1 引 言

近幾年來(lái)單片機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，各種新型號(hào)的單片機(jī)層出不窮，在家電、控制、儀表等領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用。MSP430是一款具有超低功耗、豐富的片內(nèi)外圍模塊、軟件對(duì)硬件靈活控制等特點(diǎn)的單片機(jī)，特別適用于由電池供電的應(yīng)用。本文介紹了一種以MPS430單片機(jī)為控制核心的指紋保險(xiǎn)柜的工作原理，重點(diǎn)討論實(shí)現(xiàn)指紋保險(xiǎn)柜功能的軟件設(shè)計(jì)。

2 指紋保險(xiǎn)柜的工作原理

指紋保險(xiǎn)柜不用鑰匙或密碼，僅憑指紋實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)柜的安全控制。指紋保險(xiǎn)柜的原理圖如圖1所示。

圖l中的"控制電路"部分為指紋門(mén)鎖的控制中心。它從"指紋比對(duì)模塊"部分取得指紋比對(duì)的結(jié)果數(shù)據(jù)，如指紋比對(duì)成功，"控制電路"向機(jī)械鎖芯中的"動(dòng)作部分"發(fā)出開(kāi)鎖的信號(hào)。同時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)作的執(zhí)行情況與鎖的開(kāi)／關(guān)狀態(tài)。

除此以外，"控制電路"還可控制"指紋比對(duì)模塊"部分進(jìn)行指紋錄入／刪除，并對(duì)整個(gè)電路的工作狀態(tài)進(jìn)行管理控制，對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行報(bào)警等。

本指紋保險(xiǎn)柜具有機(jī)械自動(dòng)觸發(fā)、鎖定功能。一旦門(mén)被打開(kāi)，就關(guān)斷控制電路，其余工作交予機(jī)械部分管理。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)分析

系統(tǒng)分析是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作的基點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，即將整個(gè)程序分為若干個(gè)模塊，通過(guò)主程序?qū)⒏鱾�(gè)模塊有機(jī)地組織起來(lái)。指紋保險(xiǎn)柜的系統(tǒng)程序主要由主程序、按鍵模塊、控制模塊、顯示模塊、計(jì)時(shí)模塊和串口通訊模塊組成。

下面以按鍵模塊為例，分析該模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。

本指紋保險(xiǎn)柜控制電路可存儲(chǔ)30個(gè)指紋數(shù)據(jù)，其中包含1個(gè)管理者和29個(gè)普通用戶(hù)的指紋數(shù)據(jù)。它們之間的管理關(guān)系為0號(hào)管理者管理普通用戶(hù)群。0號(hào)管理者的指紋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于固定的位置00，其他位置為普通用戶(hù)位置。按鍵模塊分為按鍵查詢(xún)和按鍵管理兩部分。

1)按鍵查詢(xún)。保險(xiǎn)柜具有4個(gè)按鍵，其中，上電鍵用于為系統(tǒng)加電；錄入鍵用于控制電路執(zhí)行錄入指紋的功能，即將指紋以數(shù)據(jù)形式存入保險(xiǎn)柜中：刪除鍵用于控制電路執(zhí)行刪除數(shù)據(jù)指紋的功能：而全清鍵用于使控制電路執(zhí)行刪除全部數(shù)據(jù)指紋的功能。本模塊應(yīng)判斷是否有按鍵按下，并判斷出是哪一個(gè)按鍵按下。

2)按鍵管理。根據(jù)按鍵查詢(xún)程序獲得的按鍵值進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作處理。按下上電鍵時(shí)，蜂鳴器發(fā)出一聲短促的鳴叫，表示系統(tǒng)已經(jīng)加電的綠色電源指示燈亮。按下錄入鍵時(shí)，窗口內(nèi)的綠燈亮，表示處于錄入數(shù)據(jù)指紋狀態(tài)。正常情況下，一個(gè)指紋錄入時(shí)應(yīng)該劃過(guò)取指器3次，每次劃過(guò)后，綠色燈閃動(dòng)一次，蜂鳴器鳴響一聲。成功劃過(guò)取指器3次后，綠色發(fā)光管閃亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴一聲，表示該指紋已經(jīng)錄入到指紋鎖內(nèi)。當(dāng)用戶(hù)手指劃過(guò)取指器的速度過(guò)快、過(guò)慢或手指對(duì)窗口的壓力不夠時(shí)，蜂鳴器發(fā)出2聲短鳴，表示此次手指劃動(dòng)不合格，不予記錄，應(yīng)該重新劃動(dòng)。超時(shí)無(wú)操作，指紋保險(xiǎn)柜會(huì)自動(dòng)斷電。按下刪除鍵時(shí)，窗口內(nèi)的綠色與紅色燈同時(shí)亮，表示進(jìn)入刪除數(shù)據(jù)指紋狀態(tài)。然后輸入要?jiǎng)h除的指紋，比對(duì)通過(guò)后，紅色燈熄滅，蜂鳴器鳴響一聲，表示此時(shí)該指紋已經(jīng)從指紋鎖內(nèi)刪除。按下全清鍵不動(dòng)，3秒鐘后蜂鳴器發(fā)出一聲長(zhǎng)鳴，繼續(xù)按全清鍵，直到發(fā)出3聲長(zhǎng)鳴，表示鎖內(nèi)存儲(chǔ)的指紋已被全部清空。

3.2 軟件流程

對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，應(yīng)在系統(tǒng)分析基礎(chǔ)上用直觀、易懂的流程圖表示程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。按鍵管理模塊的流程圖如圖2所示，其中指紋錄入子模塊的流程圖如圖3所示。