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一款指纹识别式打卡系统硬件电路设计 　　摘 要：为改变公司考核手段，降低考核人员的工作难度，提高效率，该文设计了一款基于指纹识别技术的考核系统。该文主要涉及了硬件电路设计，采用MSP430单片机为控制部件，设计了电源电路、指纹输入模块、显示及语音提示电路等，软件部分采用iar软件进行编译。试验结果表明，该系统能够通过指纹识别实现人员考核。 　　关键词：考勤 指纹识别 MSP430 语音播报 　　中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0099-03 　　公司对员工考核有多种方式，包括年终考核，季度考核，日常考核等。目前已经和某公司合作，对研发部员工进行了打卡考核，但这种方式由于费用等问题，不太适合对其他员工。而其他员工的日常考核，目前采用的是人工检查方法，工作量大，效果不佳，执行难度大，因此，急需引进或开发一种智能化，且易于考核的系统。该系统应该具有以下基本功能：每个员工具有唯一识别代码或者唯一识别符号；每天上班之后，无法打卡，下班之前，无法打卡；未打卡员工名单可被记录下；系统能够记录足够量的员工数，可增加或删除员工数目。 　　指纹指手指末端正面皮肤上凸凹不平产生纹线，指纹细节特征点是指纹线的起点、结合点、分叉点和终点指纹是人体独一无二，有终身不变的特征，扫描速度快，使用方便，指纹采集头今后更加小型化，价格会更加低廉。指纹识别技术过去应用于刑侦系统，逐渐走向民用市场[1-2]。常用的指纹采集器有光学式、硅芯片式、超声波式。光学指纹采集器是最早的，也是最为普遍的。硅芯片式出现于20世纪90年代末[3]。 　　1 系统功能及框图设计 　　公司除研发部员工外，主要需要日常考核的员工包括工程部、测试部等，不考虑车间工人，日常考核员工人数在100人以内，常见的指纹识别模块都能满足基本要求，考虑可扩展性及单位考核人数需求，需选取指纹识别模块的内存存储大于200，最好能达到500个存储值以上。（见图1） 　　打卡系统功能应包括存储指纹、读取指纹、打卡关闭、打卡打开以及指纹的添加和删除等基本功能，除此之外，还应该包含显示打卡人的姓名、部门、语音提示打卡成功、键盘输入等。键盘部分负责信息的输入，控制指纹模块信息输入和输出，供电部分主要提供系统的不同电源需求。 　　2 电路模块选择和设计 　　2.1 指纹识别模块选择 　　指纹识别模块是系统的输入部分，其精度和识别速率影响到使用时的快速和准确性，此设计中选择一款性能较高的指纹模块，而不进行单独设计。指纹识别中、指纹库、指纹采集、指纹识别、指纹比对，都是一个较为复杂的环节，需要用到图像识别、处理等技术，并且指纹识别技术已经趋向成熟，单独设计一款识别系统不见得比现有的识别模块更有优势。指纹识别模块种类繁多，此设计采用Arduino模块，原因在于：模块使用方便，只要带有串口的单片机都可以使用，包括常见的51系统、msp430、avr单片机、pic、嵌入式单片机等；模块自身采用光学指纹传感器、高速dsp处理器以及超大容量的falsh芯片；指纹录入时间小于0.5 s；工作电流小于65 mA；存储量达1 000枚；有哪些信誉好的足球投注网站时间小于1 s；认假率为0.001%；工作温度在-20℃至+60℃之间；优势明显，完全符号公司对模块的要求。 　　2.2 控制单元 　　此设计主要面向公司的指纹打卡系统，功能比较简单，只需要调用串口模块，能够按键操作，能够显示字符和语音提示等基本功能，一般来说，8051系列单片机已经能够满足这些基本要求，考虑到8051单片机自身的处理速度和容量等限制，对于系统响应及存储上存在一定限制，且此系统必须考虑未来升级的可能性，因此系统控制中心必须选择功能强大的单片机，可选单片机包括msp430、stm32、avr等系列单片机，综合考虑，此系统采用MSP430系列单片机[4]。根据MSP430使用手册说明，该单片机工作，除了基本供电之外，还必须在单片机外围配备基本的电阻、电容等元件，实现芯片上电启动、复位等基本功能，根据芯片使用说明，配置单片机最小系统如图2所示。 　　2.3 供电电源电路设计 　　系统控制中心单片机取用的是直流电压，而供电系统一般是从三相电上直接获取，取电方式是购置一款交直流转换器，已经有成熟产品，可将220V交流电变化成直流5 V、12 V等，考虑通用性，选择一款5 V电源，给系统供电，其中交流电及其转换电路一直处于供电状态，除非公司停电。另，所选单片机的电压需要3.3 V，而指纹识别和显示模块取电方式可以从单片机获得，也可以从直流电源获得，因此系统保留5 V直流电压端口，另外需要一个3.3 V直流电压，该电压可从5 V直流电获得。市面上，已经有许多直流电压升压和降压模块，此设计中采用降压芯