H”SR=1:允許輸入垂直卷動地址SR=0:允許輸入IRAM地址設(shè)定IRAM地址或卷動地址設(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:進入睡眠模式RE=1:擴充指令集動作RE=0:基本指令集動作G=1:繪圖顯示ONG=0:繪圖顯示OFFSR=1:AC5AC0為垂直卷動地址SR=0:AC3AC0為ICONIRAM地址AC3AC2AC1AC0設(shè)定CGRAM地址到地址計數(shù)器（AC）當(dāng)模塊在接受指令前，微處理順必須先確認模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，即讀取BF標(biāo)志時BF需為0，方可接受新的指令；如果在送出一個指令前并不檢查BF標(biāo)志，那么在前一個指令和這個指令中間必須延遲一段較長的時間，即是等待前一個指令確實執(zhí)行完成，指令執(zhí)行的時間請參考指令表中的個別指令

36、說明?！癛E為基本指令集與擴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,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位址計數(shù)器調(diào)整為“00H”2）位址歸位RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLLHX功能：把DDRAM位址計數(shù)器調(diào)整為“00H”游標(biāo)回原點，該功能不影響顯示DDRAM3）位址歸位RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLLLLHI/DS功能

37、：把DDRAM位址計數(shù)器調(diào)整為“00H”游標(biāo)回原點，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地址計數(shù)器控制的，該命令自動將A0-A5位地址送入Z地址計數(shù)器，起始地址可以是0-63范圍內(nèi)任意一行。Z地址計數(shù)器具有循環(huán)計數(shù)功能，用于顯示行掃描同步，當(dāng)掃描完一行后自動加一。4）顯示狀態(tài)開/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、移動與顯示的移位控制位：這個指令并不改變DDRAM的內(nèi)容6）功能設(shè)定RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHDLX0REXX功能：DL=1（必須設(shè)為1）RE=1;擴充指令集動作RE=0:基本指令集動作7）設(shè)定CGRAM位址rsrRWnDB7nDB6rDB5nDB4nDB2db0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設(shè)定CGRAM位址到位址計數(shù)器（AC）8）設(shè)定DDRAM位址RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：設(shè)定DDRAM位址到位址計數(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）可以確認內(nèi)部動作是否完成，同時可以讀出位址計數(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：進入待命模式，執(zhí)彳行13）卷動位址或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;進入睡眠模式

41、16）擴充功能設(shè)定（016H）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLLHHX1REGL功能：RE=1;擴充指令集動作RE=O;基本指令集動作G=1;繪圖顯示ONG=0;繪圖顯示OFF17）設(shè)定IRAM位址或卷動位址（017H）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：SR=1；AC5AC0為垂直卷動位址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、址計數(shù)器（AC）12864引腳與單片機連接圖下圖為12864與單片機的接口連接圖圖2-412864引腳與單片機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，開始必須進行初始化，否則模塊無法正常顯示，首先當(dāng)模塊接受指令前，單片機必須確認模塊內(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)或命令送達數(shù)據(jù)線上。4、給E個高脈沖將數(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，那么低電平則表示閉合，通過電平的高低狀態(tài)的檢測可確認鍵按下與否。為了確保CPU對一次按鍵動作只確認一次，并且防止干擾信號的影響，必需加入消除電平抖動的措施，下圖2-5為按鍵抖動示意。消除抖動通常有硬、軟硬兩種方法，硬件消除抖動可采取雙穩(wěn)態(tài)電路或濾波消抖電路；軟件消抖是在第次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一段延時程序再確認該鍵是否仍閉合，如果還是閉合狀態(tài)則確認該鍵按下，從而消除抖動和干擾影響。按鍵接口設(shè)計有兩種方法，獨立式按鍵和矩陣式鍵盤。獨立式按鍵各鍵相獨立，每個按鍵各接入一根輸入線，只要檢測輸入線的電平就可以識別按鍵狀態(tài)

44、。這種方法電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵需占用一根輸入口。由于該設(shè)計方案IO資源浪費大。故此方法只適用于按鍵少或其他控制功能很簡單的場合。由于本設(shè)計中的按鍵較多，考慮系統(tǒng)可靠性和鍵盤設(shè)計的簡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減少對的單片機影響。圖2-5按鍵閉合及斷開前后的電壓矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。當(dāng)鍵被按下時，其交點的行線和列線接通，相應(yīng)的行線或列線上的電平發(fā)生變化，單片機通過檢測行或列線上的電平變化可以確定哪個按鍵被按下。矩陣鍵盤的檢測方法有多種，常見的有：逐點掃描法、逐行掃描法、全局掃描法。在本實

45、例中我們采用逐行掃描法來實現(xiàn)按鍵檢測，其中P1.4-P1.7乍為列線，pi.o-pi.3乍為行線。識別過程如下：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個按鍵中，若所有列線都為高電平，表示沒有按鍵按下；2、判斷被按下按鍵所在的位置。在確認有鍵按下后（進行按鍵消抖處理后），接下來就是確定具體哪個案件被按下，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