嵌入式指纹锁的应用领域十分广泛，有保险箱、实验室、楼道的身份确认等。本文基于指纹识别模块设计和实现了嵌入式指纹锁，给出了一套比较完整的软、硬件设计方案。指纹识别门锁系统的硬件结构主要包括指纹识别模块、微控制器、读写模块、电源管理和电控锁机构，以及门锁功能所需的红外感应电路和液晶 LCD 显示等，其中核心部分是指纹识别模块和微控制器。

单片机门锁控制电路

门锁控制的核心结构是微控制器 P89LPC932A1，它是一款单片封装的 MCU，适合于许多要求高集成度、低成本的场合，可以满足多方面的性能要求。P89LPC932A1 集成了许多系统级的功能，可大大减少元件数目、电路板面积以及系统成本。MCU 通过串口与指纹识别模块进行通讯，完成对指纹的录入、删除、身份确认，通过验证后电机控制门锁执行开关门的动作。以单片机 P89LPC932A1 为核心的门锁控制电路原理图如图 2 所示。P89LPC932A1 的 I/O 口多达 26 个，可以满足外设部分的键盘、LCD 液晶显示、指示灯、按键、蜂鸣器等的需求：键盘用来输入密码，LCD 显示用户注册的信息和 ID 号，双色指示灯和蜂鸣器用来提醒用户操作是否成功或发出报警提示；另有一些远程控制的按键开关，用于设备的上电或执行有关开关门的操作。具体设计可根据不同的应用场合和实际功能需求增减外围器件，在尽量满足功能的前提下降低系统功耗。电机控制部分由单片机发出逻辑命令驱动电机进行开关锁动作。

图中 U1 是电源控制芯片 R1121N，它输出 3.3V 给单片机；U2 是 I²C 读写模块 E²PROM，指纹锁的开关门记录和密码等重要信息都保存在其中。R1121N 是 CMOS 工艺电压调节器，具有很高的电压输出精度和很低的输入电流。

图 2　门锁控制系统的电路原理图

图 3　电机驱动控制原理图

单片机的低功耗设计：低功耗系统设计的基本要求如下。

（1）系统中所有的电路单元都具有功耗管理功能，即该电路单元在非有效操作期间都能被关断（没有功耗）；系统具有按有效时空占空比实施精细功耗管理的能力，能做到合理的系统功耗分配。

（2）对于系统无法企及的微观有效操作，要求由电路静、动特性来满足功耗分配，即电路动态过程有功耗，电路静态时没有功耗。