单片机下指纹考勤系统设计探析

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科技革命推动人们的生活节奏快速变化，人们对于考勤功能的存在有了更高的要求。在以往的出勤情况的考察方式中，不管是哪一种，都会有其无法避免的一些缺陷。比如，使用有磁芯片的卡考勤时，用户可以自己不去打卡，把卡片给别人帮自己打卡，这样就失去了设置考勤系统的意义。本文基于单片机采用指纹识别技术来设计考勤系统和考勤管理系统。

1总体方案

本系统设计将实现指纹注册功能、删除功能、识别功能和查询功能等。系统用来进行指纹识别的传感器是AS608指纹传感器。当有指纹信息输入到AS608指纹传感器时，系统会把输入的信息和之前已经建好的指纹数据库进行比较。如果指纹库中有这个人的指纹信息，那么单片机就会读出考勤信息并记录。在考勤过程中，语音模块会发出相应的语音提示，系统的LCD显示屏也会进行进一步的操作。在此过程中，单片机会不时与时钟模块DS1302进行联系，读出此刻考勤人员打卡的时间，把用户的身份和时间信息储存到AT24C02中。

2系统硬件设计

2.1主控芯片的选择

选择一:DSP控制芯片。这类控制芯片的计算能力非常快速，进行指纹的录入和储存都是可以做到的，但是DSP的算法十分复杂并且芯片价格比较贵。选择二:使用STC89C52控制芯片。STC89C52芯片最大的优点在于操作简单，不但下载和烧入程序都比较容易且方便，而且比较容易进行调试。它的特点是拥有较好的指令集结构并且可以兼容其他普通的8051指令集，同时它的功耗也是可以做到很低

2.2指纹传感模块的选择

选择一:半导体指纹传感器。这种方式采集的错误率极低，并且敏感度也很高。即使是手指表皮因其他原因被磨损，传感器的工作也不会被影响。但是，它也有它的缺点，成本较高是其一，更重要的是，当手指出汗或是空气中存在的物质对传感器表层的金属进行腐蚀损坏，这会影响传感器的工作，导致识别出现错误。选择二：光学指纹传感器。此类指纹传感器比较方便在后期进行指纹比较。它的发展时间比较早，因此发展至今其技术也相对较成熟。光学指纹传感器是通过光的折射角度不同和反射回去的光线亮度不同来完成指纹的采集。性价比也比较高。根据实际的设计需要，通过对两种指纹传感器的比较，决定采用选择二，使用性价比较高的AS608光学指纹传感器。

2.3语音模块的选择

选择一：ISD4000语音芯片。它在使用时不可以采用电平或者脉冲对其进行控制，只能由单片机对其进行控制。因此，在选择这种芯片时，应考虑控制终端是否有单片机。选择二：使用型号为WT588D语音芯片。这种型号的芯片使用范围非常的广泛，同时在语音控制方面使用也极为广泛，很多地方都需要用到，并且它可以实现很多的功能。它的音质较好，控制起来也比较简单，有许多之前的芯片没有的优点。基于本次设计的要求。考虑到WT588D操作简单、可靠性好，能够比较容易实现，决定采用选择二。

2.4显示模块的选择

选择一：LCD1602液晶显示屏。这种显示屏可显示多种形式的内容，例如数字、字母和符号，并且可以调整背光光源的亮度，从而减少能量的消耗。但是它的不足之处是不能显示字体、图形以及曲线。选择二：LCD12864液晶显示屏。LCD12864液晶显示屏不仅拥有1602液晶具有的性能特点，而且还可以实现任意字体的显示。因为它的净重只有65g，所以还具有体积较小不占面积、重量轻、超薄等优点。通过两者的对比，选择二更具有独特的优势和方便的操作，使得满足本次设计的要求，因此使用选择二。

2.5按键模块的选择

通过上述两者的比较，由于此次设计的按键个数不是很多，又能满足要求，综合考虑采用选择二。选择一：使用矩阵键盘。矩阵键盘一般用于按键较多的电路中，操作和程序都比较复杂。选择二：使用独立按键。各个I/O口工作互相不产生影响。程序编写简单，操作简单。

3系统软件设计

系统通电按下开关键完成初始化后，用按键来调动子程序的功能实现。当按下指纹注册按键，就触发了注册指纹子程序，实现指纹注册的任务；当按下指纹删除按键，就触发了删除指纹子程序，删除指纹并返回；当按下设置指纹打卡时间按键，就跳转到设置页面设置时间；当按下指纹查询按键，就跳转到查询打卡时间及人员信息页面；当进行指纹打卡时，触发识别系统子程序，实现考勤功能。

4系统调试

前文对硬件系统的设计和软件系统的设计做了详细的介绍，接下来就是对实物的具体测试。根据之前的介绍，在STC89C52芯片的基础上搭建电路进行测试，实物的测试主要包括测试指纹注册功能、指纹删除功能以及指纹打卡功能。平台如图3所示。

5结语

本文通过对STC89C52单片机、AS608指纹模块、DS1302时钟模块、AT24C02存储模块、WT588D语音模块和LCD12864显示模块等方面的设计，实现了最终的设计目的。系统地阐述了硬件设计和软件设计各个模块的功能，可以整体对考勤进行控制。用户不必携带钥匙，也不必进行纸张登记，就可以达到常规考勤的目的。该系统主要需要在与上位机通信时上传指纹模板，以及控制外围器件等工作。

作者:郝海燕 龚杰 单位:咸阳师范学院物理与电子工程学院