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基于ARM Cortex-M3指纹识别门锁控制系统的设计与实现

作　者: 胡荣
导　师: 万国金; 黄仁如
学　校: 南昌大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 指纹识别 ARM Cortex-M3 TFT彩屏电子门锁
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

随着科技的进步,人们生活水平的不断提高,对安全门锁系统的要求也随之越来越高。一些传统的控制技术已不再满足社会对门锁安全性的要求,而生物识别的指纹识别技术的出现正弥补了传统验证设备的缺点,依据每个人的肌肤纹理包括指纹在内的图案、断点和交叉点各不相同,唯一的,一生不变的特点,指纹识别与电子信息技术相结合的指纹存取门禁系统具有可靠性高、不可复制、操作简易等特点。本文设计了指纹模块、STM32、门锁驱动、7寸TFT彩屏显示的控制系统,可实现指纹开门、指纹录入、指纹管理等功能。文中提出了系统的总体硬件设计,采用ARM Cortex-M3处理器作为该设计的核心,利用STM32F107VCT6微控制器作为主控芯片,ATK-7’TFTLCD模块作为彩屏液晶显示,设计了语音模块电路、键盘电路、摄像头电路。语音模块作为提示信息,系统的指纹识别通过指纹识别芯片采集数据,然后对采集的数据做处理,还设计了各种报警系统,当有突发情况和低电压情况的时候,能够做出相应的警报和紧急处理。系统的性能指标测试有软硬件测试,硬件测试主要进行了短路测试、电压测试、时钟测试和复位测试,软件测试包括模块驱动测试以及软件的集成测试。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章绪论  7-12
  1.1 课题的研究背景及意义  7-8
  1.2 指纹识别门禁系统的研究现状以及发展  8-10
  1.3 本文的研究内容  10-12
第2章系统硬件设计  12-33
  2.1 系统总体设计  12-13
    2.1.1 系统概述及设计原则  12
    2.1.2 系统组成及功能  12-13
  2.2 ARM Cortex-M3主控模块的设计  13-14
  2.3 显示模块设计(液晶)  14-19
    2.3.1 对于显示模块方案的设计与论证  15
    2.3.2 LCD控制模块简介  15-16
    2.3.3 触摸屏驱动模块方案的设设计与论证  16-19
  2.4 指纹模块设计  19-21
  2.5 键盘电路  21-23
  2.6 语音模块电路设计  23-26
    2.6.1 方案设计与论证  23-24
    2.6.2 语音芯片外部特征  24
    2.6.3 APR9600的工作模式应用  24-25
    2.6.4 语音控制电路原理图  25-26
  2.7 摄像头电路  26-28
  2.8 低压报警电路  28-30
  2.9 时钟电路(万年历)  30-33
第3章指纹门锁控制系统的主要软件设计与开发  33-54
  3.1 系统总体软件设计思路  33-35
  3.2 FM-180指纹模块  35-40
    3.2.1 FM-180指纹模块通讯协议  35-36
    3.2.2 FM-180指纹模块命令集  36-40
  3.3 系统指纹识别与处理、控制开锁软件策略  40-46
    3.3.1 指纹存储策略  40-44
    3.3.3 指纹匹配(比对)、控制开锁策略  44-46
  3.4 触摸彩色显示屏模块控制软件  46-54
    3.4.1 LCD显示屏软件实现  47-48
    3.4.2 电容触摸屏软件实现  48-54
第4章性能指标测试  54-59
  4.1 硬件测试  54-55
    4.1.1 短路测试  54
    4.1.2 电压测试  54
    4.1.3 时钟测试  54-55
    4.1.4 复位测试  55
  4.2 软件测试  55-59
    4.2.1 程序下载及仿真  56
    4.2.2 模块驱动测试  56-57
    4.2.3 软件集成测试  57-58
    4.2.4 测试总结  58-59
第5章结论与展望  59-61
  5.1 结论  59
  5.2 进一步工作方向  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-63
附录A APR9600引脚功能对照表  63-64
附录B 应答包的确认码定义  64-65
附录C 硬件的原理图及实物图  65-71

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