设计简介：
项目名：指纹密码锁（实物
项目编号：mcuclub-dz-191
单片机类型：STC12C5A60S2
具体功能：
1、通过4*4的矩阵键盘中的0-9为数字键，*为删除键，#为确定键，A为电源启动键，B为重置密码键，C为添加指纹，D为删除指纹
2、重置密码过程：管理员密码–>旧密码–>新密码–>再次新密码
3、添加指纹：输入管理员密码，再添加指纹
4、删除指纹：输入管理员密码，再删除指纹
5、通过AT24C02存储密码，实现掉电保存密码
6、当输入密码或指纹总错误次数大于等于3次，蜂鸣器报警30s，进行锁定键盘及指纹模块1分钟，并通过GSM模块发送短信“密码错误次数过多，请速速查看”
7、通过继电器控制门磁锁，模拟开门和关门（只有电源启动，才能指纹或密码开锁）
8、通过显示屏显示输入的密码（*号表示，防止被偷看），另外，输入密码可以前后加入扰乱码，只要包含正确密码即可
总字数：14049
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基于单片机的GSM指纹密码锁系统设计
摘 要
随着科技的不断发展，人们对安全性的需求逐渐提升，特别是在门锁领域。传统的机械锁由于易于复制、钥匙笨重和易丢失等问题已不再满足安全和便利的要求。本研究致力于设计开发一种指纹密码锁，该锁具备操作便捷、安全可靠和用户权限分级等特点。本文系统地从结构、硬件电路、控制软件等方面进行了详细阐述，并通过测试验证，实现了设计目标。首先，研究了指纹密码锁的结构系统。该锁的控制方案通过程序验证用户录入的指纹或输入的密码是否有效，以实现开锁。指纹密码锁的核心在于指纹传感器，本设计所采用的单片机类型为STC12C5A60S2。具体功能包括：通过4×4矩阵键盘进行数字输入、删除、确认等操作，以及电源启动、密码重置、指纹添加和删除。支持密码重置过程，包括管理员密码、旧密码、新密码和确认新密码。允许管理员密码下添加指纹。允许管理员密码下删除指纹。使用AT24C02存储密码，实现掉电后密码的保存。在输入密码或指纹错误次数达到3次时，蜂鸣器报警30秒，锁定键盘和指纹模块1分钟，并通过GSM模块发送报警短信。使用继电器控制门磁锁，模拟开门和关门（仅在电源启动时允许指纹或密码开锁）。在显示屏上显示输入的密码，使用*号进行掩盖，同时可以加入前后扰乱码，只要包含正确密码即可。最后，对设计的指纹密码锁进行了实物测试。测试结果表明，该指纹密码锁完全达到了设计目标。硬件性能稳定，工作可靠，软件系统稳定，指纹识别效果良好。经过各项测试指标的验证，该设计的密码锁可以正式投入生产使用。
关键词：指纹密码锁；安全性；单片机控制；GSM；用户权限分级；安全报警
With the continuous advancement of technology, the demand for security has been steadily increasing, especially in the field of door locks. Traditional mechanical locks, due to their susceptibility to replication, cumbersome keys, and susceptibility to loss, no longer meet the requirements for both security and convenience. This study focuses on the design and development of a fingerprint password lock that offers features like easy operation, reliable security, and user-level access control. This paper provides a comprehensive exposition on the structure, hardware circuitry, control software, and validation through testing to achieve the design objectives. Firstly, the structural system of the fingerprint password lock is explored. The control scheme of the lock verifies the validity of user-entered fingerprints or passwords through programming to facilitate unlocking. The core of the fingerprint password lock lies in the fingerprint sensor, utilizing the STC12C5A60S2 microcontroller.Specific features include:Numerical input, deletion, and confirmation using a 4×4 matrix keypad, along with functions like power activation, password reset, fingerprint addition, and deletion.Support for a password reset process involving administrator passwords, old passwords, new passwords, and confirmation.The ability to add fingerprints under the administrator’s password.The ability to delete fingerprints under the administrator’s password.Utilization of AT24C02 to store passwords for power-off data retention.Upon entering an incorrect password or fingerprint three times, the buzzer sounds for 30 seconds, followed by a 1-minute keypad and fingerprint module lockout, along with sending a warning SMS through the GSM module.Control of a magnetic door lock through a relay, simulating door opening and closing (only fingerprint or password unlocking is permitted upon power activation).Displaying input passwords on the screen using asterisks to mask them, while allowing inclusion of disturbance codes before and after the password for recognition.Finally, the designed fingerprint password lock underwent physical testing. The results demonstrate that the lock fully met the design objectives, featuring stable hardware performance, reliable operation, steady software systems, and effective fingerprint recognition. The lock met all testing indicators and is ready for formal production use.
Keywords: Fingerprint password lock; Security; Microcontroller control; GSM; User-level access control; Security alarm.
目 录
基于单片机的GSM指纹密码锁系统设计 I
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 选题背景及实际意义 1
1.2 国内外发展历程 1
1.3 本论文研究目标 2
第2章 系统设计方案 3
2.1 主要元器件选择 3
2.1.1 主控芯片选择 3
2.1.2 指纹模块方案选择 3
2.1.3 存储模块方案选择 4
2.2 整体设计方案 5
第3章 硬件设计 6
3.1 主控电路模块 6
3.2 指纹电路模块 7
3.3 存储电路模块 8
3.4 显示电路模块 9
3.5 矩阵键盘电路模块 10
3.6 继电器电路模块 10
3.7 蜂鸣器报警电路模块 11
3.8 GSM无线通信模块 11
第四章 系统程序设计 13
4.1 编程软件介绍 13
4.2 系统主流程设计 13
4.3矩阵键盘子流程 14
4.4 存储模块子流程 15
4.5LCD1602液晶显示子流程 17
4.6 GSM模块子流程设计 19
第五章 实物测试 23
5.1整体实物测试 23
5.2 密码开锁实物测试 23
5.4 指纹开锁实物测试 24
5.5 锁屏实物测试 25
第6章 结论与展望 27
参 考 文 献 28
致谢 29
附录 30
附录A: 原理图 30
附录B：PCB 31
附录C：主程序 32