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基于STM32单片机开发光学指纹识别模块(FPM10A)全教程

作者:hcj2013  发布日期:2012-12-24 09:13:51
1.平台
   首先我使用的是 奋斗 STM32 开发板 MINI板

光学指纹识别模块(FPM10A)


2.购买指纹模块,可以获得三份资料
        1.简要使用说明 2.使用指纹模块的功能函数 3.FPM10A用户手册.
 
3.硬件搭建
        根据使用说明:FPM 10A使用标准的串口与外界通信,默认的波特率为57600,可以与任何单片机,ARMDSP等带串口的设备进行连接,请注意电平转换,连接电脑需要进行电平转换,比如MAX232电路。
 
FPM10A光学指纹模块共有5个管脚
 
        1VCC     电源的正极接 3.6V – 5.5V的电压均可。
2GND     电源的负极 接地。
3TXD     串口的发送。
4RXD     串口的接收。
5NC      悬空不需要使用。
 
  奋斗板上已经有5V的管脚,可以直接供给指纹模块,
  这里需要注意的是,指纹模块主要通过串口进行控制,模块和STM32单片机连接的时候,需要进行电平转换,
 
 
这样只要把这个转接板插入STM32,接上5V的电,就可以工作了,将模块的发送端接转接板的接收端,接收端接转接板的发送端。
 这样,我们的硬件平台就搭建好了!
4.模块的测试工作
    模块成功上电后,指纹采集窗口会闪一下,表示自检正常,如果不闪,请仔细检查电源,是否接反,接错等。指纹模块使用120MHZDSP全速工作,工作时芯片有一些热,经过严格的测试,这是没有问题的可以放心使用,在不使用的时候可以关闭电源,以降低功耗。
5.现在我们要进入编程环节了
    指纹模块主要是通过串口进行控制,所以这里我们需要用到单片机的串口模块。
    我们需要用到两个关键函数
    1.使用串口发送一个字节的数据
    2.使用串口接收一个字节的数据
这里我使用的STM32单片,所以这两个程序如下:

// 从 USART1 发送一个字节  
void USART1_SendByte(unsigned char temp)  
{  
    USART_SendData(USART1, temp);  
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);  
}  
 
// 从 USART1 读取一个字节  
unsigned char USART1_ReceivByte()  
{  
    unsigned char recev;  
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);  
    recev = USART_ReceiveData(USART1);  
    return recev;  
}  


6.查看FPM10A用户手册 我们来实现比对一个指纹(我们这里假设指纹模块中已经存在指纹模板)

  首先我们需要让指纹模块检测是否有指纹输入(也就是是否有手指放在指纹模块上检测)

  我们来看手册上给的操作说明:

 

 

我们需要发送给定的数据包给模块,发送的数据已经给我们了,现在我们参看给我们的C例程


//应答包数组  
unsigned char dat[18];  
 
//获得指纹图像  
 
unsigned char FP_Get_Img[6] ={0x01,0x00,0x03,0x01,0x0,0x05};  
 
//协议包头  
 
unsigned char FP_Pack_Head[6] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};        
 
//FINGERPRINT_获得指纹图像命令  
void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(void)  
{  
    unsigned char i;  
 
    for(i=0;i<6;i++) //发送包头  
       USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);  
     
    for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d  
       USART1_SendByte(FP_Get_Img[i]);  
     
    for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息  
    dat[i]=USART1_ReceivByte();  
}   

说明:这个函数就是检测是否有指纹输入的信息,根据用户手册,当确认码返回值为0时,表示成功录入,所以,我们可以有下面的函数:


//检测指纹模块录入指纹情况,返回00表示录入成功;02无手指;03录入失败  
unsigned char test_fig()  
{  
 unsigned char fig_dat;  
 FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();  
 Delay_ms1(20);  
 fig_dat=dat[9];  
 return(fig_dat);  
}  
 
因此,我们在主函数中可以这样调用:  
void main  
{  
     if(test_fig()==0)  
     {  
        //do something  
     }  
}  

7.如何录入一个新的指纹信息呢?
 步骤如下
  1.获得指纹图像
  2.检测是否成功的按了指纹 
  3.将图像转换成特征码存放在Buffer1中
  4.再次获得指纹图像
  5.将图像转换成特征码存放在Buffer2中
  6.转换成特征码
  7.存储到指定地址上
 同样的,根据用户手册,我们可以得到以下这样的模块:

 当调用的时候,你只要给这个函数附上两个值就可以了,例如:
 unsigned char FP_add_new_user(00,01);
 如果你下次再次写入这个地址,以前存储的指纹模板信息将被覆盖

 

//添加一个新的指纹  
unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user)  
{   
  do 
  {                     
     FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();       //获得指纹图像  
  } while ( dat[9]!=0x0 );            //检测是否成功的按了指纹   
   
  FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1();   //将图像转换成特征码存放在Buffer1中  
     
  do 
  {  
      FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();      //获得指纹图像    
  } while( dat[9]!=0x0 );  
   
  FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2();   //将图像转换成特征码存放在Buffer2中  
    
  FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model();        //转换成特征码  
   
  FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger(ucH_user,ucL_user);                            
   
  return 0;  
}  
 
//存储模版到特定地址  
void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char)  
{  
    unsigned long temp = 0;  
    unsigned char i;  
 
    FP_Save_Finger[5] = ucH_Char;  
    FP_Save_Finger[6] = ucL_Char;  
         
    for(i=0;i<7;i++)   //计算校验和  
        temp = temp + FP_Save_Finger[i];  
       
    FP_Save_Finger[7]=(temp & 0x00FF00) >> 8; //存放校验数据  
    FP_Save_Finger[8]= temp & 0x0000FF;  
      
      
    for(i=0;i<6;i++)     
        USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);        //发送包头  
 
    for(i=0;i<9;i++)    
      USART1_SendByte(FP_Save_Finger[i]) ;//发送命令将图像转换成特征码存放CHAR_buffer1  
      
    for(i=0;i<12;i++)  
         dat[i]=USART1_ReceivByte();  
}  

8.如何删除一个模板?

 

//删除所有指纹模版  
void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void)  
{  
    unsigned char i;  
 
    for(i=0;i<6;i++) //发送包头  
       USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);  
     
    for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d  
      USART1_SendByte(FP_Delet_All_Model[i]);  
   
    for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息  
       dat[i]=USART1_ReceivByte();      
}  
 

9.如何获取已经存取的指纹模板信息?
这个模块一共可以存储0~999枚指纹信息

 

//搜索全部用户999枚  
void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void)  
{  
   unsigned char i;     
   //发送命令搜索指纹库  
   for(i=0;i<6;i++)    
   {  
     USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);    
   }  
 
   for(i=0;i<11;i++)  
   {  
      USART1_SendByte(FP_Search[i]);    
   }  
    
   for(i=0;i<16;i++)  
   {  
       dat[i]=USART1_ReceivByte();  
   }  
}  

根据用户手册,我们可以从应答包中得出模块中已经存在指纹数量的大小
这样,我们就轻松把指纹模块搞定!
下面我附上基于STM32单片机光学指纹识别模块(FPM10A)打包好的函数库

第一个是 FPM10A.c

 

#include "stm32f10x.h"  
#include "stm32f10x_usart.h"  
#include "misc.h"  
unsigned char dat[18];  
 
//FINGERPRINT通信协议定义  
unsigned char FP_Pack_Head[6] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};                    //协议包头  
unsigned char FP_Get_Img[6] = {0x01,0x00,0x03,0x01,0x0,0x05};                       //获得指纹图像  
unsigned char FP_Templete_Num[6] ={0x01,0x00,0x03,0x1D,0x00,0x21 };                 //获得模版总数  
unsigned char FP_Search[11]={0x01,0x0,0x08,0x04,0x01,0x0,0x0,0x03,0xA1,0x0,0xB2};   //搜索指纹搜索范围0 - 929  
unsigned char FP_Search_0_9[11]={0x01,0x0,0x08,0x04,0x01,0x0,0x0,0x0,0x13,0x0,0x21};//搜索0-9号指纹  
unsigned char FP_Img_To_Buffer1[7]={0x01,0x0,0x04,0x02,0x01,0x0,0x08};     //将图像放入到BUFFER1  
unsigned char FP_Img_To_Buffer2[7]={0x01,0x0,0x04,0x02,0x02,0x0,0x09};     //将图像放入到BUFFER2  
unsigned char FP_Reg_Model[6]={0x01,0x0,0x03,0x05,0x0,0x09};       //将BUFFER1跟BUFFER2合成特征模版  
unsigned char FP_Delet_All_Model[6]={0x01,0x0,0x03,0x0d,0x00,0x11};     //删除指纹模块里所有的模版  
unsigned char FP_Save_Finger[9]={0x01,0x00,0x06,0x06,0x01,0x00,0x0B,0x00,0x19};  //将BUFFER1中的特征码存放到指定的位置  
unsigned char FP_Delete_Model[10]={0x01,0x00,0x07,0x0C,0x0,0x0,0x0,0x1,0x0,0x0};  //删除指定的模版  
 
 
//从 USART1 发送一个字节  
void USART1_SendByte(unsigned char temp)  
{  
    USART_SendData(USART1, temp);  
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);  
}  
 
//从 USART1 读取一个字节  
unsigned char USART1_ReceivByte()  
{  
    unsigned char recev;  
 while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);  
    recev = USART_ReceiveData(USART1);  
 return recev;  
}  
//FINGERPRINT命令字  
//FINGERPRINT_获得指纹图像命令  
void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(void)  
{  
    unsigned char i;  
 
    for(i=0;i<6;i++) //发送包头  
       USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);  
     
    for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d  
       USART1_SendByte(FP_Get_Img[i]);  
     
 for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息  
  dat[i]=USART1_ReceivByte();  
}  
 
//删除所有指纹模版  
void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void)  
{  
    unsigned char i;  
 
    for(i=0;i<6;i++) //发送包头  
       USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);  
     
    for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d  
       USART1_SendByte(FP_Delet_All_Model[i]);  
   
 for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息  
  dat[i]=USART1_ReceivByte();      
}  
 
//讲图像转换成特征码存放在Buffer1中  
void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1(void)  
{  
    unsigned char i;  
    for(i=0;i<6;i++)    //发送包头  
    {  
        USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);    
    }  
    for(i=0;i<7;i++)   //发送命令 将图像转换成 特征码 存放在 CHAR_buffer1  
    {  
        USART1_SendByte(FP_Img_To_Buffer1[i]);  
    }  
 for(i=0;i<12;i++)//读应答信息  
 {  
   dat[i]=USART1_ReceivByte();//把应答数据存放到缓冲区  
 }  
}  
 
//将图像转换成特征码存放在Buffer2中  
void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2(void)  
{  
     unsigned char i;  
     for(i=0;i<6;i++)    //发送包头  
     {  
       USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);    
     }  
    
     for(i=0;i<7;i++)   //发送命令 将图像转换成 特征码 存放在 CHAR_buffer1  
     {  
    USART1_SendByte(FP_Img_To_Buffer2[i]);  
     }  
  for(i=0;i<12;i++)  
  {  
  dat[i]=USART1_ReceivByte();//读回应答信息  
     }  
}  
 
//将BUFFER1 跟 BUFFER2 中的特征码合并成指纹模版  
void FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model(void)  
{  
    unsigned char i;     
 
    for(i=0;i<6;i++) //包头  
    {  
      USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);    
    }  
 
    for(i=0;i<6;i++) //命令合并指纹模版  
    {  
      USART1_SendByte(FP_Reg_Model[i]);    
    }  
   
 for(i=0;i<12;i++)  
 {  
  dat[i]=USART1_ReceivByte();  
 }  
}  
 
//存储模版到特定地址  
void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char)  
{  
       unsigned long temp = 0;  
    unsigned char i;  
 
       FP_Save_Finger[5] = ucH_Char;  
       FP_Save_Finger[6] = ucL_Char;  
     
        
    for(i=0;i<7;i++)   //计算校验和  
        temp = temp + FP_Save_Finger[i];  
       
    FP_Save_Finger[7]=(temp & 0x00FF00) >> 8; //存放校验数据  
    FP_Save_Finger[8]= temp & 0x0000FF;  
     
     
       for(i=0;i<6;i++)     
        USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);        //发送包头  
 
       for(i=0;i<9;i++)   
       USART1_SendByte(FP_Save_Finger[i]);      //发送命令 将图像转换成 特征码 存放在 CHAR_buffer1  
      
    for(i=0;i<12;i++)  
          dat[i]=USART1_ReceivByte();  
}  
 
//获得指纹模板数量  
void FINGERPRINT_Cmd_Get_Templete_Num(void)  
{   
   unsigned int i;  
 
   for(i=0;i<6;i++) //包头  
      USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);  
 
   //发送命令 0x1d  
   for(i=0;i<6;i++)  
     USART1_SendByte(FP_Templete_Num[i]);  
   
   for(i=0;i<12;i++)  
        dat[i]=USART1_ReceivByte();  
}  
 
//搜索全部用户999枚  
void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void)  
{  
   unsigned char i;     
   //发送命令搜索指纹库  
   for(i=0;i<6;i++)    
   {  
    USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);    
   }  
 
   for(i=0;i<11;i++)  
   {  
    USART1_SendByte(FP_Search[i]);    
   }  
    
   for(i=0;i<16;i++)  
   {  
  dat[i]=USART1_ReceivByte();  
   }  
}  
 
//搜索用户0~9枚  
void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger_Admin(void)  
{  
   unsigned char i;     
   for(i=0;i<6;i++)   //发送命令搜索指纹库  
   {  
    USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);    
   }  
 
   for(i=0;i<11;i++)  
   {  
    USART1_SendByte(FP_Search_0_9[i]);    
   }  
    
   for(i=0;i<12;i++)  
        dat[i]=USART1_ReceivByte();  
}  
 
//添加一个新的指纹  
unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user)  
{   
  do 
  {                     
     FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();       //获得指纹图像  
  } while ( dat[9]!=0x0 );            //检测是否成功的按了指纹   
   
  FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1();   //将图像转换成特征码存放在Buffer1中  
     
  do 
  {  
      FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();      //获得指纹图像    
  } while( dat[9]!=0x0 );  
   
  FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2();   //将图像转换成特征码存放在Buffer2中  
    
  FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model();        //转换成特征码  
   
  FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger(ucH_user,ucL_user);                            
   
  return 0;  
}  

第2个 FPM10A.h


#ifndef _FPM10A_H  
#define _FPM10A_H  
#include <stdint.h>   
 
extern unsigned char dat[18];  
 
extern void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1();  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2();  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model();  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void);  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void);  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Get_Templete_Num(void);  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger_Admin(void);  
extern void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char);  
extern unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user);  
 
 
extern void USART1_SendByte(unsigned char temp);  
extern unsigned char USART1_ReceivByte();  
 
extern void Delay_ms1(uint32_t nCount);  
 
void Delay_nus1(uint32_t nCount)  
{  
 uint32_t j;  
 while(nCount--)  
 {  
    j=8;  
    while(j--);  
 }  
}  
 
void Delay_ms1(uint32_t nCount)  
{  
    while(nCount--)  
    Delay_nus1(1100);  
}  
 
unsigned char test_fig()//检测指纹模块录入指纹情况,返回00表示录入成功;02无手指;03录入失败  
{  
 unsigned char fig_dat;  
 FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();  
 Delay_ms1(20);  
 fig_dat=dat[9];  
 return(fig_dat);  
}  
 
#endif  

有了这两个东西,加入到你的工程中,就可以直接调用啦!


延伸阅读:

Tag标签: STM32单片机   光学指纹识别   FPM10A  
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