专利名称：嵌入指纹验证装置的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种嵌入了指纹验证装置的单片控制系统。
背景技术：
目前大多数指纹验证类装置在应用到具体使用场合前(如应用到锁具等门禁装置)，一般都需要用户二次开发，把锁具及一些外围器件与指纹验证装置整合为一个整体。这一方面增加了用户的工作量，另一方面用户的开发和安装都具有使用场合针对性强、功能固化后难以改变和增加的缺点。在用户需求发生变化时，软件和硬件系统设计需要进行大规模的改造，甚至全部重新开发设计，因此新产品开发设计周期长、成本高。再者，现行的指纹验证类系统的设计属积木型模块化设计，产品可靠性取决于每个功能模块的可靠性。由于系统组成环节多，致使整体的可靠性大大降低，增加了系统运行的功耗，同时也增加了生产成本。
发明内容
为了克服现有的指纹验证类装置一方面功能固化后难以改变和增加，另一方面系统组成环节多、整体可靠性低的缺陷，提供一种整体可靠性高而且能方便地改变和增加功能的嵌入指纹验证装置的控制系统。技术方案如下它由主控制单元1、指纹采集识别单元2、编程接口3、键盘4、驱动模块5、系统存储器6、显示输出单元7和通讯接口8组成，指纹采集识别单元2、编程接口3和键盘4的输出端分别连接在主控制单元1的三个输入端上，主控制单元1的两个输出端分别连接在驱动模块5和显示输出单元7的输入端上，系统存储器6的双向端口连接主控制单元1的第一个双向端口，通讯接口8的双向端口连接主控制单元1的第二个双向端口。本发明的装置在工作时，指纹采集识别单元2能够采集、录入和对比被验证人的指纹，并能给出被验证人的指纹是否与已存储的指纹相符合的结果，主控制单元1根据指纹是否相符的结果命令驱动模块5是否驱动锁具或者其它执行器件，指纹对比的结果通过显示输出单元7显示，主控制单元1还可以把被验证人的指纹调入存储或通过通讯接口8上传。当用户想改变或增加控制系统的功能，可以重新编制软件，从编程接口3通过主控制单元1输入系统存储器6，因此应用本发明的用户能很方便地改变或增加本系统的功能，由于设置了通讯接口8，本发明的系统能够很方便地接入局域网等网络系统，本发明集成在一个单片机系统内，组成环节少，结构简单工作可靠，具有较大的推广价值。
图1是本发明的结构示意图，图2是本发明的电路结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式由主控制单元1、指纹采集识别单元2、编程接口3、键盘4、驱动模块5、系统存储器6、显示输出单元7和通讯接口8组成，指纹采集识别单元2、编程接口3和键盘4的输出端分别连接在主控制单元1的三个输入端上，主控制单元1的两个输出端分别连接在驱动模块5和显示输出单元7的输入端上，系统存储器6的双向端口连接主控制单元1的第一个双向端口，通讯接口8的双向端口连接主控制单元1的第二个双向端口。
具体实施方式
二下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是主控制单元1选用PIC18F6620型单片机控制芯片U1，该芯片的I/O口多，代码小，运算速度快、功耗低，提高了本发明系统的工作性能。指纹采集识别单元2采用韩国Daemin公司生产的DFZ-2002S(5)型指纹识别模块U9，指纹识别模块U9的脚1接电源+VCC，指纹识别模块U9的脚2接控制芯片U1的脚4用于接收控制芯片U1的使能信号，指纹识别模块U9的脚3连接控制芯片U1的脚5用于向控制芯片U1传输指纹的数据，指纹识别模块U9的脚4连接控制芯片U1的脚27用于向控制芯片U1输出指纹识别的结果，指纹识别模块U9的脚5接地。编程接口3选用FM12232型号的接口芯片J17，接口芯片J17的脚1接电源+VAA，接口芯片J17的脚2、脚3和脚7接地，接口芯片J17的脚4连接控制芯片U1的脚33用于发出开中断请求，接口芯片J17的脚8连接控制芯片U1的脚36用于发出关中断请求，接口芯片J17的脚5和脚6分别连接控制芯片U1的脚6和脚8用于接收控制芯片U1的使能信号，接口芯片J17的脚9至脚16分别连接控制芯片U1的脚18至脚11用于向控制芯片U1传送用户开发的软件。键盘4由键盘体U6、四个电阻(R24～R27)和电源+VAA组成，键盘体U6的脚1、脚2、脚3和脚4分别连接在控制芯片U1的脚2、脚1、脚64和脚63上，键盘体U6的脚5连接控制芯片U1的脚62和电阻R24的一端，键盘体U6的脚6连接控制芯片U1的脚61和电阻R25的一端，键盘体U6的脚7连接控制芯片U1的脚60和电阻R26的一端，键盘体U6的脚8连接控制芯片U1的脚59和电阻R27的一端，电阻R24、电阻R25、电阻R26和电阻R27的另一端连接电源+VAA。键盘体U6的脚1与脚8、脚2与脚7、脚3与脚6、脚4与脚5之间根据按键的按下和弹起接通还是断开，与本发明系统中的软件相结合完成人机对话。控制芯片U1的脚48连接驱动模块5的输入端，用于向驱动模块5输出打开锁具等门禁执行装置的命令，驱动模块5为功率放大电路以驱动执行装置。系统存储器6由存储器U3、存储器U4、电阻R5和电阻R6组成，存储器U3的脚1和脚8、存储器U4的脚8都接电源+VCC，存储器U3的脚2、脚3、脚4和脚7、存储器U4的脚1、脚2、脚3、脚4和脚7接地，存储器U3的脚5连接存储器U4的脚5、电阻R6的一端和控制芯片U1的脚35，存储器U3的脚6连接存储器U4的脚6、电阻R5的一端和控制芯片U1的脚34，电阻R5和电阻R6的另一端连接电源+VAA。存储器U3和存储器U4都选用24FC512型号，该芯片是串口EEPROM，能够被改写，以利于用户对本发明的系统程序的修改和升级。显示输出单元7选用点阵液晶显示器，控制芯片U1的脚7、脚37和脚42分别连接点阵液晶显示器的三个输入端，以向其传送数据。
通讯接口8由输入电路8-1、输出电路8-2和收发器U10组成，输入电路8-1由反向器U15-A、电容C9、电阻R36、高速光耦合器U14、电阻R35和反向器U15-D、电容C12、电阻R41、高速光耦合器U16和电阻R42组成，反向器U15-A的输出端连接控制芯片U1的脚32，反向器U15-A的输入端连接电阻R36的一端和高速光耦合器U14的脚6，高速光耦合器U14的脚1和脚4悬空，高速光耦合器U14的脚2连电阻R35的一端，高速光耦合器U14的脚3和脚5接地，高速光耦合器U14的脚7和脚8连电阻R36的另一端、电容C9的一端和电源+VAA，电容C9的另一端接地，反向器U15-D的输出端连接控制芯片U1的脚30，反向器U15-D的输入端连接电阻R41的一端和高速光耦合器U16的脚6，高速光耦合器U16的脚1和脚4悬空，高速光耦合器U16的脚2连电阻R42的一端，高速光耦合器U16的脚3和脚5接地，高速光耦合器U16的脚7和脚8连电阻R41的另一端、电容C12的一端和电源+VAA，电容C12的另一端接地；输出电路8-2由反向器U15-C、电阻R38、高速光耦合器U12、电阻R40、电容C11和反向器U15-B、电阻R37、高速光耦合器U13、电容C10和电阻R39组成，反向器U15-C的输入端连接控制芯片U1的脚31，反向器U15-C的输出端通过电阻R38连接高速光耦合器U12的脚2，高速光耦合器U12的脚1和脚4悬空，高速光耦合器U12的脚6连电阻R40的一端，高速光耦合器U12的脚3和脚5接地，高速光耦合器U12的脚7和脚8连电阻R40的另一端、电容C11的一端和电源+VAA，电容C11的另一端接地，反向器U15-B的输入端连接控制芯片U1的脚29，反向器U15-B的输出端通过电阻R37连接高速光耦合器U13的脚2，高速光耦合器U13的脚1和脚4悬空，高速光耦合器U13的脚6连电阻R39的一端，高速光耦合器U13的脚3和脚5接地，高速光耦合器U13的脚7和脚8连电阻R39的另一端、电容C10的一端和电源+VAA，电容C10的另一端接地；收发器U10的脚1连接电阻R42的另一端，收发器U10的脚2连接电阻R35的另一端，收发器U10的脚3连接高速光耦合器U13的脚6，收发器U10的脚4连接高速光耦合器U12的脚6，收发器U10的脚5接地，收发器U10的脚8接电源+VAA。
高速光耦合器都选用芯片型号是6N137型号，避免输入输出两端的干扰，收发器U10选用通讯转换芯片型号是MAX3441E型号，收发器U10的脚7和脚6与其它外部通讯设备相连，用于输入和输出数据。控制芯片U1的脚32和脚30之间输入外部通讯设备传入的数据，控制芯片U1的脚29和脚31之间向外部通讯设备输出数据，完成通讯工作。
权利要求
1.嵌入指纹验证装置的控制系统，其特征在于它由主控制单元(1)、指纹采集识别单元(2)、编程接口(3)、键盘(4)、驱动模块(5)、系统存储器(6)、显示输出单元(7)和通讯接口(8)组成，指纹采集识别单元(2)、编程接口(3)和键盘(4)的输出端分别连接在主控制单元(1)的三个输入端上，主控制单元(1)的两个输出端分别连接在驱动模块(5)和显示输出单元(7)的输入端上，系统存储器(6)的双向端口连接主控制单元(1)的第一个双向端口，通讯接口(8)的双向端口连接主控制单元(1)的第二个双向端口。
2.根据权利要求1所述的嵌入指纹验证装置的控制系统，其特征在于主控制单元(1)选用控制芯片(U1)，指纹采集识别单元(2)用指纹识别模块(U9)，指纹识别模块(U9)的脚2接控制芯片(U1)的脚4，指纹识别模块(U9)的脚3连接控制芯片(U1)的脚5，指纹识别模块(U9)的脚4连接控制芯片(U1)的脚27，指纹识别模块(U9)的脚5接地。
3.根据权利要求2所述的嵌入指纹验证装置的控制系统，其特征在于编程接口(3)选用接口芯片(J17)，接口芯片(J17)的脚1接电源(+VAA)，接口芯片(J17)的脚2、脚3和脚7接地，接口芯片(J17)的脚4连接控制芯片(U1)的脚33，接口芯片(J17)的脚8连接控制芯片(U1)的脚36，接口芯片(J17)的脚5和脚6分别连接控制芯片(U1)的脚6和脚8，接口芯片(J17)的脚9至脚16分别连接控制芯片(U1)的脚18至脚11；
4.根据权利要求2所述的嵌入指纹验证装置的控制系统，其特征在于键盘(4)由键盘体(U6)、四个电阻(R24～R27)和电源(+VAA)组成，键盘体(U6)的脚1、脚2、脚3和脚4分别连接在控制芯片(U1)的脚2、脚1、脚64和脚63上，键盘体(U6)的脚5连接控制芯片(U1)的脚62和电阻(R24)的一端，键盘体(U6)的脚6连接控制芯片(U1)的脚61和电阻(R25)的一端，键盘体(U6)的脚7连接控制芯片(U1)的脚60和电阻(R26)的一端，键盘体(U6)的脚8连接控制芯片(U1)的脚59和电阻(R27)的一端，电阻(R24)、电阻(R25)、电阻(R26)和电阻(R27)的另一端连接电源(+VAA)。
5.根据权利要求2所述的嵌入指纹验证装置的控制系统，其特征在于系统存储器(6)由存储器(U3)、存储器(U4)、电阻(R5)和电阻(R6)组成，存储器(U3)的脚1和脚8、存储器(U4)的脚8都接电源(+VCC)，存储器(U3)的脚2、脚3、脚4和脚7、存储器(U4)的脚1、脚2、脚3、脚4和脚7接地，存储器(U3)的脚5连接存储器(U4)的脚5、电阻(R6)的一端和控制芯片(U1)的脚35，存储器(U3)的脚6连接存储器(U4)的脚6、电阻(R5)的一端和控制芯片(U1)的脚34，电阻(R5)和电阻(R6)的另一端连接电源(+VAA)。
6.根据权利要求2所述的嵌入指纹验证装置的控制系统，其特征在于通讯接口(8)由输入电路(8-1)、输出电路(8-2)和收发器(U10)组成，输入电路(8-1)由反向器(U15-A)、电容(C9)、电阻(R36)、高速光耦合器(U14)、电阻(R35)和反向器(U15-D)、电容(C12)、电阻(R41)、高速光耦合器(U16)和电阻(R42)组成，反向器(U15-A)的输出端连接控制芯片(U1)的脚32，反向器(U15-A)的输入端连接电阻(R36)的一端和高速光耦合器(U14)的脚6，高速光耦合器(U14)的脚1和脚4悬空，高速光耦合器(U14)的脚2连电阻(R35)的一端，高速光耦合器(U14)的脚3和脚5接地，高速光耦合器(U14)的脚7和脚8连电阻(R36)的另一端、电容(C9)的一端和电源(+VAA)，电容(C9)的另一端接地，反向器(U15-D)的输出端连接控制芯片(U1)的脚30，反向器(U15-D)的输入端连接电阻(R41)的一端和高速光耦合器(U16)的脚6，高速光耦合器(U16)的脚1和脚4悬空，高速光耦合器(U16)的脚2连电阻(R42)的一端，高速光耦合器(U16)的脚3和脚5接地，高速光耦合器(U16)的脚7和脚8连电阻(R41)的另一端、电容(C12)的一端和电源(+VAA)，电容(C12)的另一端接地；输出电路(8-2)由反向器(U15-C)、电阻(R38)、高速光耦合器(U12)、电阻(R40)、电容(C11)和反向器(U15-B)、电阻(R37)、高速光耦合器(U13)、电容(C10)和电阻(R39)组成，反向器(U15-C)的输入端连接控制芯片(U1)的脚31，反向器(U15-C)的输出端通过电阻(R38)连接高速光耦合器(U1)2的脚2，高速光耦合器(U12)的脚1和脚4悬空，高速光耦合器(U12)的脚6连电阻(R40)的一端，高速光耦合器(U12)的脚3和脚5接地，高速光耦合器(U12)的脚7和脚8连电阻(R40)的另一端、电容(C11)的一端和电源(+VAA)，电容(C11)的另一端接地，反向器(U15-B)的输入端连接控制芯片(U1)的脚29，反向器(U15-B)的输出端通过电阻(R37)连接高速光耦合器(U13)的脚2，高速光耦合器(U13)的脚1和脚4悬空，高速光耦合器(U13)的脚6连电阻(R39)的一端，高速光耦合器(U13)的脚3和脚5接地，高速光耦合器(U13)的脚7和脚8连电阻(R39)的另一端、电容(C10)的一端和电源(+VAA)，电容(C10)的另一端接地；收发器(U10)的脚1连接电阻(R42)的另一端，收发器(U10)的脚2连接电阻(R35)的另一端，收发器(U10)的脚3连接高速光耦合器(U13)的脚6，收发器(U10)的脚4连接高速光耦合器(U12)的脚6，收发器(U10)的脚5接地，收发器(U10)的脚8接电源(+VAA)。
全文摘要
本发明公开一种嵌入了指纹验证装置的单片控制系统。嵌入指纹验证装置的控制系统由主控制单元(1)、指纹采集识别单元(2)、编程接口(3)、键盘(4)、驱动模块(5)、系统存储器(6)、显示输出单元(7)和通讯接口(8)组成，(2)、(3)和(4)的输出端分别连接在(1)的三个输入端上，(1)的两个输出端分别连接在(5)和(7)的输入端上，(6)的双向端口连接(1)的第一个双向端口，(8)的双向端口连接(1)的第二个双向端口。(2)采集、录入和比对被验证人的指纹，(1)根据指纹是否相符的结果驱动执行器件，想改变或增加控制系统的功能，重新编制软件通过(3)输入(6)，本发明集成在一个单片机系统内，结构简单工作可靠。
文档编号G06K9/00GK1604119SQ20041004404
公开日2005年4月6日 申请日期2004年11月12日 优先权日2004年11月12日
发明者唐降龙, 刘家锋, 黄剑华, 刘松波, 杜安, 张国丰, 朱辉, 于雪松 申请人:哈尔滨工业大学