论文二稿 yyyyyy

兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要随着人们生活水平的提高，城市化进程的加快，小区智能化成为人们生活的新需求。指纹识别技术也是当下最为成熟的生物识别技术，把指纹识别技术应用到智能小区中很有必要。论文分析了指纹识别技术和指纹识别系统的发展及研究的，结合智能小区的现状，介绍了智能小区指纹通的系统总体框架，之后重点讨论指纹门锁管理系统的软硬件实现。指纹门禁的软硬件设计中，本文采用STC89C52单片机及FM70指纹模块作为核心模块。系统实现在普通模式下实现刷指纹自动开锁，在管理员模式下，进行指纹录入删除操作，管理员模式通过输入密码进入，采用LCD12864作为人机交互界面。论文对各个模块的工作原理、软件设计、和硬件设计进行了详细介绍。通过keil uvision4软件编写程序并完成编译，利用单片机开发板进行系统软硬件测试。反复调试后电路能够正常工作，可以实现预期的功能，并进行结果展示。关键词：智能小区；指纹识别；STC89C52单片机- I -AbstractWith the improvement of peoples living standards and the acceleration of urbanization process, community intelligence has become a new demand for peoples lives. Fingerprint recognition technology is also the most mature biometric identification technology, the application of fingerprint recognition technology to the intelligent community is necessary.Based on the analysis of the significance of fingerprint identification technology and the development of fingerprint identification system, this paper introduces the overall framework of intelligent community fingerprint communication system, and then discusses the implementation of fingerprint access control systems hardware and software. In the design of fingerprint access control systems hardware and software, this article uses STC89C52 microcontroller and FM-70 fingerprint module as the core device. The system in the normal mode achieve the function that automatically unlock the door after swiping.In the administrator mode, users can entry and delete the fingerprint, the administrator mode entered by entering the password. Use LCD12864 as human-computer interaction interface. The working principle, software and hardware design of each module are introduced in detail. Through the keil uvision4 software to write the program and complete the compiler, and use single-chip exploitation board for system hardware and software testing. After repeated debugging circuit can work properly, the system can achieve the desired function, and display result in the end.Keywords: Intelligent community, Fingerprint recognition, STC89C52 Microcontrollers摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1选题的背景及意义11.2指纹识别技术的发展11.3课题主要内容2第二章 智能小区介绍及总体方案22.1智能小区总体方案22.2指纹控制模块整体框图3第三章 指纹识别技术介绍53.1指纹图像获取53.2指纹图像预处理53.3指纹特征提取5第四章 系统硬件设计74.1系统硬件架构74.2系统各硬件模块的实现74.2.1单片机以及最小系统74.2.2 FM-70光学指纹模块94.2.3 LCD12864液晶显示模块94.2.4继电器模块104.2.5蜂鸣器模块114.2.6按键模块114.2.7 AT24C02模块12 第五章 系统软件设计135.1指纹识别程序模块135.2液晶显示模块程序设计175.3密码输入及修改195.3.1矩阵键盘195.3.2 密码提取与修改195.4主程序设计20第六章 系统功能测试22参考文献26附录A 单片机引脚介绍27附录B 指纹识别模块29附录C LCD1286432附录D 程序33- III -兰州交通大学毕业设计（论文）第一章 绪论1.1选题的背景及意义在现代社会生活中，在很多地方都需要身份识别认证，比较常见的方式有证件、密码、智能卡等，这些传统方式都是通过物件来间接地确认持有人的身份。这些识别方式都有各自的优点，但大多不能实现即方便又安全，比如证件、卡片等都有会丢失的风险，而且一旦丢失还有可能被他人利用，有一定的安全隐患。面对这些问题，我们迫切需要一种更加直接有效的身份识别手段，于是人们把视线转移到了生物特征识别技术。常用的生物特征有DNA、人脸、掌纹、虹膜、指纹等。这些特征都具有唯一性与终身不变性，可以确保认证结果可靠准确。在这些特征中指纹识别又与其他几种方式相比有很多优势：1. 方便性好，相比于虹膜、掌纹等方式，指纹样本的采集要容易的多，采集功能的硬件相对容易实现，而且指纹采集头比较小型化，安装应用比较方便而且成本也比较低。2. 唯一性、可靠性好，指纹是人体独一无二的特征，任何两个人的指纹都是不一样的，每个指纹都有很多特征点，且每个人有有多达十个的指纹，只需登记更多指纹、鉴别更多手指，就可以获得高可靠性。3. 稳定性好，相比于人脸识别、一个人的指纹在出生后就已经确定，不会因为年龄的增长，体型的变化而改变，而且只要不是太大的损伤，指纹都可以复原。因此指纹稳定性很好。鉴于指纹识别的这些优点，可见指纹识别技术是目前最方便、可靠、非损害性且成本较低的生物识别技术解决方案，在大规模应用方面有着很大的潜力，值得去开发。1.2指纹识别技术的发展对人体指纹的应用，并不是现代才有的，它已经有了很长的历史。早在6000多年前，指纹就已经作为身份辨别的方式在古叙利亚和中国开始应用，比较熟悉的，在中国古代就有签字画押的说法，画押就用到指纹。在过去指纹鉴别采用传统的人工识别方式，这种方式可想而知，人鉴别技术再好，其可靠性也并不是很高。到20世纪80年代，计算机技术被应用到指纹识别领域，指纹识别技术进入自动化与现代化的阶段。在这之后，随着大规模集成电路的发展和算法的不断进步，指纹识别设备也越来越先进，体积大大缩小，采集和识别速度也不断提升。目前指纹识别技术已经被广泛应用于门禁，考勤，智能手机等很多领域，而且技术相当成熟。在光学、半导体、超声波等几种主要指纹识别类型中，半导体指纹传感器因其成本低、精度高、体积小、能耗低等优点，应用最为广泛。而超声波等射频指纹识别技术正在不断发展，有希望成为半导体识别技术之后的又一次革命。应用方面，即使指纹识别现已应用如此广泛，但指纹识别的市场还有巨大潜力，比如家居，汽车等市场还没有普及，发展前景十分广阔。1.3课题主要内容 理论设计智能小区门锁管理系统、停车场管理系统、消费管理系统、巡更管理系统。重点讨论指纹识别系统的实现及其在门禁和停车场管理的应用。包括软硬件设计以及原理介绍。最后完成系统功能调试。第二章 智能小区介绍及总体方案2.1智能小区总体方案 智能小区的概念在上世纪八十年代就已经提出。随着人们生活水平的不断提高，城市化进程的加快，小区智能化成为人们生活的新需求。智能小区应该具有完善的安保措施，先进的物业管理和服务，方便快捷的信息通道以及家电智能化等方面的功能，到现在已经被广泛应用。智能小区建设中，将指纹识别即使应用到需要身份识别的地方，比如门禁、停车场等，这是指纹识别技术一个非常实用的应用，既提升了小区的管理水平，方便了居民生活，保障了居民财产安全，也促进了小区管理手段的现代化，提高了居民生活水平。智能小区指纹同系统的总体设计，实在坚持先进性、实用性、稳定性、安全性既扩展性的基础上，借助小区局域网传输数据实现各类商务收费和身份识别。指纹通系统有两个平台，即指纹管理平台和应用平台总体框图如下：图2.1 指纹通管理系统总体框图取消其他证件，身份识别采用指纹识别，将用户信息同指纹特征一同录入数据库，数据库应包括用户基本信息包括姓名，年龄，名族，楼层房号等，相应还要有用户的消费信息，最重要的要有用户指纹信息。 智能小区指纹识别系统投入工作之后，首先就要进行指纹库的建立，在指纹录入时，要保证样本指纹的质量不合格的就要重新采集，在指纹识别过程中，不管是否成功，都应该有语音或界面提示。 应用平台中，门禁管理不需连入整个小区局域网，只需住户的局域网，由住户自行控制门禁和管理指纹。按指纹之后，系统自动搜索指纹库，匹配成功后，控制器控制打开电锁。住户可自行添加和删除指纹。停车场管理，在出入口采用嵌入式道闸，住户在开车进出车库时，只需将手指在指纹采集口上按下，由系统匹配指纹后，自动升起道闸，并进行相应的记录。巡更系统，用以物业管理，传统巡更制度落实靠巡更人员的自觉性，管理者无法进行很好的监督，是的巡更有可能流于形式，巡更系统就可以解决这一问题，巡更点安放在巡更路线的各个关键点，巡更人员需要在规定的各个时间点进行巡更，按预定的路线，在巡更点刷指纹，各巡更点向控制计算机反馈消息，管理软件对巡更记录进行分析，生成报表反映巡更工作完成情况，便于管理者管理。消费管理系统，采用预缴费方式，在物业设缴费点，每个用户的指纹对应其账户信息，预先在物业充入一定数额的人民币，在之后的消费中，比如缴纳电费水费，只需按指纹就可自动缴纳。2.2指纹控制模块整体框图图2.2 指纹控制模块整体框图指纹识别控制模块是整个系统最基础的设备，本设计对指纹识别控制模块重点讨论。本模块实现指纹控制门锁开闭或电机转动，可以用于门禁管理和停车场嵌入式道闸。为了实现功能，首先需要核心处理器，其次就是指纹采集处理模块，还需要人机交互功能，包括按键，蜂鸣器，显示器等。最后是动作机构，继电器与电机。这些模块构成一个单片机系统，整体框图见图2.2。第三章 指纹识别技术介绍指纹识别的过程一般分为：指纹图像获取，预处理，特征提取和特征匹配。3.1指纹图像获取指纹图像的获取是通过指纹传感器来实现的。目前常用的传感器主要有：光学指纹传感器，半导体指纹传感器，超声波指纹传感器。其中光学指纹传感器是最早出现的，各项工艺较成熟，价格较便宜，而且比较耐用，但由于光学成像的特点，使得体积较大。半导体指纹传感器体积上可以做的很小，且这种传感器检测手指真皮层的信息，所以指纹表皮有所破损也不会影响。缺点是半导体传感器的表层容易受到侵蚀，使用寿命方面不如光学传感器，价格相对光学传感器要贵一些。最后是超声波指纹传感器，相比于光学和半导体传感器采集的只是指纹的二维图像，这种成像存在一些问题，就是如果手指沾水或有污垢的话，采集到的图像质量就差很多。而超声波扫描可以对指纹进行更加深入地扫描，克服前面的缺点，即使手指沾有污垢，也可以采集到理想的指纹图像。但是这个技术发展时间不长，各项技术工艺不是很成熟，价格要远高于之前两种，应用不是很广泛。3.2指纹图像预处理指纹采集的过程中，手指的状态或仪器误差多少都会使得采集的图像有一些噪声。所以为了使得图像更清晰以便后面提取特征，需要对采集到的图像进行预处理。预处理一般有一下的几个流程：平滑处理，计算方向场，分割前景背景，滤波增强，二值化，细化。作简要介绍：平滑处理就是将采集到的原始图像中因各种因素产生的噪声通过某种滤波算法出除去，恢复理想的指纹纹线，减少后续指纹图像处理中的误差。计算方向场可以反映出指纹图像的收敛中心和纹线走势。分割前景背景是为了将指纹图像以外的无关背景图像除去，只留下单纯的指纹图像。二值化是最重要的一个步骤，将有灰度变化的指纹图像转化为只有黑白两种色调，可以实现指纹图像文件压缩的效果，而且二值化之后，纹线线条和走向结构更加清晰，便于之后的分析。细化也称为骨架化，其作用就是使二值化的图像纹线变成一条细线，除去无用的线条粗细信息。便于特征提取而且节约存储空间。3.3指纹特征提取图像完成预处理之后就可以进行特征提取和匹配。指纹图像有很多特征点，如果不加分类的对所有特征进行分析对比，会使得匹配检索的过程比较复杂，所以可以对指纹特征进行分类，可以大大减少检索工作量。指纹特征点可分为两类：奇异点和细节点。奇异点可以反映指纹纹理结构，实际的纹线中并不存在这样的“点”，一定意义上，奇异点就是指纹的总体特征反映总体结构。奇异点有三种类型核形，三角形和涡轮形。细节点包括脊终止和脊分叉。细节点是指纹细节特征的内容。细节特征包括，端点，岔点，歧点，孤立点，环点，短纹等及其方向，曲率，位置等信息。第四章 系统硬件设计 4.1系统硬件架构本设计的指纹识别系统，就是利用指纹识别技术，通过单片机控制门禁或停车场道闸。人员只需在指纹采集块上按下手指，系统就可以自动完成身份识别和对动作机构的控制。而且系统需要嵌入到门或道闸内，所以系统要符合体积小，指纹识别率高，处理速度快；界面简洁，操作方便等要求。基于这些要求，对各个模块硬件进行选择。首先是最主要的指纹识别模块，需要体积小巧、价格适中，在性能方面要求辨识率高、处理速度快、准确率高，所以选择FM-70光学指纹模块。单片机选择STC89C52，因为其处理速度快，有较大的存储空间，价格便宜。液晶显示模块选择LCD12864，LCD12864能够显示4*8汉字，且界面清晰能够满足设计需求，电机采用四相五线制步进电机，用ULN2003驱动，EEPROM采用AT24C02，按键采用4*4矩阵键盘。图4.2 系统硬件架构4.2系统各硬件模块的实现根据前面的硬件架构，下面对各个模块进行具体设计。4.2.1单片机以及最小系统STC89C52是深圳宏晶科技公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，属于89C51增强型微控制器版本，兼容51指令系统。 STC89C52内置8位中央处理单元，256字节RAM，8k片内ROM，32个双向I/O端口，3个16位定时器，全双工串行通信端口，片上时钟振荡电，具体引脚介绍见附录A。STC89C52作为核心控制器，想要运行起来，还需要一些最基本的外围电路，以构成单片机最小系统，最小系统要有一下几个模块：供电模块、时钟模块、复位模块，本设计使用5V USB电源供电，时钟信号采用11.0592MHZ晶振。最小系统电路图见图4.2：图4.2 单片机最小系统电路图1.时钟电路单片机执行的所有操作都需要按时序进行，而时序的实现就是依靠时钟信号控制。而时钟信号就是一定频率的震荡信号，晶振就是用来产生震荡频率的。因为12MHZ的晶振在进行串行通信是不易实现标准的波特率，所以本设计采用11.0592MHZ的外部晶振来供给单片机时钟信号，晶振连接到单片机的时钟输入引脚XTAL1和XTAL2上面，再并联两个电容，这两个电容可以降低频率波动，还有助于起振，振荡周期约为1us机器周期约为0.1us。2.复位电路 单片机复位是把单片机内一些寄存器以及存储设备的值恢复到出厂值。STC89C52单片机复位需要在复位引脚RST上加持续时间大于两个机器周期的高电平，具体是在RST脚连接一个电容到VCC，连接一个电阻到GND，然后用按键与电容并联，这样按键之后RC充放电回路闭合，可以给复位脚加大于或等于两个机器周期的高电平，随后回归到低电平进入正常工作状态。高电平的持续时间可以由电容和电阻计算出来，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。4.2.2 FM-70光学指纹模块 本设计指纹识别模块选用FM-70指纹识别模块。 该模块是一个完整的指纹识别模块，以高性能高速DSP处理器为核心，可在无上位机参与管理的情况下，完成指纹图像的获取、指纹对比匹配和指纹模板的存储功能。FM-70具有以下特点：(1)反应灵敏、适应度强，在指纹图像读取时，可以对干湿手指都有很好的感应和判断，获得最佳的指纹图像，适用人群广泛。(2)设有不同安全等级，可由用户自行设置以应对不同环境。(3)使用简单，模块有自己的指令系统，用户无需具备指纹识别专业知识即可应用，可参照用户手册开发出用户所需的指纹识别应用系统。FM-70外部引脚有六个，各引脚功能见附录B。FM-70指纹识别模块内部集成了DSP处理器，FLASH存储器，而且嵌入了指纹识别算法，能够完成图像录入、预处理、合成指纹特征模板、存储指纹模板、指纹模板的搜索匹配等一系列工作，只需从单片机由串口向模块发送指令，就能实现以上功能。模块通过串口与单片机进行串行通讯。模块串行数据输出脚（TD）接单片机的RXD口（P3.1口），串行数据输入端接单片机的TXD口（P3.1口）。单片机通过串口把指令以字节为单位发送给模块，模块接收指令，运行指令，实现功能。单片机与指纹模块的的通讯要按照指纹模块预定的通讯协议进行，通讯协议中规定了通讯数据包格式及定义，以及其指令集。具体见附录B。4.2.3 LCD12864液晶显示模块液晶显示模块是系统的人机交互界面，本系统采用的液晶显示模块为LCD12864，这个模块其显示分辨率为12864，内置8192 个16*16点阵汉字，和128 个16*8 点阵ASCII字符集，可以显示84个1616 点阵的汉字，88个168点阵的ASCII字符。LCD12864液晶显示模块有20个引脚，有串口和并口两种通讯方式，这两种方式的选择PSB口的状态决定，低电平是为串行，高电平为并行。串行可以用SID口通讯，并口有8个数据口，实现8位并口数据传输。本设计采用串行方式。图4.3 串行方式下LCD12864引脚连接图串行通讯时，需要将PSB口接恒定低电平或接地，引脚主要用到CS,CLK,SID三个引脚，来实现片选、同步时钟和串行数据口。单片机通过向模块发送指令来实现控制模块。LCD12864模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令和扩充指令。模块使用基本指令还是扩充指令，是由RE口的状态来控制的，RE=1为扩充指令，RE=0为基本指令。单片机需要根据指令格式向模块发送指令。单片机向模块发送指令之前，需要保证前一个指令执行完毕，系统资源空出。可以在发送指令前读取BF标志位来判断系统是否忙，或者在每个指令执行之后加一段延时，保证指令不冲突。4.2.4继电器模块 继电器模块用来控制门禁，通过控制继电器开闭以控制电锁。电路图见图4.4。图4.4 继电器电路继电器控制端连到P3.6，控制PNP型的三极管的基极电平，当P36处于高电平时，三极管不导通，继电器处于打开状态，指示灯灭；当P36处于低电平时，三极管导通，指示灯亮，电磁铁通电，使开关打开，继电器处于闭合工作状态。在软件中编程控制P36口就可以控制继电器开闭，进而控制门锁。4.2.5蜂鸣器模块 系统在人机交互时，需要有声音提示。也就需要蜂鸣器电路，电路图如下：图4.5 蜂鸣器电路当P15引脚处于高电平时，三极管不导通，蜂鸣器不响；当P15引脚处于低电平时，三极管导通，蜂鸣器工作，发出声音。4.2.6按键模块用户需要通过按键操作，本设计中有管理员模式需要输入密码进入，所以采用4*4矩阵键盘。键盘接P1口，P1.0-P1.3为行线，P1.4-P1.7为列线。图4.6 矩阵键盘 A为进入管理员模式，D为确认，其余为数字键盘，用以输入密码。键盘接在单片机P1口，软件会不停进行行扫描和列扫描，检测到电平变化时，作出相应反应。4.2.7 AT24C02模块本设计中进入管理员模式需要输入密码，密码的保存需要掉电保护，所以采用AT24C02来保存密码。AT24C02是串行CMOS EEPROM，内部256字节存储空间。AT24C02支持IIC总线通信协议，引脚连接如图。图4.7 AT24C02其中SCL和SDA分别为串行时钟输入和串行数据输入/输出。A0、A1、A2为器件地址输入，用以多个器件级联时设置地址，本设计只采用一个AT24C02所以这三个引脚接地。WP为写保护，高电平时芯片内容写保护，低电平时，允许读写。本设计中AT24C02的SCL和SDA分别连P2.3和P2.4，WP接P2.2。器件地址为0xa0。第五章 系统软件设计本系统软件采用Keil uVision4进行C语言编程。编程时采用模块化思想，分模块编程，便于功能的进一步扩展，还有利于软件地测试与优化。软件系统按照模块化设计主要分为以下几个模块：指纹识别模块、液晶显示模块、密码输入及修改模块、主程序模块，下面针对各个模块分别介绍了程序流程。5.1指纹识别程序模块FM-70指纹识别模块，能够自行处理指纹图像，用户需要根据需求对模块下达合适的指令来控制模块，进而实现相应的功能。而每一条指令都有其规定的格式，单片机发送指令和接受数据必须根据其规定的格式。模块采用串口与单片机通讯，首先要进行串口的初始化。选择串口工作方式1，定时器工作方式2，波特率设为默认波特率9600b/s。波特率由定时器的值和晶振频率有关，具体公式如下：X为计数器初值，由此可推出，波特率为9600b/s时，定时器的值为253，十六进制为0xFD。初始化程序如下：SCON= 0x50; /串口方式1 ，REN=1，允许接收 PCON=0x00; /SMOD波特率不加倍 TMOD= 0x21; /定时器1方式2 TH1= 0xFD; TL1= 0xFD;/波特率9600b/s TR1= 1; /启动定时器 EA=1; /开总中断 串口在初始化之后可以发送接收数据，收发数据时，需要随时读写串口控制寄存器SCON（8位）的几个相关标志位。作简要介绍：REN，允许串行接收位，为“1”时允许接收，为“0”时禁止接收，在初始化中被置“1”。TI发送中断标志位，在方式1下，发送停止位时，由硬件置1，在TI=0时，写SBUF后才启动串口发送过程，所以必须在发送下一帧数据之前必须软件清“0”。RI接收中断标志位，接收停止位中间时，置“1”，需软件清“0”。REN在初始化中置位后，不需再置位。RI和TI在发送和接收每一帧数据时都需要置位。发送一帧数据的流程图如下： 图5.1 串口发送数据流程图按照这个流程发送一帧数据的程序：SBUF=0XFF; /串口发送的数据while(TI=0); /检测是否发送完毕TI=0; /置位TI位，以便下一帧数据的发送接收数据的流程和发送的类似，区别是需要检测的不是TI而是RI（接收中断标志位）。串口发送指令和数据都采用数据包的形式，数据包的格式及其定义见表4-1，具体定义见附录B.表5.1 数据包格式包头地址包标识包长度包内容（指令/数据/参数/确认码）校验和指纹识别模块需要完成获取指纹图像，生成指纹特征模版，存储指纹特征模版、提取指纹特征模版和匹配指纹等工作，可以分为两个大的过程：指纹录入和指纹识别。单片机根据模块通讯协议，控制模块完成相应工作。以下是工作过程详解：1.指纹录入，指纹录入可以分以下几个步骤：获取指纹图像，生成指纹特征模版，存储指纹特征模版。流程图如下：图5.2 指纹录入流程图以下是几个主要指令简要介绍：获取图像指令GenImg：探测手指，录入所探测到的指纹图像，存入图像缓冲区（模块的RAM中设有图像缓冲区和特征文件缓冲区，分别用以缓存图像数据和模板特征文件，内容掉电不保存）。生成指纹特征指令Img2Tz：将图像缓冲区中的原始图像进行分析处理，生成指纹特征，存储在特征文件缓冲区。存储模版指令Store：将特征缓冲区中的模板数据存储到指纹库中（模块在FLASH中定义了一段存储区域作为指纹库，用以存储指纹模板，指纹库中的内容是断电保护的）。这几个指令具体的指令格式见附录B。2.指纹识别，指纹识别可分为以下几个步骤：获取指纹图像，生成指纹特征，将生成的指纹特征与指纹库中的模板比对。流程图如下：图5.3 指纹识别流程图获取指纹图像，生成指纹特征指令与指纹录入过程中相同。搜索指纹指令Search：以特征缓冲区中的特征文件搜索整个指纹库，若搜索到，返回指纹序号，若没搜索到，返回相应应答包，具体指令格式见附录B。以上是几个最主要的指令，这几个指令可以达成最基本的指纹录入和搜索工作，其余指令不一一列出。5.2液晶显示模块程序设计LCD12864液晶模块内含字库和处理器，具有自己的指令系统，用户只需依照使用手册中给出的指令格式，向模块发送指令，就可完成相应功能。模块自带字库，需要显示字符或汉字时，只需设定好显示坐标，在发送需要显示的字符，就可以完成显示。发送双字节数据要先发高字节，后发低字节。图5.4 液晶显示程序流程图本设计选择了串行通信方式，对于串行通信方式，需要再发送指令之前，检查BF标志位，以确定模块当前状态是忙碌还是空闲状态，当标志位为0是模块才会接受新的指令。除此之外，还有种方法不需检测BF标志位，需要在发送每条指令之后加足够时间的延时，就可以确保前一条指令执行完毕。液晶显示流程图见图5.4。液晶显示最基础的子程序是串行发送一个字节的程序，其他子程序都以这个程序为基础。 for(i=0;i8;i+) /for循环，将参数Dbyte 按位发送出去（一个字节） SCK = 0; /拉低时钟电平 Dbyte=Dbyte1; /左移一位，移出位给CY，右边填0 SID = CY; /移出的位给SID串行数据口，发送数据 SCK = 1; /一个脉冲时钟发送一位 SCK = 0; 可以调用这个子程序来发送指令和数据，常用指令及格式见附录C。5.3密码输入及修改5.3.1矩阵键盘密码是通过矩阵键盘输入的，需要扫描键盘得到输入的信息。设计中采用行扫描方式，行线为输出，列线为输入。对四条行线轮流输出低电平，同时检测列线的电平，则可以得到按键的位置是哪一行哪一列。这就是键盘识别的原理。整个键盘扫描程序基于此原理。扫描程序的流程图见图5.4。返回的键编码不方便直接用于其他程序，因此对编码进行一定处理，利用一个switch语句将其转化为直接明了的按键数字或字符，而密码则是以字符串的形式存储和读取的，详见程序。图5.5 键盘扫描流程图5.3.2 密码提取与修改密码需要保存在掉电保护的存储器中，设计中选择型号AT24C02的EEPROM。密码的提取与修改其实就是对AT24C02的读和写的操作。以读操作为例，单片机通过串行总线向芯片发送芯片地址，芯片一直监视总线，当芯片地址与单片机发送的地址一致时，会返回一个应答信号。之后单片机再向芯片发送片内地址，最后读取指定地址的内容。单片机每次向芯片发送数据之后，都需要等待芯片返回应答信号。流程图见图5.5。图5.5 AT24C02读操作流程图单片机与AT