單片機下指紋考勤系統設計探析
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科技革命推動人們的生活節奏快速變化，人們對于考勤功能的存在有了更高的要求。在以往的出勤情況的考察方式中，不管是哪一種，都會有其無法避免的一些缺陷。比如，使用有磁芯片的卡考勤時，用戶可以自己不去打卡，把卡片給別人幫自己打卡，這樣就失去了設置考勤系統的意義。本文基于單片機采用指紋識別技術來設計考勤系統和考勤管理系統。
1總體方案
本系統設計將實現指紋注冊功能、刪除功能、識別功能和查詢功能等。系統用來進行指紋識別的傳感器是AS608指紋傳感器。當有指紋信息輸入到AS608指紋傳感器時，系統會把輸入的信息和之前已經建好的指紋數據庫進行比較。如果指紋庫中有這個人的指紋信息，那么單片機就會讀出考勤信息并記錄。在考勤過程中，語音模塊會發出相應的語音提示，系統的LCD顯示屏也會進行進一步的操作。在此過程中，單片機會不時與時鐘模塊DS1302進行聯系，讀出此刻考勤人員打卡的時間，把用戶的身份和時間信息儲存到AT24C02中。
2系統硬件設計
2.1主控芯片的選擇
選擇一:DSP控制芯片。這類控制芯片的計算能力非?？焖?，進行指紋的錄入和儲存都是可以做到的，但是DSP的算法十分復雜并且芯片價格比較貴。選擇二:使用STC89C52控制芯片。STC89C52芯片最大的優點在于操作簡單，不但下載和燒入程序都比較容易且方便，而且比較容易進行調試。它的特點是擁有較好的指令集結構并且可以兼容其他普通的8051指令集，同時它的功耗也是可以做到很低
2.2指紋傳感模塊的選擇
選擇一:半導體指紋傳感器。這種方式采集的錯誤率極低，并且敏感度也很高。即使是手指表皮因其他原因被磨損，傳感器的工作也不會被影響。但是，它也有它的缺點，成本較高是其一，更重要的是，當手指出汗或是空氣中存在的物質對傳感器表層的金屬進行腐蝕損壞，這會影響傳感器的工作，導致識別出現錯誤。選擇二：光學指紋傳感器。此類指紋傳感器比較方便在后期進行指紋比較。它的發展時間比較早，因此發展至今其技術也相對較成熟。光學指紋傳感器是通過光的折射角度不同和反射回去的光線亮度不同來完成指紋的采集。性價比也比較高。根據實際的設計需要，通過對兩種指紋傳感器的比較，決定采用選擇二，使用性價比較高的AS608光學指紋傳感器。
2.3語音模塊的選擇
選擇一：ISD4000語音芯片。它在使用時不可以采用電平或者脈沖對其進行控制，只能由單片機對其進行控制。因此，在選擇這種芯片時，應考慮控制終端是否有單片機。選擇二：使用型號為WT588D語音芯片。這種型號的芯片使用范圍非常的廣泛，同時在語音控制方面使用也極為廣泛，很多地方都需要用到，并且它可以實現很多的功能。它的音質較好，控制起來也比較簡單，有許多之前的芯片沒有的優點?；诒敬卧O計的要求?？紤]到WT588D操作簡單、可靠性好，能夠比較容易實現，決定采用選擇二。
2.4顯示模塊的選擇
選擇一：LCD1602液晶顯示屏。這種顯示屏可顯示多種形式的內容，例如數字、字母和符號，并且可以調整背光光源的亮度，從而減少能量的消耗。但是它的不足之處是不能顯示字體、圖形以及曲線。選擇二：LCD12864液晶顯示屏。LCD12864液晶顯示屏不僅擁有1602液晶具有的性能特點，而且還可以實現任意字體的顯示。因為它的凈重只有65g，所以還具有體積較小不占面積、重量輕、超薄等優點。通過兩者的對比，選擇二更具有獨特的優勢和方便的操作，使得滿足本次設計的要求，因此使用選擇二。
2.5按鍵模塊的選擇
通過上述兩者的比較，由于此次設計的按鍵個數不是很多，又能滿足要求，綜合考慮采用選擇二。選擇一：使用矩陣鍵盤。矩陣鍵盤一般用于按鍵較多的電路中，操作和程序都比較復雜。選擇二：使用獨立按鍵。各個I/O口工作互相不產生影響。程序編寫簡單，操作簡單。
3系統軟件設計
系統通電按下開關鍵完成初始化后，用按鍵來調動子程序的功能實現。當按下指紋注冊按鍵，就觸發了注冊指紋子程序，實現指紋注冊的任務；當按下指紋刪除按鍵，就觸發了刪除指紋子程序，刪除指紋并返回；當按下設置指紋打卡時間按鍵，就跳轉到設置頁面設置時間；當按下指紋查詢按鍵，就跳轉到查詢打卡時間及人員信息頁面；當進行指紋打卡時，觸發識別系統子程序，實現考勤功能。
4系統調試
前文對硬件系統的設計和軟件系統的設計做了詳細的介紹，接下來就是對實物的具體測試。根據之前的介紹，在STC89C52芯片的基礎上搭建電路進行測試，實物的測試主要包括測試指紋注冊功能、指紋刪除功能以及指紋打卡功能。平臺如圖3所示。
5結語
本文通過對STC89C52單片機、AS608指紋模塊、DS1302時鐘模塊、AT24C02存儲模塊、WT588D語音模塊和LCD12864顯示模塊等方面的設計，實現了最終的設計目的。系統地闡述了硬件設計和軟件設計各個模塊的功能，可以整體對考勤進行控制。用戶不必攜帶鑰匙，也不必進行紙張登記，就可以達到常規考勤的目的。該系統主要需要在與上位機通信時上傳指紋模板，以及控制外圍器件等工作。
作者:郝海燕 龔杰 單位:咸陽師范學院物理與電子工程學院
