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基于MSP430單片機(jī)指紋保險(xiǎn)柜軟件的實(shí)現(xiàn)
基于MSP430單片機(jī)指紋保險(xiǎn)柜軟件的實(shí)現(xiàn)
 更新時(shí)間:2009-12-3 16:20:15  點(diǎn)擊數(shù):0
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1 引 言
近幾年來(lái)單片機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展,各種新型號(hào)的單片機(jī)層出不窮,在家電、控制、儀表等領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用。MSP430是一款具有超低功耗、豐富的片內(nèi)外圍模塊、軟件對(duì)硬件靈活控制等特點(diǎn)的單片機(jī),特別適用于由電池供電的應(yīng)用。本文介紹了一種以MPS430單片機(jī)為控制核心的指紋保險(xiǎn)柜的工作原理,重點(diǎn)討論實(shí)現(xiàn)指紋保險(xiǎn)柜功能的軟件設(shè)計(jì)。

2 指紋保險(xiǎn)柜的工作原理

指紋保險(xiǎn)柜不用鑰匙或密碼,僅憑指紋實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)柜的安全控制。指紋保險(xiǎn)柜的原理圖如圖1所示。

圖l中的"控制電路"部分為指紋門(mén)鎖的控制中心。它從"指紋比對(duì)模塊"部分取得指紋比對(duì)的結(jié)果數(shù)據(jù),如指紋比對(duì)成功,"控制電路"向機(jī)械鎖芯中的"動(dòng)作部分"發(fā)出開(kāi)鎖的信號(hào)。同時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)作的執(zhí)行情況與鎖的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。

除此以外,"控制電路"還可控制"指紋比對(duì)模塊"部分進(jìn)行指紋錄入/刪除,并對(duì)整個(gè)電路的工作狀態(tài)進(jìn)行管理控制,對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行報(bào)警等。

本指紋保險(xiǎn)柜具有機(jī)械自動(dòng)觸發(fā)、鎖定功能。一旦門(mén)被打開(kāi),就關(guān)斷控制電路,其余工作交予機(jī)械部分管理。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)分析
系統(tǒng)分析是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作的基點(diǎn),應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),即將整個(gè)程序分為若干個(gè)模塊,通過(guò)主程序?qū)⒏鱾(gè)模塊有機(jī)地組織起來(lái)。指紋保險(xiǎn)柜的系統(tǒng)程序主要由主程序、按鍵模塊、控制模塊、顯示模塊、計(jì)時(shí)模塊和串口通訊模塊組成。

下面以按鍵模塊為例,分析該模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。
本指紋保險(xiǎn)柜控制電路可存儲(chǔ)30個(gè)指紋數(shù)據(jù),其中包含1個(gè)管理者和29個(gè)普通用戶(hù)的指紋數(shù)據(jù)。它們之間的管理關(guān)系為0號(hào)管理者管理普通用戶(hù)群。0號(hào)管理者的指紋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于固定的位置00,其他位置為普通用戶(hù)位置。按鍵模塊分為按鍵查詢(xún)和按鍵管理兩部分。

1)按鍵查詢(xún)。保險(xiǎn)柜具有4個(gè)按鍵,其中,上電鍵用于為系統(tǒng)加電;錄入鍵用于控制電路執(zhí)行錄入指紋的功能,即將指紋以數(shù)據(jù)形式存入保險(xiǎn)柜中:刪除鍵用于控制電路執(zhí)行刪除數(shù)據(jù)指紋的功能:而全清鍵用于使控制電路執(zhí)行刪除全部數(shù)據(jù)指紋的功能。本模塊應(yīng)判斷是否有按鍵按下,并判斷出是哪一個(gè)按鍵按下。

2)按鍵管理。根據(jù)按鍵查詢(xún)程序獲得的按鍵值進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作處理。按下上電鍵時(shí),蜂鳴器發(fā)出一聲短促的鳴叫,表示系統(tǒng)已經(jīng)加電的綠色電源指示燈亮。按下錄入鍵時(shí),窗口內(nèi)的綠燈亮,表示處于錄入數(shù)據(jù)指紋狀態(tài)。正常情況下,一個(gè)指紋錄入時(shí)應(yīng)該劃過(guò)取指器3次,每次劃過(guò)后,綠色燈閃動(dòng)一次,蜂鳴器鳴響一聲。成功劃過(guò)取指器3次后,綠色發(fā)光管閃亮,蜂鳴器長(zhǎng)鳴一聲,表示該指紋已經(jīng)錄入到指紋鎖內(nèi)。當(dāng)用戶(hù)手指劃過(guò)取指器的速度過(guò)快、過(guò)慢或手指對(duì)窗口的壓力不夠時(shí),蜂鳴器發(fā)出2聲短鳴,表示此次手指劃動(dòng)不合格,不予記錄,應(yīng)該重新劃動(dòng)。超時(shí)無(wú)操作,指紋保險(xiǎn)柜會(huì)自動(dòng)斷電。按下刪除鍵時(shí),窗口內(nèi)的綠色與紅色燈同時(shí)亮,表示進(jìn)入刪除數(shù)據(jù)指紋狀態(tài)。然后輸入要?jiǎng)h除的指紋,比對(duì)通過(guò)后,紅色燈熄滅,蜂鳴器鳴響一聲,表示此時(shí)該指紋已經(jīng)從指紋鎖內(nèi)刪除。按下全清鍵不動(dòng),3秒鐘后蜂鳴器發(fā)出一聲長(zhǎng)鳴,繼續(xù)按全清鍵,直到發(fā)出3聲長(zhǎng)鳴,表示鎖內(nèi)存儲(chǔ)的指紋已被全部清空。

3.2 軟件流程
對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì),應(yīng)在系統(tǒng)分析基礎(chǔ)上用直觀、易懂的流程圖表示程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。按鍵管理模塊的流程圖如圖2所示,其中指紋錄入子模塊的流程圖如圖3所示。

3.3 源程序
本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)軟件采用IRA公司的IAR Em-bedded Workbench集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,它可以編輯、匯編和編譯匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言源文件,并且其匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言具有相同格式的頭文件.給開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很大的靈活性。C語(yǔ)言具有編程簡(jiǎn)單、可移植等優(yōu)點(diǎn)。下面為按鍵管理模塊中的部分代碼。
函數(shù)名:managen_key(unsigned char key_flag)
功 能:按鍵管理
說(shuō) 明:
調(diào) 用:baojing_beii(),send_comm_Uasrt0()
入口參數(shù):uart_buf[],key_flag,template_number,key
返回值:無(wú)

void managen_key(unsigned char key_flag)
{
 unsigned int j;
 unsigned char i;
 uart_r_num=0x0;
 uart_r_flag=0x0;
 j = 60000;        //延時(shí)
 do(j--);
 while(j !=0);
 switch(key_flag)  //根據(jù)按鍵返回值進(jìn)行不同的處理
  {
   ...            //其它按鍵的處理過(guò)程
   case 0x5:        //按鍵為全清鍵
     {
      LIGHT_OUT |= RED_LIGHT;
      if(send_comm_Uasrt0(0x24,key-1)==0x1)//如果存儲(chǔ)的指紋被清空
        {
          key=0x0;      //設(shè)置數(shù)碼管顯示值"00"
          init_led();      //調(diào)用初始化LED程序
          led_num(key); //調(diào)用LED顯示轉(zhuǎn)換程序
          tmeer_flash = 0x01; //調(diào)用啟動(dòng)定時(shí)程序使LED閃爍"00"
          Timeer();
          baojing_beii(0x1,0x10);//調(diào)用報(bào)警程序啟動(dòng)蜂響器
         }
     LIGHT_OUT &= ~RED_LIGHT;
     break;
     }
  }
}

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