指纹考勤机的设计与实现

指纹考勤机硬件部分完成---小记最初的想法 (1)初步调试：基本资源、12864 (2)初步调试：例程的学习及移植 (3)成功移植 (3)程序中比较重要的指令和变量： (4)Fingerprint.c中模块操作的主要函数： (5)主函数分析 (9)指纹考勤机的硬件操作规范 (11)二次开发的技术要点及其实现方法 (12)实现了接续录入功能，这是很大的突破 (12)实现了单个指纹的删除 (16)实现了被删除指纹号的优先分配 (19)实现了考勤信息的存储 (21)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RXD P3.0和TXD P3.1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：初步调试：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：void Set_Cursor(unsigned char x, unsigned char y)//设置光标void Display_Char(unsigned char Alphabet)//（设置光标后）显示单个字符void Lcd_ClrScreen()//清屏void Display_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *Alphabet)//在指定位置显示字符串void Display_HZ(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *HZ) //在指定位置显示汉字void Display_HZ_Line(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *HZ)//在制定位置显示汉字，可自动换行初步调试：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。

程序中比较重要的指令和变量：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Fingerprint.c中模块操作的主要函数：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。

bit Command(unsigned char *p,unsigned char MaxTime) //命令解析,给模块发送一个命令{unsigned char count=0,tmpdat=0,temp=0,i=0,package=0,flag=0;unsigned char checksum=0;bit result=0, start=0,stop=0;TxdByte(0xef);//数据包包头识别码TxdByte(0x01);//数据包包头识别码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--) //Sent command String{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; count!=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;gotorestart0; //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;count=0;gotorestart0;}//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gotorestart0;}if((flag==2)&&(start==TURE)){count++; //数据元素下标＋＋FIFO[count]=tmpdat;//依次存入if(count>=6){checksum=FIFO[count]+checksum; //从这里才是计算校验和，这与帧格式有关}if(count==8){package=FIFO[7]*0X100+FIFO[8]; //计算包长度，这是帧格式规定的stop= TURE;}if(stop){if(count==package+8){ //校验不完全正确，因为没有比对第二个校验码checksum=checksum-FIFO[count-1];if(checksum!=FIFO[count]&0xff)result=FALSE; //校验失败,置结果标志为0elseresult=TURE;flag=0;break;}}}}}/////////////////////////////do的内容----------------结束//////////////////////////////// while ((clk0<=MaxTime)&&(count<=MAX_NUMBER) && ( changeflag == 0 ));FifoNumber=count; //保存接收到的数据个数}return (result);}其它的重要函数：bit VefPSW(void)//验证设备握手口令,成功返回1，通过发送VPWD指令来进行的。