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基于STM32單片機開發(fā)光學指紋識別模塊（FPM10A）全教程

作者： 時間：2016-11-20 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
1.平臺

首先我使用的是 奮斗 STM32 開發(fā)板 MINI板

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201611/318656.htm

光學指紋識別模塊（FPM10A）淘寶網(wǎng)址是：http://item.taobao.com/item.htm?id=5380075198

2.購買指紋模塊，可以獲得三份資料

1.簡要使用說明 2.使用指紋模塊的功能函數(shù) 3.FPM10A用戶手冊.
3.硬件搭建
根據(jù)使用說明：FPM 10A使用標準的串口與外界通信，默認的波特率為57600，可以與任何單片機，ARM，DSP等帶串口的設(shè)備進行連接，請注意電平轉(zhuǎn)換，連接電腦需要進行電平轉(zhuǎn)換，比如MAX232電路。
FPM10A光學指紋模塊共有5個管腳
1 為 VCC 電源的正極接 3.6V – 5.5V的電壓均可。
2 為 GND 電源的負極 接地。
3 為 TXD 串口的發(fā)送。
4 為 RXD 串口的接收。
5 為 NC 懸空不需要使用。
奮斗板上已經(jīng)有5V的管腳，可以直接供給指紋模塊，
這里需要注意的是，指紋模塊主要通過串口進行控制，模塊和STM32單片機連接的時候，需要進行電平轉(zhuǎn)換，

這樣只要把這個轉(zhuǎn)接板插入STM32，接上5V的電，就可以工作了，將模塊的發(fā)送端接轉(zhuǎn)接板的接收端，接收端接轉(zhuǎn)接板的發(fā)送端。

這樣，我們的硬件平臺就搭建好了！

4.模塊的測試工作

模塊成功上電后，指紋采集窗口會閃一下，表示自檢正常，如果不閃，請仔細檢查電源，是否接反，接錯等。指紋模塊使用120MHZ的DSP全速工作，工作時芯片有一些熱，經(jīng)過嚴格的測試，這是沒有問題的可以放心使用，在不使用的時候可以關(guān)閉電源，以降低功耗。

5.現(xiàn)在我們要進入編程環(huán)節(jié)了

指紋模塊主要是通過串口進行控制，所以這里我們需要用到單片機的串口模塊。

我們需要用到兩個關(guān)鍵函數(shù)

1.使用串口發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)

2.使用串口接收一個字節(jié)的數(shù)據(jù)

這里我使用的STM32單片，所以這兩個程序如下：

  1. // 從 USART1 發(fā)送一個字節(jié)
  2. void USART1_SendByte(unsigned char temp)
  3. {
  4. USART_SendData(USART1, temp);
  5. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
  6. }
  8. // 從 USART1 讀取一個字節(jié)
  9. unsigned char USART1_ReceivByte()
  10. {
  11. unsigned char recev;
  12. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
  13. recev = USART_ReceiveData(USART1);
  14. return recev;
  15. }

6.查看FPM10A用戶手冊 我們來實現(xiàn)比對一個指紋（我們這里假設(shè)指紋模塊中已經(jīng)存在指紋模板）

首先我們需要讓指紋模塊檢測是否有指紋輸入（也就是是否有手指放在指紋模塊上檢測）

我們來看手冊上給的操作說明：

我們需要發(fā)送給定的數(shù)據(jù)包給模塊，發(fā)送的數(shù)據(jù)已經(jīng)給我們了，現(xiàn)在我們參看給我們的C例程

  1. //應(yīng)答包數(shù)組
  2. unsigned char dat[18];
  4. //獲得指紋圖像
  6. unsigned char FP_Get_Img[6] ={0x01,0x00,0x03,0x01,0x0,0x05};
  8. //協(xié)議包頭
  10. unsigned char FP_Pack_Head[6] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};
  12. //FINGERPRINT_獲得指紋圖像命令
  13. void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(void)
  14. {
  15. unsigned char i;
  17. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送包頭
  18. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  20. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送命令 0x1d
  21. USART1_SendByte(FP_Get_Img[i]);
  23. for(i=0;i<12;i++)//讀回應(yīng)答信息
  24. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  25. }

說明：這個函數(shù)就是檢測是否有指紋輸入的信息，根據(jù)用戶手冊，當確認碼返回值為0時，表示成功錄入，所以，我們可以有下面的函數(shù)：

  1. //檢測指紋模塊錄入指紋情況，返回00表示錄入成功；02無手指；03錄入失敗
  2. unsigned char test_fig()
  3. {
  4. unsigned char fig_dat;
  5. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();
  6. Delay_ms1(20);
  7. fig_dat=dat[9];
  8. return(fig_dat);
  9. }
  11. 因此，我們在主函數(shù)中可以這樣調(diào)用：
  12. void main
  13. {
  14. if（test_fig（）==0）
  15. {
  16. //do something
  17. }
  18. }

7.如何錄入一個新的指紋信息呢？

步驟如下

1.獲得指紋圖像

2.檢測是否成功的按了指紋

3.將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer1中

4.再次獲得指紋圖像

5.將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer2中

6.轉(zhuǎn)換成特征碼

7.存儲到指定地址上

同樣的，根據(jù)用戶手冊，我們可以得到以下這樣的模塊：

當調(diào)用的時候，你只要給這個函數(shù)附上兩個值就可以了，例如：

unsigned char FP_add_new_user(00,01);

如果你下次再次寫入這個地址，以前存儲的指紋模板信息將被覆蓋

  1. //添加一個新的指紋
  2. unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user)
  3. {
  4. do
  5. {
  6. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //獲得指紋圖像
  7. } while ( dat[9]!=0x0 ); //檢測是否成功的按了指紋
  9. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1(); //將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer1中
  11. do
  12. {
  13. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //獲得指紋圖像
  14. } while( dat[9]!=0x0 );
  16. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2(); //將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer2中
  18. FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model(); //轉(zhuǎn)換成特征碼
  20. FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger(ucH_user,ucL_user);
  22. return 0;
  23. }
  25. //存儲模版到特定地址
  26. void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char)
  27. {
  28. unsigned long temp = 0;
  29. unsigned char i;
  31. FP_Save_Finger[5] = ucH_Char;
  32. FP_Save_Finger[6] = ucL_Char;
  34. for(i=0;i<7;i++) //計算校驗和
  35. temp = temp + FP_Save_Finger[i];
  37. FP_Save_Finger[7]=(temp & 0x00FF00) >> 8; //存放校驗數(shù)據(jù)
  38. FP_Save_Finger[8]= temp & 0x0000FF;
  41. for(i=0;i<6;i++)
  42. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]); //發(fā)送包頭
  44. for(i=0;i<9;i++)
  45. USART1_SendByte(FP_Save_Finger[i]) ;//發(fā)送命令將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放CHAR_buffer1
  47. for(i=0;i<12;i++)
  48. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  49. }

8.如何刪除一個模板？

  1. //刪除所有指紋模版
  2. void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void)
  3. {
  4. unsigned char i;
  6. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送包頭
  7. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  9. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送命令 0x1d
  10. USART1_SendByte(FP_Delet_All_Model[i]);
  12. for(i=0;i<12;i++)//讀回應(yīng)答信息
  13. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  14. }

9.如何獲取已經(jīng)存取的指紋模板信息？

這個模塊一共可以存儲0~999枚指紋信息

  1. //搜索全部用戶999枚
  2. void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void)
  3. {
  4. unsigned char i;
  5. //發(fā)送命令搜索指紋庫
  6. for(i=0;i<6;i++)
  7. {
  8. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  9. }
  11. for(i=0;i<11;i++)
  12. {
  13. USART1_SendByte(FP_Search[i]);
  14. }
  16. for(i=0;i<16;i++)
  17. {
  18. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  19. }
  20. }

根據(jù)用戶手冊，我們可以從應(yīng)答包中得出模塊中已經(jīng)存在指紋數(shù)量的大小

這樣，我們就輕松把指紋模塊搞定！

下面我附上基于STM32單片機光學指紋識別模塊（FPM10A）打包好的函數(shù)庫

第一個是 FPM10A.c

  1. #include "stm32f10x.h"
  2. #include "stm32f10x_usart.h"
  3. #include "misc.h"
  4. unsigned char dat[18];
  6. //FINGERPRINT通信協(xié)議定義
  7. unsigned char FP_Pack_Head[6] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; //協(xié)議包頭
  8. unsigned char FP_Get_Img[6] = {0x01,0x00,0x03,0x01,0x0,0x05}; //獲得指紋圖像
  9. unsigned char FP_Templete_Num[6] ={0x01,0x00,0x03,0x1D,0x00,0x21 }; //獲得模版總數(shù)
  10. unsigned char FP_Search[11]={0x01,0x0,0x08,0x04,0x01,0x0,0x0,0x03,0xA1,0x0,0xB2}; //搜索指紋搜索范圍0 - 929
  11. unsigned char FP_Search_0_9[11]={0x01,0x0,0x08,0x04,0x01,0x0,0x0,0x0,0x13,0x0,0x21};//搜索0-9號指紋
  12. unsigned char FP_Img_To_Buffer1[7]={0x01,0x0,0x04,0x02,0x01,0x0,0x08}; //將圖像放入到BUFFER1
  13. unsigned char FP_Img_To_Buffer2[7]={0x01,0x0,0x04,0x02,0x02,0x0,0x09}; //將圖像放入到BUFFER2
  14. unsigned char FP_Reg_Model[6]={0x01,0x0,0x03,0x05,0x0,0x09}; //將BUFFER1跟BUFFER2合成特征模版
  15. unsigned char FP_Delet_All_Model[6]={0x01,0x0,0x03,0x0d,0x00,0x11}; //刪除指紋模塊里所有的模版
  16. unsigned char FP_Save_Finger[9]={0x01,0x00,0x06,0x06,0x01,0x00,0x0B,0x00,0x19}; //將BUFFER1中的特征碼存放到指定的位置
  17. unsigned char FP_Delete_Model[10]={0x01,0x00,0x07,0x0C,0x0,0x0,0x0,0x1,0x0,0x0}; //刪除指定的模版
  20. //從 USART1 發(fā)送一個字節(jié)
  21. void USART1_SendByte(unsigned char temp)
  22. {
  23. USART_SendData(USART1, temp);
  24. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
  25. }
  27. //從 USART1 讀取一個字節(jié)
  28. unsigned char USART1_ReceivByte()
  29. {
  30. unsigned char recev;
  31. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
  32. recev = USART_ReceiveData(USART1);
  33. return recev;
  34. }
  35. //FINGERPRINT命令字
  36. //FINGERPRINT_獲得指紋圖像命令
  37. void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(void)
  38. {
  39. unsigned char i;
  41. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送包頭
  42. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  44. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送命令 0x1d
  45. USART1_SendByte(FP_Get_Img[i]);
  47. for(i=0;i<12;i++)//讀回應(yīng)答信息
  48. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  49. }
  51. //刪除所有指紋模版
  52. void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void)
  53. {
  54. unsigned char i;
  56. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送包頭
  57. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  59. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送命令 0x1d
  60. USART1_SendByte(FP_Delet_All_Model[i]);
  62. for(i=0;i<12;i++)//讀回應(yīng)答信息
  63. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  64. }
  66. //講圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer1中
  67. void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1(void)
  68. {
  69. unsigned char i;
  70. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送包頭
  71. {
  72. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  73. }
  74. for(i=0;i<7;i++) //發(fā)送命令 將圖像轉(zhuǎn)換成 特征碼 存放在 CHAR_buffer1
  75. {
  76. USART1_SendByte(FP_Img_To_Buffer1[i]);
  77. }
  78. for(i=0;i<12;i++)//讀應(yīng)答信息
  79. {
  80. dat[i]=USART1_ReceivByte();//把應(yīng)答數(shù)據(jù)存放到緩沖區(qū)
  81. }
  82. }
  84. //將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer2中
  85. void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2(void)
  86. {
  87. unsigned char i;
  88. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送包頭
  89. {
  90. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  91. }
  93. for(i=0;i<7;i++) //發(fā)送命令 將圖像轉(zhuǎn)換成 特征碼 存放在 CHAR_buffer1
  94. {
  95. USART1_SendByte(FP_Img_To_Buffer2[i]);
  96. }
  97. for(i=0;i<12;i++)
  98. {
  99. dat[i]=USART1_ReceivByte();//讀回應(yīng)答信息
  100. }
  101. }
  103. //將BUFFER1 跟 BUFFER2 中的特征碼合并成指紋模版
  104. void FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model(void)
  105. {
  106. unsigned char i;
  108. for(i=0;i<6;i++) //包頭
  109. {
  110. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  111. }
  113. for(i=0;i<6;i++) //命令合并指紋模版
  114. {
  115. USART1_SendByte(FP_Reg_Model[i]);
  116. }
  118. for(i=0;i<12;i++)
  119. {
  120. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  121. }
  122. }
  124. //存儲模版到特定地址
  125. void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char)
  126. {
  127. unsigned long temp = 0;
  128. unsigned char i;
  130. FP_Save_Finger[5] = ucH_Char;
  131. FP_Save_Finger[6] = ucL_Char;
  134. for(i=0;i<7;i++) //計算校驗和
  135. temp = temp + FP_Save_Finger[i];
  137. FP_Save_Finger[7]=(temp & 0x00FF00) >> 8; //存放校驗數(shù)據(jù)
  138. FP_Save_Finger[8]= temp & 0x0000FF;
  141. for(i=0;i<6;i++)
  142. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]); //發(fā)送包頭
  144. for(i=0;i<9;i++)
  145. USART1_SendByte(FP_Save_Finger[i]); //發(fā)送命令 將圖像轉(zhuǎn)換成 特征碼 存放在 CHAR_buffer1
  147. for(i=0;i<12;i++)
  148. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  149. }
  151. //獲得指紋模板數(shù)量
  152. void FINGERPRINT_Cmd_Get_Templete_Num(void)
  153. {
  154. unsigned int i;
  156. for(i=0;i<6;i++) //包頭
  157. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  159. //發(fā)送命令 0x1d
  160. for(i=0;i<6;i++)
  161. USART1_SendByte(FP_Templete_Num[i]);
  163. for(i=0;i<12;i++)
  164. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  165. }
  167. //搜索全部用戶999枚
  168. void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void)
  169. {
  170. unsigned char i;
  171. //發(fā)送命令搜索指紋庫
  172. for(i=0;i<6;i++)
  173. {
  174. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  175. }
  177. for(i=0;i<11;i++)
  178. {
  179. USART1_SendByte(FP_Search[i]);
  180. }
  182. for(i=0;i<16;i++)
  183. {
  184. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  185. }
  186. }
  188. //搜索用戶0~9枚
  189. void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger_Admin(void)
  190. {
  191. unsigned char i;
  192. for(i=0;i<6;i++) //發(fā)送命令搜索指紋庫
  193. {
  194. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);
  195. }
  197. for(i=0;i<11;i++)
  198. {
  199. USART1_SendByte(FP_Search_0_9[i]);
  200. }
  202. for(i=0;i<12;i++)
  203. dat[i]=USART1_ReceivByte();
  204. }
  206. //添加一個新的指紋
  207. unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user)
  208. {
  209. do
  210. {
  211. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //獲得指紋圖像
  212. } while ( dat[9]!=0x0 ); //檢測是否成功的按了指紋
  214. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1(); //將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer1中
  216. do
  217. {
  218. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //獲得指紋圖像
  219. } while( dat[9]!=0x0 );
  221. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2(); //將圖像轉(zhuǎn)換成特征碼存放在Buffer2中
  223. FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model(); //轉(zhuǎn)換成特征碼
  225. FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger(ucH_user,ucL_user);
  227. return 0;
  228. }

第2個 FPM10A.h

  1. #ifndef _FPM10A_H
  2. #define _FPM10A_H
  3. #include
  5. extern unsigned char dat[18];
  7. extern void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();
  8. extern void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1();
  9. extern void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2();
  10. extern void FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model();
  11. extern void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void);
  12. extern void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void);
  13. extern void FINGERPRINT_Cmd_Get_Templete_Num(void);
  14. extern void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger_Admin(void);
  15. extern void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char);
  16. extern unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user);
  19. extern void USART1_SendByte(unsigned char temp);
  20. extern unsigned char USART1_ReceivByte();
  22. extern void Delay_ms1(uint32_t nCount);
  24. void Delay_nus1(uint32_t nCount)
  25. {
  26. uint32_t j;
  27. while(nCount--)
  28. {
  29. j=8;
  30. while(j--);
  31. }
  32. }
  34. void Delay_ms1(uint32_t nCount)
  35. {
  36. while(nCount--)
  37. Delay_nus1(1100);
  38. }
  40. unsigned char test_fig()//檢測指紋模塊錄入指紋情況，返回00表示錄入成功；02無手指；03錄入失敗
  41. {
  42. unsigned char fig_dat;
  43. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();
  44. Delay_ms1(20);
  45. fig_dat=dat[9];
  46. return(fig_dat);
  47. }
  49. #endif

有了這兩個東西，加入到你的工程中，就可以直接調(diào)用啦！

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