1. 前言
随着信息科学技术的不断进步，信息科学技术已进入到了当今生活的方方面面，尤其是每个行业的经管领域，这类智能化信息技术处理是提高效率、从严管制、公平审查较为有效的方法。考勤登记，作为企业职工的基本管理，是对职工每日出勤管理的根本根据。但是，目前我国绝大多数企业在考勤登记时，依然利用的是古板的考勤方法，比如: 人工注册、打卡、机器打卡等，不光考勤速度较为缓慢，并且在考勤登记时候要专门职员在一边进行记载、统计数据、制成EXCEL表，而报表做完后最终交到主管手里时，有时候时间已过了好几天，根本不行，也不可以施展考勤真实的监视作用。并且还有可能呈现考勤数据不准确，考勤职员纪录犯错，乃至卖弄虚假的这种现象，极度破坏了企业对职工的日常管制。如今使用电脑来管制考勤的事情，很大程度上降低了就业人员的任务量，促使作事效率得以升高，使本来繁杂、索然无味的工作变的简单。提高中小型企业的考勤效率、体现现代化考勤的气氛。
设计总结:
（1）单片机采集指纹数据。将指纹ID传递给上位机进行管理。
（2）考勤记录、打卡全部在上位机完成。 单片机只是完成指纹的采集。
2. 硬件选型
2.1 STM32系统板
主控CPU采用STM32F103RCT6，这颗芯片包括48 KB SRAM、256 KB Flash、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、51个通用IO口、5个串口、2个DMA控制器、3个SPI、2个I2C、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口，芯片属于大容量类型，配置较高，整体符合硬件选型设计。当前选择的这款开发板自带了一个1.4寸的TFT-LCD彩屏，可以显示当前传感器数据以及一些运行状态信息。
2.2 指纹模块
AS608指纹识别模块是⼀款⾼性能的光学指纹识别模块。AS608模块采⽤了国内著名指纹识别芯⽚公司杭州晟元芯⽚技术有限公司(Synochip)的 AS608指纹识别芯⽚。芯⽚内置DSP运算单元，集成了指纹识别算法，能⾼效快速采集图像并识别指纹特征。模块配备了串⼝、USB通讯接⼝，⽤户⽆需研究复杂的图像处理及指纹识别算法，只需通过简单的串⼝、USB 按照通讯协议便可控制模块。本模块可应⽤于各种考勤机、保险箱柜、指纹门禁系统、指纹锁等场合。
供电电压：3.3V（切勿接5V,容易烧毁芯片）
供电电流：< 60mA
指纹图像录入时间：< 1s
搜索时间：< 1.0s(1:500时，均值)
可录入指纹数量：300
通讯接口：USB/USART
3. 上位机程序设计
3.1 开发环境
上位机软件采用Qt框架设计，Qt是一个跨平台的C++图形用户界面应用程序框架。Qt是一个1991年由Qt Company开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。简单来说，QT可以很轻松的帮你做带界面的软件，甚至不需要你投入很大精力。
QT官网: https://www.qt.io/
QT学习入门实战专栏文章: https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/category_11400392.html
QT5.12.6的下载地址：
https://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.6/
打开下载链接后选择下面的版本进行下载：
qt-opensource-windows-x86-5.12.6.exe 13-Nov-2019 07:28 3.7G Details
软件安装时断网安装，否则会提示输入账户。
安装的时候，第一个复选框里勾选一个mingw 32编译器即可，其他的不管默认就行，直接点击下一步继续安装。
选择MinGW 32-bit 编译器：
选择MinGW 32-bit 编译器：
3.2 设计效果
4. STM32程序设计
如果需要完整的资料，可以去这里下载：
https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/85896720
这是本项目演示视频：
基于STM32设计指纹考勤机+上位机管理
4.1 程序下载
点击下载编程之后，按下开发板上的复位键，启动下载。
4.2 硬件接线
硬件连接方式:
1. 指纹模块接线
PA2(TX)---指纹模块的RX(白线)
PA3(RX)---指纹模块的TX(黄线)
VCC---3.3v(红线)
GND---GND(黑线)
VCC---3.3V(绿线)--触摸感应电源线
PA6---触摸感应线-高电平有效(蓝线)
2. 板载LED灯接线
LED1---PA8
LED2---PD2
3. 板载按键接线
K0---PA0
K1---PC5
K2---PA15
4.3 keil工程
4.4 通信协议约定
上位机下发指令:
//录入指纹 1表示ID
$dev_cmd_lu_ru_zhi_wen:1
//删除指纹
$dev_cmd_del_zhi_wen:1
设备上传指令:
//录入OK
$update_lu_ru_ok,
//录入error
$update_lu_ru_error,
//查找成功ID--指纹查找成功
$update_find,1,
4.5 main.c代码
#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include <string.h>
#include "timer.h"
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "as608.h"
u16 ValidN;//模块内有效模板个数
SysPara AS608Para;//指纹模块AS608参数
void Add_FR(int ID); //录指纹
void Del_FR(int num); //删除指纹
void press_FR(void);//刷指纹
void ShowErrMessage(u8 ensure);
int ID=0;
char *data_p;
int main()
{
u8 ensure;
u32 i=0;
u8 key=0;
u32 time_cnt=0;
JTAG_Set(JTAG_SWD_DISABLE); //释放PA15
LED_Init(); //LED灯初始化
KEY_Init(); //按键初始化
delay_init(72);
USART1_Init(115200); //串口1初始化-打印调试信息
TIMER1_Init(72,20000); //定时器2初始化
USART2_Init(57600); //串口2初始化-打印调试信息
TIMER2_Init(72,20000); //定时器2初始化
PS_StaGPIO_Init(); //初始化FR读状态引脚
printf("系统正常运行!\r\n");
//与AS608模块握手
while(PS_HandShake(&AS608Addr))
{
printf("连接指纹模块失败....\r\n");
delay_ms(1000);
}
printf("指纹模块连接成功.....\r\n");
printf("开始读库指纹个数.\r\n");
ensure=PS_ValidTempleteNum(&ValidN);//读库指纹个数
if(ensure!=0x00)
{
printf("ensure:%s\r\n",ensure);//显示确认码错误信息
}
printf("开始读AS608模块参数 .\r\n");
ensure=PS_ReadSysPara(&AS608Para); //读AS608模块参数
if(ensure==0x00)
{
printf("RemainNum:%d Level:%d\r\n",AS608Para.PS_max-ValidN,AS608Para.PS_level);//显示剩余指纹数量和安全等级
}
else
{
printf("ensure:%s\r\n",ensure);
}
//如果第一次使用，有必要全部清除之后再使用
//PS_Empty();//清空指纹库
// printf("开始删除指纹 .\r\n");
//Del_FR();
while(1)
{
if(USART1_RX_FLAG)
{
USART1_RX_BUFFER[USART1_RX_CNT]='\0';
printf("RX:%s\r\n",USART1_RX_BUFFER);
//如果是录入指纹
if(strstr((char*)USART1_RX_BUFFER,"$dev_cmd_lu_ru_zhi_wen:"))
{
printf("开始录指纹 .\r\n");
data_p=strstr((char*)USART1_RX_BUFFER,"$dev_cmd_lu_ru_zhi_wen:");
if(data_p)
{
data_p+=strlen("$dev_cmd_lu_ru_zhi_wen:");
ID=atoi(data_p);
printf("ID=%d\r\n",ID);
if(ID>=0)
{
//录指纹
Add_FR(ID);
}
}
else
{
printf("指纹ID解析失败.\r\n");
}
}
//如果是删除指纹
if(strstr((char*)USART1_RX_BUFFER,"$dev_cmd_del_zhi_wen:"))
{
printf("开始录指纹 .\r\n");
data_p=strstr((char*)USART1_RX_BUFFER,"$dev_cmd_del_zhi_wen:");
if(data_p)
{
data_p+=strlen("$dev_cmd_del_zhi_wen:");
ID=atoi(data_p);
printf("ID=%d\r\n",ID);
if(ID>=0)
{
//删除指纹
Del_FR(ID);
}
}
else
{
printf("指纹ID解析失败.\r\n");
}
}
USART1_RX_FLAG=0;
USART1_RX_CNT=0;
memset(USART1_RX_BUFFER,0,sizeof(USART1_RX_BUFFER));
}
//刷指纹
press_FR();
LED1=!LED1;
delay_ms(100);
}
}
//录指纹
void Add_FR(int ID)
{
u8 i=0,ensure,processnum=0;
while(1)
{
switch (processnum)
{
case 0:
i++;
printf("请按下手指.\r\n");
ensure=PS_GetImage();
if(ensure==0x00)
{
ensure=PS_GenChar(CharBuffer1);//生成特征
if(ensure==0x00)
{
printf("指纹正确.\r\n");
i=0;
processnum=1;//跳到第二步
}else ShowErrMessage(ensure);
}else ShowErrMessage(ensure);
break;
case 1:
i++;
printf("再按一次手指.\r\n");
ensure=PS_GetImage();
if(ensure==0x00)
{
ensure=PS_GenChar(CharBuffer2);//生成特征
if(ensure==0x00)
{
printf("指纹正确.\r\n");
i=0;
processnum=2;//跳到第三步
}else ShowErrMessage(ensure);
}else ShowErrMessage(ensure);
break;
case 2:
printf("对比两次指纹.\r\n");
ensure=PS_Match();
if(ensure==0x00)
{
printf("两次指纹是一样的.\r\n");
processnum=3;//跳到第四步
}
else
{
printf("对比失败，请重新按手指.\r\n");
ShowErrMessage(ensure);
i=0;
processnum=0;//跳回第一步
}
delay_ms(1000);
break;
case 3:
printf("产生一个指纹模板.\r\n");
ensure=PS_RegModel();
if(ensure==0x00)
{
printf("生成指纹模板成功.\r\n");//生成指纹模板成功
processnum=4;//跳到第五步
}else {
processnum=0;ShowErrMessage(ensure);}
delay_ms(1000);
break;
case 4:
ensure=PS_StoreChar(CharBuffer2,ID);//储存模板
if(ensure==0x00)
{
printf("$update_lu_ru_ok,\r\n");
printf("添加指纹成功.\r\n");
PS_ValidTempleteNum(&ValidN);//读库指纹个数
printf("显示剩余指纹个数.\r\n");
return ;
}else {
processnum=0;ShowErrMessage(ensure);}
break;
}
delay_ms(1000);
LED2=!LED2;
if(i==10)//超过10次没有按手指则退出
{
printf("超过10次没有按手指---退出...\r\n");
printf("$update_lu_ru_error,\r\n");
break;
}
}
}
//显示确认码错误信息
void ShowErrMessage(u8 ensure)
{
printf("%s\r\n",(u8*)EnsureMessage(ensure));
}
//刷指纹
void press_FR(void)
{
SearchResult seach;
u8 ensure;
char *str;
ensure=PS_GetImage();
if(ensure==0x00)//获取图像成功
{
ensure=PS_GenChar(CharBuffer1);
if(ensure==0x00) //生成特征成功
{
ensure=PS_HighSpeedSearch(CharBuffer1,0,300,&seach);
if(ensure==0x00)//搜索成功
{
// $find,1, //告诉主机签到成功. ID为1的指纹用户
printf("$update_find,%d,\r\n",seach.pageID);
printf("搜索指纹成功 .\r\n");
printf("Match ID:%d Match score:%d",seach.pageID,seach.mathscore);//显示匹配指纹的ID和分数
}
else
ShowErrMessage(ensure);
}
else
ShowErrMessage(ensure);
delay_ms(1000);//延时后清除显示
}
}
//删除指纹
void Del_FR(int num)
{
u8 ensure;
printf("显示删除指纹: %d.\r\n",num);
printf("0=< ID <=299\r\n");
delay_ms(50);
num=1;//这个1测试。--删除指纹的ID。
if(num==0xFF00)
ensure=PS_Empty();//清空指纹库
else
ensure=PS_DeletChar(num,1);//删除单个指纹
if(ensure==0)
{
printf("删除指纹成功.\r\n");
}
else
ShowErrMessage(ensure);
delay_ms(1500);//延时后清除显示
PS_ValidTempleteNum(&ValidN);//读库指纹个数
printf("显示剩余指纹个数:%d\r\n",AS608Para.PS_max-ValidN);
}