基于单片机的指纹红外门禁电路

1.本实用新型涉及指纹门禁技术领域，尤其指一种基于单片机的指纹红外门禁电路。


背景技术：

2.随着现代科技的发展，门禁系统被运用到各种场所中，如政府机构、企业单位、小区和学校等地方。它为这些场所提供一套人员出入自动管理的系统，通过系统中的身份验证装置，用户可以凭借自己的指纹验证信息，从而获得出入权限。
3.中国专利107657694a公开了一种远程防盗门的指纹识别电路，通过指纹识别电路对用户身份进行认证以实现开门，但其电路结构复杂，甚至采用了三个指纹识别电路对用户指纹进行识别，其电路存在体积大、制作难度大、成本偏高、并不利于实际推广应用等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种结构更简单的基于单片机的指纹红外门禁电路。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于单片机的指纹红外门禁电路，包括单片机、指纹识别电路、键盘电路、显示器电路、存储电路、继电器电路以及连接各电路用于供电的电源电路，所述电源电路的输出端连接有稳压电路，所述稳压电路的输出端与指纹识别电路的感应电源输入端连接，所述单片机分别与指纹识别电路、键盘电路、显示器电路、存储电路、继电器电路连接。
6.其中，所述单片机为stc89c51rc单片机。
7.优选地，所述稳压电路包括lp2950-3.3低压线性稳压器芯片，所述lp2950-3.3低压线性稳压器芯片的输入端连接电源电路且并联有一个0.1uf的陶瓷电容和一个10uf的电解电容，所述lp2950-3.3低压线性稳压器芯片的输出端连接指纹识别电路且并联有一个0.1uf的陶瓷电容和一个10uf的电解电容。
8.更优选地，所述指纹识别电路包括as608电路模块，所述指纹识别电路的tx、rx、wak接口分别与单片机的p3.0、p3.1、p3.7引脚连接。
9.更优选地，所述键盘电路为行线和列线组成的4*4矩阵键盘电路，所述单片机的p1.0至p1.3引脚分别连接键盘电路的四条行线，所述单片机的p1.3至p1.7引脚分别连接键盘电路的四条列线。
10.更优选地，所述显示器电路包括lcd12864屏幕模块，所述显示器电路的rw、rw、e接口分别与单片机的p2.5、p2.6、p2.7引脚连接。
11.更优选地，所述存储电路包括at24c02存储芯片，所述at24c02存储芯片的scl、sda接口分别与单片机的p2.2、p2.3引脚连接。
12.更优选地，所述继电器电路上的pnp三极管通过一个1k的电阻与单片机的p3.6引脚连接。
13.更优选地，所述电源电路还连接有红外接收电路，所述红外接收电路包括用于配合红外遥控器使用的hx1838红外接收头，所述红外接收电路的rx接口与单片机的p3.3引脚连接。
14.进一步地，所述电源电路还连接有复位电路、时钟电路、报警电路以及下载接口电路，所述复位电路包括连接单片机ret引脚的一个电阻、一个电容以及复位开关，所述时钟电路为频率11.0592mhz的晶振时钟，所述时钟电路的x1、x2接口分别与单片机的xtal1、xtal2引脚连接，所述报警电路包括一个蜂鸣器以及一个三极管，所述报警电路包括蜂鸣器且蜂鸣器通过一个三极管连接单片机的p2.0引脚，所述下载接口电路包括分别与单片机rxd、txd引脚连接的两根数据线。
15.本实用新型的有益效果在于：该指纹红外门禁电路基于单片机芯片实现指纹门禁识别，其电路中包含的电路模块结构组成简单，使得产品的体积较小，因此制作难度和成本更低，更有利于实际应用。
附图说明
16.图1为实施例中单片机的电路示意图；
17.图2为实施例中电源电路的示意图；
18.图3为实施例中稳压电路的示意图；
19.图4为实施例中指纹识别电路的示意图；
20.图5为实施例中红外接收电路的示意图；
21.图6为实施例中存储电路的示意图；
22.图7为实施例中显示器电路的示意图；
23.图8为实施例中复位电路的示意图；
24.图9为实施例中时钟电路的示意图；
25.图10为实施例中下载接口电路的示意图；
26.图11为实施例中键盘电路的示意图；
27.图12为实施例中继电器电路的示意图；
28.图13为实施例中报警电路的示意图。
具体实施方式
29.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
30.需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“连接”术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电性连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.如图1-13所示，基于单片机的指纹红外门禁电路，包括单片机、指纹识别电路、键盘电路、显示器电路、存储电路、继电器电路以及连接各电路用于供电的电源电路，所述电源电路的输出端连接有稳压电路，所述稳压电路的输出端与指纹识别电路的感应电源输入端连接，所述单片机分别与指纹识别电路、键盘电路、显示器电路、存储电路、继电器电路连
接。
32.其中，单片机为stc89c51rc单片机，其拥有40个引脚，是一款低功耗、低成本、强抗干扰能力的单片机，工作温度为-40℃到85℃，达到工业级标准。cpu的工作频率最高达到40mhz，片上集成了512字节ram。通用i/o达到32个，有一个通用串口，还可以通过i/o模拟出多个串口来。在正常工作模式下功耗为4ma到7ma，可满足本电路的需求。
33.作为优选地，稳压电路包括lp2950-3.3低压线性稳压器芯片，lp2950-3.3低压线性稳压器芯片的输入端连接电源电路且并联有一个0.1uf的陶瓷电容和一个10uf的电解电容，lp2950-3.3低压线性稳压器芯片的输出端连接指纹识别电路且并联有一个0.1uf的陶瓷电容和一个10uf的电解电容。另外，在电源电路的输出端还可加入一个led灯，在电源电路稳定工作时，led灯会正常亮起。
34.作为优选地，指纹识别电路包括as608电路模块，as608电路模块作为一种光学指纹识别模块，是集成了光路和指纹图像处理为一体的指纹模块，具有体积比较小、识别速度快、低功耗、接口简单等特点，指纹识别电路的tx、rx、wak接口分别与单片机的p3.0、p3.1、p3.7引脚连接。
35.作为优选地，键盘电路为行线和列线组成的4*4矩阵键盘电路，按键位于行线和列线相交叉的位置，如果按键被按下，则行线和列线就会被连通，单片机通过扫描相应的行线和列线的电平变化来确定哪个按键被按下，其中，单片机的p1.0至p1.3引脚分别连接键盘电路的四条行线，单片机的p1.3至p1.7引脚分别连接键盘电路的四条列线。
36.作为优选地，显示器电路包括lcd12864屏幕模块，主要完成指纹门禁系统的提示用户功能，当用户进行一些操作时，屏幕上会显示一些提示信息，指导用户完成一些操作，当操作成功时，屏幕就会显示你成功完成相应操作，具体的提示信息内容，本领域技术人员可根据需要进行设定，显示器电路的rw、rw、e接口分别与单片机的p2.5、p2.6、p2.7引脚连接。
37.作为优选地，存储电路包括at24c02存储芯片，at24c02具有2k的存储空间，支持擦除存储信息，采用iic通信接口，at24c02具有较强的抗干扰能力，在强噪声下仍能保证数据的完整性，at24c02存储芯片的scl、sda接口分别与单片机的p2.2、p2.3引脚连接。这样门禁电路在断电后，数据不会清除，存储器可以存储用户的密码信息和指纹信息。
38.作为优选地，继电器电路上的pnp三极管通过一个1k的电阻与单片机的p3.6引脚连接，继电器电路是门禁电路中的驱动电路，继电器是通过电磁感应原理，当带铁芯的线圈上有电流流过，线圈上的电流就会产生磁场吸合衔铁，继电器作为开关处于导通状态，当断电后，衔铁磁力消失就会弹回，则继电器断开，继电器需要通过pnp三级管驱动，当单片机给pnp三极管的基极低电平时，pnp三极管的集电极就会输出高电平，继电器就会通电导通，给高电平则相反。
39.进一步，电源电路还连接有红外接收电路，红外接收电路包括用于配合红外遥控器使用的hx1838红外接收头，红外接收电路的rx接口与单片机的p3.3引脚连接，hx1838具有高灵敏度、低功耗和强抗干扰性等特点，工作电压为2.7v-5.5v，直接可以用系统的5v供电，至于如何选用外部红外遥控器型号，对于本领域技术人员来说不存在任何难度。
40.另外，所述电源电路还连接有复位电路、时钟电路、报警电路以及下载接口电路。
41.其中，复位电路包括连接单片机ret引脚的一个电阻、一个电容以及复位开关，因
为复位的高电平要持续两个机器周期以上才能实现复位，所以高电平要持续时间必须大于两个机器周期，可以通过计算得出电阻、电容的取值，一般取10k电阻和10uf电容。
42.其中，时钟电路为频率11.0592mhz的晶振时钟，经过其内部的锁相环处理可以为系统提供多种不同频率的时钟，时钟电路的x1、x2接口分别与单片机的xtal1、xtal2引脚连接，为了提高晶振稳定起振的效果，时钟电路还可连接两个30pf的电容到gnd。
43.其中，报警电路包括一个蜂鸣器以及一个三极管，报警电路包括蜂鸣器且蜂鸣器通过一个三极管连接单片机的p2.0引脚，蜂鸣器连接三极管的发射集，当单片机输出低电平时，三极管发射集为低电平，蜂鸣器鸣叫，当单片机输出高电平时，三极管发射集为高电平，蜂鸣器停止鸣叫。
44.其中，stc89c51rc下载程序采用isp下载方式，只需要两根数据线与单片机的rxd、txd引脚相连。
45.通过本实施例提供的基于单片机的指纹红外门禁电路搭载到指纹红外门禁系统中应用时，可通过键盘、红外遥控输入密码、指纹验证开门，非常实用和方便。需要说明的是，本领域的技术人员应该知道，使这种系统运行所需的程序并不是本技术的发明点之处，在基于该电路结构的基础上，本领域技术人员完全可以根据实际所需进行控制程序的设定以使门禁系统实现其门禁功能而不存在任何难度。
46.在实际应用中，由于电路结构简单，相应的pcb板的设计也会具备板面积小，方便制作的优点，即本实施例提供的基于单片机的指纹红外门禁电路的pcb设计结构，该电路板的板面大小仅为85*85mm，而进一步制作出的电路板3d结构即便包含一块lcd12864屏幕，整体结构也不大，非常轻巧。
47.上述实施方式中提到了电路中用到了两种电压，外部输入电压5v，经过线性降压到3.3v进行输出，因此可对电路的供电与输出电压进行测试，检测出系统输入电压在5.1v左右，检测出系统降压后可输出的电压在3.32v左右，电压的误差在2%以内，符合设计要求。
48.除此之外，本实施例还对键盘密码的开门效果进行了测试，可以用按键输入6位密码进行开门，按键密码输入正确则显示门已打开，按键密码输入错误则显示密码错误。对于红外遥控方面的操作，通过红外遥控输入密码，红外遥控和按键模块使用同一套密码，当输入正确时也可显示门已打开。
49.最后，对电路结构的指纹录入功能进行了测试，可成功录入指纹。其中，也可进入指纹管理界面，对指纹录入、删除、清空等功能进行操作。
50.为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。