STM32项目设计：基于STM32F1的智能门锁PCB、源码（4种解锁方式）

STMCU小助手 · 2022-08-15T11:19:40+00:00

前言 - I" Y1 [7 S6 j/ }& l1、由于很多同学反馈如今STM32F4价格昂贵，制作成本太高，于是我又花费了近一个月的空闲时间来研究用最低的成本制作拥有F4智能门锁一样甚至更多的功能STM32F4版本智能门锁7 |* l3 S# A( x0 C6 g: ~( _ ' j7 R% Z `: Q& z一、项目简介 ' ]+ Y( A2 t2 [8 t" T9 d8 U I) O（一）功能概述 ; `# j8 J( B' hF4版本：' [. Q# Y( n% w# [7 ` 1、可通过指纹模块增删查改家庭成员的指纹信息，增删查改是否成功的相关信息显示在OLED屏幕上/ E# W. k: a* E3 O) y P4 A% N 2、在指纹匹配过程中，如果采集的指纹与指纹模块库相匹配，OLED显示匹配成功，并转动步进电机一圈 , ~1 A% I* i4 a& M/ x3、可通过按键设定智能门锁密码，密码可设置为两个（密码六位），如果匹配两个中的一个成功，即可开锁，也可通过按键修改密码，所有的操作过程显示于OLED中 m I/ X7 O0 l# u5 m# m4、实现RFID与手机解锁（蓝牙解锁）! b7 F* t! ~ _( p+ `4 _6 k r 5、扩展：虚位密码解锁（虚位密码：自己百度） + H. M2 C4 ]. V0 ]" s' V; t$ oF1版本新增：( n3 Q2 |, S) p, B m* t 1、可录入10张卡片 % W" Q- ], o _+ ?' {' m2、开锁顺时针转动步进电机一圈，关锁逆时针 C8 D0 Y4 a1 T# K8 U8 |3、新增蜂鸣器提示 0 y7 Q5 ^; \2 C4、新增解锁错误提示; C$ `& K6 [" D 7 v: W* K$ A, k/ f1 s （二）项目所用到的主要技术* |4 `# H ?: [* m! g F4版本： . R! p {5 ]( `! g1、IIC协议、SPI协议、串口协议 ( r1 P3 p# ? m& v2 _2、外部flash驱动、SD卡驱动 ) L* @+ A7 g* Y6 P3、FTAFS文件系统; v8 N/ o! o' H# U, q$ i4 w( x0 L 4、RTC实时时钟 : N4 t# $ M5 g5 S' $ ]- x3 x1 O4 nF1版本： ' a# Q0 v' B8 \5 y1 {$ E+ _1、IIC协议、SPI协议、串口协议 , c2 D6 I8 p5 R, _+ X2 N5 m% ~2、GUI界面设计，汉字显示$ U1 Y& c2 q. w% ~0 p* e 3、RTC实时时钟, s. G( V2 m/ `* b& @" \) m 5 Z: Z+ S/ O# S. z3 g6 F* ~ （三）本次项目的特点* ]1 T* P* Z/ | G8 x 1、选材根据经济8 i' w" s& O4 L" ?& V. ? 4 ]9 r* z1 k8 G- [. L 材料最贵的是指纹模块40元，单片机仅10元" ^5 @, _6 j$ p: d + e1 n/ x( N5 C2、减少不必要材料; T; T9 o/ n3 L% g$ O m; | + m9 B" E5 p% s& I 比如外部FLASH，SD卡模块，单片机晶振3 i, j% o8 i1 p) A/ q2 K: s ; E- D! t; V( [7 x7 m7 Y2、使用PCB，拒绝繁琐接线- p0 V+ M' U4 a y' \, M1 P 8 a( v0 s8 x6 N/ l* X/ p制作更方便，学习更简便 ' z6 ^+ ?8 s2 S: k8 x5 d+ M0 j ) P; D8 s1 ~; }+ r3、功能强大; C7 _+ L; ?7 f9 L2 H/ H* Y; s' v . \, \5 f. U9 A拥有４种解锁方式、汉化界面、有修改与录入操作、有手机APP控制 9 x2 q3 E* D) M( Z9 `8 h - o3 x8 o- {+ E, T* I4 ?4、材料功能利用率高 3 z" J7 S. O6 C5 k 3 d5 |- H/ X; e% g单片机引脚(48pin)利用率＞90％，单片机内存(64K)利用率>70% 1 j# ^ r+ X K* C# q0 ?+ T. I" C: q! W% {5 }& S5 s 5、代码精简方便，逻辑性强- s8 m- f0 C2 Y9 C6 w 4 t" }+ C) g- f' X) ^; f8 Y Show_Str(12,13,128,12,"智能门锁系统hzc123",12,0); //显示汉字、字符一句搞定 / P* c, ^2 E9 l" H, j5 h: O2 t- ?/ p2 w 二、材料选择" f( h% [5 \& t) r 1、主控STM32F103C8T6 (可以用兼容产品CH32F103C8T6代替) ) R9 d( f$ c8 [# ` / J" g. B5 M; H( f" U( Y- i / r$ Z3 y% m U9 V5 O u$ J7 t& ^* u. T8 a; b8 r 2、步进电机(带驱动模块) X2 e/ [' @* ]" m9 ~" K' U 型号：28BYJ4+ULN2003; S7 q$ T0 N/ S* B3 c5 G / a1 @; h" N6 D$ J! G ; x2 x' t& T- |1 Y0 Z/ m9 b2 H$ ] 1 X1 ^5 U5 }& f: C* H3、4X4矩阵按键 , n, P) B8 T# t6 I: Z4 z O! t+ C' o$ e3 S5 G5 j & O; f: v9 ~9 _4、指纹模块AS608（串口控制） 9 Q/ X' w& I4 Q 7 o" @. ]3 m) Z r: m0 W3 h5、0.96寸OLED显示屏（IIC） , X: i0 b/ a% Z4 ?. R4 p型号：7针( s" |! C6 ?3 ~$ E) o" h6 _ 9 c3 ^) i9 p9 `9 H* k' V/ U $ y3 n5 a0 A+ \! p$ d0 ?& J 1 w/ Z. [2 M; @6、RFID RC522 射频模块（带一张卡片） % {) w. J4 e v. j: W! N6 H# |0 e) y6 ?% [ 3 u* @$ c! }0 I. c( y! r; X, L' f& A3 t ) r# z1 h# h* M$ W/ j7、杜邦线、排针、电阻、电容、三极管、电位器等7 J& z/ d2 Q# u$ T8 C, a6 E 9 U4 n1 |4 {6 M. J* u三、原理图设计# q8 o3 B8 h. t) O& | 采用最简的硬件电路，做更多的功能 ' ]3 f& _# \: N# K3 a5 C2 ]! s# _（截图模糊，可下载资源查看） & q9 A! n8 g% N0 o! p8 B( w6 E7 P1 Y3 ~9 }7 X% g, @3 @: F - k ]- B$ k9 P( F/ o, Z3 q : N8 p4 s, u6 i' [, R四、PCB设计' B% g; Z6 x+ c 采用最便宜的双层版，10cm*10cm设计 ) i$ h0 M3 e. S6 {* d% L4 |" H3 _3 f; {) Q6 e/ v n 7 V4 U% H+ C5 s * N2 E5 `; o3 ^7 b, Y4 @4 s 五、源码设计7 |4 t' g# w% W9 W4 ?9 E; X 源码为F4版本智能门锁移植而来，修改了一些不兼容的功能与增加了新功能 $ ~; d! l0 H$ L# m" z' J! Z, i/ T, v $ [7 F/ S: d0 B2 j9 b1 J void DisUnLock(void ) ; ^ R# K) r6 a8 ~* C9 @; v{ l" i" C$ _& N$ o% G OLED_Clear(); % F, b4 `9 ]1 L0 N4 O3 E/ u& f Show_Str(20,10,128,24,"解锁中...",24,0); . L' S: O. R5 E6 j* ^, ` OLED_Refresh_Gram();//更新显示 / _: U8 a0 X$ A# M6 i# s Walkmotor_ON(); " t- g& @# e/ Z0 Y: B* E Show_Str(20,10,128,24,"已解锁！",24,0);, D# I! T1 X6 |4 H8 i6 P& g OLED_Refresh_Gram();//更新显示9 x( o8 \; k; c0 h) B delay_ms(1500); ' o1 f% j% Z8 w- p8 Q; K}: ~7 t* q1 q1 @; }7 V1 M ' R% O7 P1 v5 a2 ?' h3 U) v+ n8 J3 ~7 ~void DisLock(void )4 Z8 {7 y/ ^& X" O, T$ T: I { ) Y. s0 H& T& X9 I3 u OLED_Clear(); 5 C9 b+ j" T' M `' X: { Show_Str(30,20,128,16,"锁定中！",16,0);9 I- f: Q/ @7 A$ _. h OLED_Refresh_Gram();//更新显示 1 {: C4 O0 `$ ^/ A) L Walkmotor_OFF();9 r4 y# w# O3 m5 m( R0 W6 n Show_Str(30,20,128,16,"已锁定！",16,0);9 I, A) ]2 R+ R3 O& Z OLED_Show_Font(56,48,0);//锁3 A/ R) I# x3 Y) m( o2 ^ OLED_Refresh_Gram();//更新显示+ i: L5 ]6 i2 A8 @ delay_ms(1000);' m g# ^- I \8 O; B% o }3 p( t9 o" _% e5 ^( c" i* b) [$ Y int main(void) 7 W: f4 H; f1 f3 E# Y, u3 w$ _& o { 7 B( b1 H# t) F2 y; ^: q; z u16 set=0; , Q- }, x" }% l" [; u. Z int key_num;. ~# w. c7 ^; K- Y! Z% J, \5 y& F int time1;* W3 n% H0 |' ~' R int time2; //锁屏时间9 T* m- |: V- W3 ^( g* u& }3 W# ` char arrow=0; //箭头位子- o5 Z# v5 l) N% L2 O+ x5 E //SysHSI_Init(); 1 f. i+ W c; `1 V, W9 @/ q. U0 Y7 b" w delay_init(); //延时函数初始化 ( ~. x& O' a- w4 } j NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级/ L, d" B) x* h; H8 k uart_init(9600); //串口初始化为9600 & ~. F, B. |. a" i! t printf("串口功能正常\r\n"); 8 K! d* n$ h$ T/ w( Q8 u Button4_4_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口% V1 N5 j/ W$ k! U; m OLED_Init(); //显示初始化' X0 p; s7 g8 t s7 n0 }: C) D Walkmotor_Init(); //步进电机初始化$ H; T& f7 X" H BEEP_Init(); //蜂鸣器初始化 6 {. m( e) r0 M! C8 p usart2_init(usart2_baund); //初始化指纹模块! Q0 t0 ~- ~" v. u7 v; Q PS_StaGPIO_Init(); 1 M& B/ D$ i5 X OLED_Clear(); * P1 c+ a4 v" G; n7 {" a7 s# z9 \ 9 c! j( F+ K0 |. J* v starting();//开机信息 logo 4 r! b% I, g2 c) G% I5 k3 Y. Q' z RTC_Init(); //RTC初始化" }$ \5 |; }2 d+ x! O: B' v7 X" z0 y# g9 C SysPartInit(); //系统参数初始化 # W& V$ H1 \; |+ J* g while(1) ( t0 [$ p! o# k7 ^( c G8 A { v4 ^! j" e9 t9 Y( I* @3 Y0 x //锁屏界面; H6 ]8 k: T/ k, w3 x# y% r5 a MAIN: x- \+ t! \8 c, _; @% G2 X# ^2 U OLED_Clear(); * }5 C* | b# L) B OLED_Show_Font(56,48,0);//显示锁图标 % Q" [8 E, H' U$ h8 T& a8 M% Z5 [ while(1) 6 n6 W: U' C2 V3 h z8 ] i { " l" H- q6 I$ U( H3 J: S; `+ d8 ~ time1++;Display_Data();//时间显示：每1000ms更新一次显示数据" q6 f" V8 m' k$ @+ k Z $ }0 ~4 [8 P$ x0 f( [ if(DisFlag == 1) 0 E1 t' v; s8 Z7 A. q" W1 Y! W" z {: S) Q# \1 i" Y3 A8 Z8 e1 J2 B+ \ DisFlag = 0;% T6 Q) b9 N$ @5 c8 J OLED_Fill(0,24,16,63,0);* s( B' O0 s3 d- v' O3 v5 O' @ OLED_Refresh_Gram();//更新显示 0 G C7 z# n; E1 k' Z$ d } 2 K/ B9 X. u/ G# Q1 d % N. @2 B& N3 M! F9 K- e if((time1%100)==1)( @& T3 r8 i5 \1 Y4 Q3 u {/ u6 l3 V9 }: N4 M! B //MFRC522解锁! n4 G% ~! {" w1 U: Z( \ time1=0; 2 H" f$ K4 M# @% m7 O! x MFRC522_Initializtion(); . E7 \% e. Q$ S) H: Y# J Error=MFRC522_lock(); 1 k* I3 k4 W3 O) b. @- I if(Error==0)% X! o& d5 B: W, S1 x D {( k1 b+ @& D* e* R goto MENU; / Y" V R7 h* s% C }, S9 d, l$ W ]3 J: X else ) b% a8 |7 B0 N% f( }/ U S {2 y! S4 c4 F& Q8 \$ I! L OLED_Show_Font(56,48,0);//锁 ! m: ], T. ?; ^' ^/ O6 d } % `& h- l- u6 K1 F8 H l " f: ^" Y5 g0 C6 w/ ] //手机蓝牙解锁密码1( Y& e* e. _& y Error=usart1_cherk((char*)sys.passwd1); 8 g9 ^7 P9 P+ p0 f if(Error==0){ ! D6 m8 ?2 F4 |% y) }+ Y OLED_Clear_NOupdate(); 1 W( Z3 R+ ^# T5 y3 F* A" m3 K Show_Str(12,13,128,20,"蓝牙密码1：正确",12,0); 6 Y$ y; X- k+ M& a OLED_Refresh_Gram();//更新显示 ( Q8 h; I4 ]3 H, |5 s, }2 f delay_ms(800); ( W3 ?0 K4 C) e DisUnLock();# W8 Q4 F6 T! Y/ J0 u1 E( k4 K goto MENU; % v* m% t: ?8 ] } 0 C! j, {+ R+ }$ P+ k; \ //手机蓝牙解锁密码2 G& M# @) e$ E: B2 G# Z Error=usart1_cherk((char*)sys.passwd2); - d/ Q( W# P3 M- ^, v: g6 l if(Error==0){% t X) N' D, M, x7 Y& | OLED_Clear_NOupdate();% T- u. u: U$ D# r3 d Show_Str(12,13,128,12,"蓝牙密码2：正确",12,0); , A& W& C9 v, X, U* Z2 M OLED_Refresh_Gram();//更新显示 * p/ u/ _% |6 s' s delay_ms(800);2 F1 m3 `' ^ Y* R3 h DisUnLock();! [9 D( d" E. Z0 p0 W* V* Y goto MENU; 3 j0 ]' W) f e# f } ) d2 L G. ]9 |' I$ `# s4 } }/ O& e2 m6 r5 {8 a' o8 } //指纹解锁9 _, u, y0 w/ k* b8 p: a7 X if(PS_Sta) //检测PS_Sta状态，如果有手指按下8 N2 v( Q( p& a% F {' _+ {# t# r6 l; l: [" E5 ^; D while(PS_Sta){" r, L4 J9 Z! S9 G Error=press_FR();//刷指纹2 u1 M. C' V2 J& n6 C" k+ p if(Error==0)7 [9 W+ `/ j3 _) r4 J0 i: N {6 R _+ P. s9 I+ L( q- q$ @ //DisUnLock(); $ Z9 P$ H- V5 W# ]; ~ goto MENU; //跳到解锁界面2 @4 r$ O3 I' t3 Y! x8 h } ; |5 F, O, ]0 m: H2 k; x- |& y! { else + z1 U$ ]4 t- u! S' L; g {4 a* w, P7 h# m3 ]( q# C OLED_Show_Font(56,48,0);//锁 $ K A, a2 s3 J$ `4 B; K }3 U, `' [) x# O: G& l5 r: S; W$ [ } 6 K3 k. g: e! s) t' F' D# o5 L, h }$ x. x% c6 F2 i //密码锁8 U/ f% j* ^" u& n/ N6 R key_num=Button4_4_Scan(); //按键扫描+ f$ D- O# C* L' h, {8 b: @ if(key_num!=-1) $ Q& e9 a: u- f* [4 N7 c {: q1 M& m' Z1 c8 J, S4 d0 D0 w Error=password();//密码解锁函数 6 G2 O! X I% ~ if(Error==0)9 \5 p9 t2 k2 N* ?) a {7 o Q4 {* e+ P' s; w7 B7 b goto MENU; //跳到解锁界面% H! h) |" h$ u6 ]$ a( \9 O' S } & f; M) G1 R% P$ ^: D else 9 L$ i" s. q4 N9 V r8 Z! \ {; q% S$ ?: r; ]/ W: \& I OLED_Show_Font(56,48,0);//锁 8 D7 S4 K. \4 ~ }$ X9 q# @0 m" I% E }9 X- W: Z2 R0 Q9 d& H2 G* } delay_ms(1); ! L/ r4 u$ g2 ]( i% t0 z6 S# l2 t : ~$ _1 N7 `9 W' { }1 s& c2 y! B' H( Q1 a5 p- z /********************主界面**************************/ . Q% E+ Q( g8 I& A 1 M" C/ a( I% o' v$ NMENU:6 q, m2 e5 ^4 P* } OLED_Clear(); ' P4 o9 b0 p- b9 F2 HMENUNOCLR:/ P2 H$ P1 V+ n OLED_Fill(0,0,20,48,0);# p* w+ a2 w4 W: W( ?' ]: D //主页菜单显示 ( d& ^$ m' v! p! S7 B if(arrow ",16,0);//显示箭头' o$ p0 Y+ _, B- C8 A9 ^* o0 Z set=0;} 5 L! z+ e7 _3 `0 E3 D( ? else {4 E% s) X5 S8 ?" O$ a" E Show_Str(5,(arrow-3)*16,128,16,"->",16,0); ) x& E% w; B2 M a# A7 l0 | set=3;} " r$ n6 F1 k3 ]/ Y* e* B Show_Str(25,0,128,16,setup[set],16,0); ( ~. y' z+ I( f$ `3 V; R Show_Str(25,16,128,16,setup[set+1],16,0); 6 r, [; X5 [8 S( q) L* V4 z Show_Str(25,32,128,16,setup[set+2],16,0);5 W6 P2 D6 x2 ^( M& S! j; N Show_Str(0,52,128,12,"上下确定",12,0); 8 [2 D0 p- d! p/ P, g/ U OLED_Refresh_Gram();//更新显示 ! C4 P: v. i- l4 P, J: q [ time2=0; ' l% p/ f* `6 L. l9 ^2 T% z while(1) # U/ m5 ~7 U' H: [ {( e8 r w1 M" d! e) l //超时锁屏 s$ k' p# y% ~0 X time2++;$ U+ @+ c$ [& L if(time2>10000 | key_num==4){ - r* I9 \2 K" h, @/ | 4 _; z$ W+ y- H) X OLED_Clear(); ) ^& A% i. J: Z DisLock();9 n- }4 S* [* O. {* M if(time2>10000)beep_on_mode2(); 1 g" x9 Z; Q+ a6 J time2 =0;* j6 n6 w5 b2 q* H2 K! @ OLED_Clear();8 _2 p) r0 G1 m4 r, E% S goto MAIN; ) k7 d7 g$ l% r2 V } $ f" ~- y; _6 ~3 n9 Q //手机蓝牙锁定: g& K. }. e5 Z h P; O if(memcmp(USART_RX_BUF,"LOCK",4)==0) { , ?, ~& }( T/ Y DisLock(); 9 V2 {* ~4 }% B0 }( x goto MAIN; , U: {: d: X3 J; x! x# i( J6 j4 ?1 e }5 {- D5 F+ X1 s. T7 i 2 e% V/ M ^" Y( z //功能选项选择! a' x: ?5 ]0 W9 ]8 N& F- X6 @ key_num=Button4_4_Scan(); : V' u D9 {' h p3 s/ ~ if(key_num) 0 A7 M6 b- u3 Z1 d4 g/ } {4 l+ I! g8 \5 E: ? K7 i9 g1 J if(key_num==13){' i9 A9 }( z; M% } v if(arrow>0)arrow--;6 b/ H+ H- K3 O! a goto MENUNOCLR;0 W7 |- l& G/ T( y9 o }, M8 c- P k! `4 C; C( { if(key_num==15){, r+ e8 C. D0 |( `0 ^/ R if(arrow<5)arrow++;& k0 G. q8 J5 Y1 T$ w! x# B goto MENUNOCLR; 0 b# p9 R5 m) A5 b$ l T }' S8 M/ v! l! |4 E if(key_num==16){ $ i, o' l$ _) {- s0 H switch(arrow)- n, D" P9 U4 a" e( [ {9 r+ a, k: B4 y+ }9 \, _; |9 A1 y( X case 0:Add_FR(); break;//录指8 r* d( d# y5 F: a case 1:Del_FR(); break;//删指纹 ( E" N1 r1 O8 n9 g7 a' I case 2:SetPassworld();break;//修改密码 2 M' v: ^/ L/ h$ F3 }. p! N case 3:Set_Time(); break; //设置时间6 o, W6 ^+ P1 j7 K, h case 4:Add_Rfid(); break; //录入卡片 * F" e8 \* ^' | case 5:Massige(); break; //显示信息 5 y0 V0 q ~$ a9 [/ \) R! K } ; g" d y' Q0 z5 m* Z" k6 f( { goto MENU;5 h* V) I! e1 Y } * \" h7 L; r y8 G1 j% f* {2 G }delay_ms(1);) L4 }5 x* g9 @9 V$ b# G } ) F. g1 F) K q; X% _$ h# H } , c# h9 ?/ M8 y3 N : a' h5 S$ K: N( f/ |; S }' O8 K7 Q' E. p' F: T/ a* N 复制代码+ b+ @, {# j7 Z1 k, ]0 O, b, k" O 六、安卓APP设计 6 k6 w: m! H9 }2 }( X1、图标设计6 w8 Q0 z2 j- `7 m- P0 l/ _ & \0 Z7 C( I3 l# n! w 8 `' t v. H* P$ p0 C " y6 L. I) u3 {5 v# U b+ x2、主界面设计 M% N! k6 E" ^: w: X/ p使用方法：①进入APP，等待3-5秒，自动连接智能门锁 4 f# M \1 y& n5 B9 ?2 G②左上角显示已连接后，输入密码，点击OK即可解锁 / \5 U6 k) U3 E, b7 s' r# p& L③无法自动连接时，点击连接按钮进入手动连接界面 ; z! e) s( {& R+ T 9 o! o) R/ n: g: Q % }; k- v$ z; {! V8 t7 L " l! P8 ^1 U, O: [; u3、连接界面 2 J: w: s; E/ C. y" n& Q使用方法：双击进行连接操作2 b9 H' \, B+ Y- V( t , P: {/ C4 }( x; l9 R( E # I& b. d- [( M6 F/ v: N1 Z % @1 b: }$ I, W4、信息界面设计6 ^% R! B0 K3 m. C 1 c: V1 _, D3 ]) z7 S - K% |0 e# ^; S2 l |3 H5 L七、成品展示3 J; c/ j+ {/ {; d4 ?; J( ? 1、开机界面/ Y( y+ M) o. ] 在这里插入图片描述% T! K5 O5 i. k" D; Y 0 N8 L7 O; U5 D/ A1 V# [2 v7 ] - [+ V. s) _. |' I. I 9 S; m5 q( ]2 d7 d" Z( Z2、锁屏显示时间: y5 \- @1 v3 v2 h ; K( |2 f5 W$ {; U# ?9 I) H ' Y: J" j! G6 c: N6 D* r * D$ R$ {9 B( |, H3、解锁显示菜单& q4 X$ g/ a$ z7 C ! x7 K y& N ?4 v! h, t3 h 5 k4 u5 J% D- P$ E2 @) J# V , A$ S5 @+ x( o/ G, T; U, d8 X 2 u9 Z" V+ ?7 r9 m

STM32项目设计：基于STM32F1的智能门锁PCB、源码（4种解锁方式）

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STMCU小助手发布时间：2022-8-15 19:19

技术帖
文章封面:
文章简介:	STM32项目设计：基于STM32F1的智能门锁PCB、源码（4种解锁方式）

前言
1、由于很多同学反馈如今STM32F4价格昂贵，制作成本太高，于是我又花费了近一个月的空闲时间来研究用最低的成本制作拥有F4智能门锁一样甚至更多的功能STM32F4版本智能门锁

一、项目简介
' ]+ Y( A2 t2 [8 t" T9 d8 U I) O（一）功能概述
F4版本：
1、可通过指纹模块增删查改家庭成员的指纹信息，增删查改是否成功的相关信息显示在OLED屏幕上
2、在指纹匹配过程中，如果采集的指纹与指纹模块库相匹配，OLED显示匹配成功，并转动步进电机一圈
3、可通过按键设定智能门锁密码，密码可设置为两个（密码六位），如果匹配两个中的一个成功，即可开锁，也可通过按键修改密码，所有的操作过程显示于OLED中
4、实现RFID与手机解锁（蓝牙解锁）
5、扩展：虚位密码解锁（虚位密码：自己百度）
F1版本新增：
1、可录入10张卡片
2、开锁顺时针转动步进电机一圈，关锁逆时针
3、新增蜂鸣器提示
4、新增解锁错误提示

（二）项目所用到的主要技术
F4版本：
1、IIC协议、SPI协议、串口协议
2、外部flash驱动、SD卡驱动
3、FTAFS文件系统
4、RTC实时时钟
F1版本：
1、IIC协议、SPI协议、串口协议
2、GUI界面设计，汉字显示
3、RTC实时时钟

（三）本次项目的特点
1、选材根据经济

材料最贵的是指纹模块40元，单片机仅10元

2、减少不必要材料

比如外部FLASH，SD卡模块，单片机晶振

2、使用PCB，拒绝繁琐接线

制作更方便，学习更简便

3、功能强大

拥有４种解锁方式、汉化界面、有修改与录入操作、有手机APP控制

4、材料功能利用率高

单片机引脚(48pin)利用率＞90％，单片机内存(64K)利用率>70%

5、代码精简方便，逻辑性强

Show_Str(12,13,128,12,"智能门锁系统hzc123",12,0); //显示汉字、字符一句搞定
5 h: O2 t- ?/ p2 w
二、材料选择
1、主控STM32F103C8T6 (可以用兼容产品CH32F103C8T6代替)

2、步进电机(带驱动模块)
型号：28BYJ4+ULN2003

3、4X4矩阵按键

4、指纹模块AS608（串口控制）

5、0.96寸OLED显示屏（IIC）
型号：7针

$G[`{PDA$_`@8(T(KEO6B{QH.png$

6、RFID RC522 射频模块（带一张卡片）

7、杜邦线、排针、电阻、电容、三极管、电位器等

三、原理图设计
采用最简的硬件电路，做更多的功能
（截图模糊，可下载资源查看）

四、PCB设计
采用最便宜的双层版，10cm*10cm设计

五、源码设计
源码为F4版本智能门锁移植而来，修改了一些不兼容的功能与增加了新功能

$ [7 F/ S: d0 B2 j9 b1 J
void DisUnLock(void )
; ^ R# K) r6 a8 ~* C9 @; v
{ l" i" C$ _& N$ o% G
OLED_Clear();
% F, b4 `9 ]1 L0 N4 O3 E/ u& f
Show_Str(20,10,128,24,"解锁中...",24,0); . L' S: O. R5 E6 j* ^, `
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
/ _: U8 a0 X$ A# M6 i# s
Walkmotor_ON();
" t- g& @# e/ Z0 Y: B* E
Show_Str(20,10,128,24,"已解锁！",24,0);, D# I! T1 X6 |4 H8 i6 P& g
OLED_Refresh_Gram();//更新显示9 x( o8 \; k; c0 h) B
delay_ms(1500);
' o1 f% j% Z8 w- p8 Q; K
}: ~7 t* q1 q1 @; }7 V1 M
' R% O7 P1 v5 a2 ?' h3 U) v+ n8 J3 ~7 ~
void DisLock(void )4 Z8 {7 y/ ^& X" O, T$ T: I
{
) Y. s0 H& T& X9 I3 u
OLED_Clear();
5 C9 b+ j" T' M `' X: {
Show_Str(30,20,128,16,"锁定中！",16,0);9 I- f: Q/ @7 A$ _. h
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
1 {: C4 O0 `$ ^/ A) L
Walkmotor_OFF();9 r4 y# w# O3 m5 m( R0 W6 n
Show_Str(30,20,128,16,"已锁定！",16,0);9 I, A) ]2 R+ R3 O& Z
OLED_Show_Font(56,48,0);//锁3 A/ R) I# x3 Y) m( o2 ^
OLED_Refresh_Gram();//更新显示+ i: L5 ]6 i2 A8 @
delay_ms(1000);' m g# ^- I \8 O; B% o
}3 p( t9 o" _% e5 ^( c" i* b) [$ Y
int main(void)
7 W: f4 H; f1 f3 E# Y, u3 w$ _& o
{ 7 B( b1 H# t) F2 y; ^: q; z
u16 set=0;
, Q- }, x" }% l" [; u. Z
int key_num;. ~# w. c7 ^; K- Y! Z% J, \5 y& F
int time1;* W3 n% H0 |' ~' R
int time2; //锁屏时间9 T* m- |: V- W3 ^( g* u& }3 W# `
char arrow=0; //箭头位子- o5 Z# v5 l) N% L2 O+ x5 E
//SysHSI_Init();
delay_init(); //延时函数初始化
( ~. x& O' a- w4 } j
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级/ L, d" B) x* h; H8 k
uart_init(9600); //串口初始化为9600
& ~. F, B. |. a" i! t
printf("串口功能正常\r\n");
8 K! d* n$ h$ T/ w( Q8 u
Button4_4_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口% V1 N5 j/ W$ k! U; m
OLED_Init(); //显示初始化' X0 p; s7 g8 t s7 n0 }: C) D
Walkmotor_Init(); //步进电机初始化$ H; T& f7 X" H
BEEP_Init(); //蜂鸣器初始化
6 {. m( e) r0 M! C8 p
usart2_init(usart2_baund); //初始化指纹模块! Q0 t0 ~- ~" v. u7 v; Q
PS_StaGPIO_Init();
1 M& B/ D$ i5 X
OLED_Clear(); * P1 c+ a4 v" G; n7 {" a7 s# z9 \
9 c! j( F+ K0 |. J* v
starting();//开机信息 logo
4 r! b% I, g2 c) G% I5 k3 Y. Q' z
RTC_Init(); //RTC初始化" }$ \5 |; }2 d+ x! O: B' v7 X" z0 y# g9 C
SysPartInit(); //系统参数初始化 # W& V$ H1 \; |+ J* g
while(1)
( t0 [$ p! o# k7 ^( c G8 A
{ v4 ^! j" e9 t9 Y( I* @3 Y0 x
//锁屏界面; H6 ]8 k: T/ k, w3 x# y% r5 a
MAIN:
x- \+ t! \8 c, _; @% G2 X# ^2 U
OLED_Clear(); * }5 C* | b# L) B
OLED_Show_Font(56,48,0);//显示锁图标
% Q" [8 E, H' U$ h8 T& a8 M% Z5 [
while(1)
6 n6 W: U' C2 V3 h z8 ] i
{
" l" H- q6 I$ U( H3 J: S; `+ d8 ~
time1++;Display_Data();//时间显示：每1000ms更新一次显示数据" q6 f" V8 m' k$ @+ k Z
$ }0 ~4 [8 P$ x0 f( [
if(DisFlag == 1)
0 E1 t' v; s8 Z7 A. q" W1 Y! W" z
{: S) Q# \1 i" Y3 A8 Z8 e1 J2 B+ \
DisFlag = 0;% T6 Q) b9 N$ @5 c8 J
OLED_Fill(0,24,16,63,0);* s( B' O0 s3 d- v' O3 v5 O' @
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
0 G C7 z# n; E1 k' Z$ d
}
2 K/ B9 X. u/ G# Q1 d
% N. @2 B& N3 M! F9 K- e
if((time1%100)==1)( @& T3 r8 i5 \1 Y4 Q3 u
{/ u6 l3 V9 }: N4 M! B
//MFRC522解锁! n4 G% ~! {" w1 U: Z( \
time1=0;
2 H" f$ K4 M# @% m7 O! x
MFRC522_Initializtion(); . E7 \% e. Q$ S) H: Y# J
Error=MFRC522_lock();
1 k* I3 k4 W3 O) b. @- I
if(Error==0)% X! o& d5 B: W, S1 x D
{( k1 b+ @& D* e* R
goto MENU; / Y" V R7 h* s% C
}, S9 d, l$ W ]3 J: X
else ) b% a8 |7 B0 N% f( }/ U S
{2 y! S4 c4 F& Q8 \$ I! L
OLED_Show_Font(56,48,0);//锁
! m: ], T. ?; ^' ^/ O6 d
}
% `& h- l- u6 K1 F8 H l
" f: ^" Y5 g0 C6 w/ ]
//手机蓝牙解锁密码1( Y& e* e. _& y
Error=usart1_cherk((char*)sys.passwd1); 8 g9 ^7 P9 P+ p0 f
if(Error==0){
! D6 m8 ?2 F4 |% y) }+ Y
OLED_Clear_NOupdate();
1 W( Z3 R+ ^# T5 y3 F* A" m3 K
Show_Str(12,13,128,20,"蓝牙密码1：正确",12,0);
6 Y$ y; X- k+ M& a
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
( Q8 h; I4 ]3 H, |5 s, }2 f
delay_ms(800);
( W3 ?0 K4 C) e
DisUnLock();# W8 Q4 F6 T! Y/ J0 u1 E( k4 K
goto MENU;
% v* m% t: ?8 ]
}
0 C! j, {+ R+ }$ P+ k; \
//手机蓝牙解锁密码2
G& M# @) e$ E: B2 G# Z
Error=usart1_cherk((char*)sys.passwd2);
- d/ Q( W# P3 M- ^, v: g6 l
if(Error==0){% t X) N' D, M, x7 Y& |
OLED_Clear_NOupdate();% T- u. u: U$ D# r3 d
Show_Str(12,13,128,12,"蓝牙密码2：正确",12,0);
, A& W& C9 v, X, U* Z2 M
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
* p/ u/ _% |6 s' s
delay_ms(800);2 F1 m3 `' ^ Y* R3 h
DisUnLock();! [9 D( d" E. Z0 p0 W* V* Y
goto MENU;
3 j0 ]' W) f e# f
}
) d2 L G. ]9 |' I$ `# s4 }
}/ O& e2 m6 r5 {8 a' o8 }
//指纹解锁9 _, u, y0 w/ k* b8 p: a7 X
if(PS_Sta) //检测PS_Sta状态，如果有手指按下8 N2 v( Q( p& a% F
{' _+ {# t# r6 l; l: [" E5 ^; D
while(PS_Sta){" r, L4 J9 Z! S9 G
Error=press_FR();//刷指纹2 u1 M. C' V2 J& n6 C" k+ p
if(Error==0)7 [9 W+ `/ j3 _) r4 J0 i: N
{6 R _+ P. s9 I+ L( q- q$ @
//DisUnLock();
$ Z9 P$ H- V5 W# ]; ~
goto MENU; //跳到解锁界面2 @4 r$ O3 I' t3 Y! x8 h
}
; |5 F, O, ]0 m: H2 k; x- |& y! {
else
+ z1 U$ ]4 t- u! S' L; g
{4 a* w, P7 h# m3 ]( q# C
OLED_Show_Font(56,48,0);//锁
$ K A, a2 s3 J$ `4 B; K
}3 U, `' [) x# O: G& l5 r: S; W$ [
}
6 K3 k. g: e! s) t' F' D# o5 L, h
}$ x. x% c6 F2 i
//密码锁8 U/ f% j* ^" u& n/ N6 R
key_num=Button4_4_Scan(); //按键扫描+ f$ D- O# C* L' h, {8 b: @
if(key_num!=-1)
$ Q& e9 a: u- f* [4 N7 c
{: q1 M& m' Z1 c8 J, S4 d0 D0 w
Error=password();//密码解锁函数
6 G2 O! X I% ~
if(Error==0)9 \5 p9 t2 k2 N* ?) a
{7 o Q4 {* e+ P' s; w7 B7 b
goto MENU; //跳到解锁界面% H! h) |" h$ u6 ]$ a( \9 O' S
}
& f; M) G1 R% P$ ^: D
else 9 L$ i" s. q4 N9 V r8 Z! \
{; q% S$ ?: r; ]/ W: \& I
OLED_Show_Font(56,48,0);//锁
8 D7 S4 K. \4 ~
}$ X9 q# @0 m" I% E
}9 X- W: Z2 R0 Q9 d& H2 G* }
delay_ms(1);
! L/ r4 u$ g2 ]( i% t0 z6 S# l2 t
: ~$ _1 N7 `9 W' {
}1 s& c2 y! B' H( Q1 a5 p- z
/********************主界面**************************/
. Q% E+ Q( g8 I& A
1 M" C/ a( I% o' v$ N
MENU:6 q, m2 e5 ^4 P* }
OLED_Clear();
' P4 o9 b0 p- b9 F2 H
MENUNOCLR:/ P2 H$ P1 V+ n
OLED_Fill(0,0,20,48,0);# p* w+ a2 w4 W: W( ?' ]: D
//主页菜单显示
( d& ^$ m' v! p! S7 B
if(arrow<3){, b0 S6 H8 i6 J& B9 B
Show_Str(5,arrow*16,128,16,"->",16,0);//显示箭头' o$ p0 Y+ _, B- C8 A9 ^* o0 Z
set=0;}
5 L! z+ e7 _3 `0 E3 D( ?
else {4 E% s) X5 S8 ?" O$ a" E
Show_Str(5,(arrow-3)*16,128,16,"->",16,0);
) x& E% w; B2 M a# A7 l0 |
set=3;}
" r$ n6 F1 k3 ]/ Y* e* B
Show_Str(25,0,128,16,setup[set],16,0);
( ~. y' z+ I( f$ `3 V; R
Show_Str(25,16,128,16,setup[set+1],16,0);
6 r, [; X5 [8 S( q) L* V4 z
Show_Str(25,32,128,16,setup[set+2],16,0);5 W6 P2 D6 x2 ^( M& S! j; N
Show_Str(0,52,128,12,"上下确定",12,0);
8 [2 D0 p- d! p/ P, g/ U
OLED_Refresh_Gram();//更新显示
! C4 P: v. i- l4 P, J: q [
time2=0;
' l% p/ f* `6 L. l9 ^2 T% z
while(1)
# U/ m5 ~7 U' H: [
{( e8 r w1 M" d! e) l
//超时锁屏 s$ k' p# y% ~0 X
time2++;$ U+ @+ c$ [& L
if(time2>10000 | key_num==4){
- r* I9 \2 K" h, @/ |
4 _; z$ W+ y- H) X
OLED_Clear();
) ^& A% i. J: Z
DisLock();9 n- }4 S* [* O. {* M
if(time2>10000)beep_on_mode2();
1 g" x9 Z; Q+ a6 J
time2 =0;* j6 n6 w5 b2 q* H2 K! @
OLED_Clear();8 _2 p) r0 G1 m4 r, E% S
goto MAIN;
) k7 d7 g$ l% r2 V
}
$ f" ~- y; _6 ~3 n9 Q
//手机蓝牙锁定: g& K. }. e5 Z h P; O
if(memcmp(USART_RX_BUF,"LOCK",4)==0) {
, ?, ~& }( T/ Y
DisLock();
9 V2 {* ~4 }% B0 }( x
goto MAIN;
, U: {: d: X3 J; x! x# i( J6 j4 ?1 e
}5 {- D5 F+ X1 s. T7 i
2 e% V/ M ^" Y( z
//功能选项选择! a' x: ?5 ]0 W9 ]8 N& F- X6 @
key_num=Button4_4_Scan(); : V' u D9 {' h p3 s/ ~
if(key_num)
0 A7 M6 b- u3 Z1 d4 g/ }
{4 l+ I! g8 \5 E: ? K7 i9 g1 J
if(key_num==13){' i9 A9 }( z; M% } v
if(arrow>0)arrow--;6 b/ H+ H- K3 O! a
goto MENUNOCLR;0 W7 |- l& G/ T( y9 o
}, M8 c- P k! `4 C; C( {
if(key_num==15){, r+ e8 C. D0 |( `0 ^/ R
if(arrow<5)arrow++;& k0 G. q8 J5 Y1 T$ w! x# B
goto MENUNOCLR;
0 b# p9 R5 m) A5 b$ l T
}' S8 M/ v! l! |4 E
if(key_num==16){
$ i, o' l$ _) {- s0 H
switch(arrow)- n, D" P9 U4 a" e( [
{9 r+ a, k: B4 y+ }9 \, _; |9 A1 y( X
case 0:Add_FR(); break;//录指8 r* d( d# y5 F: a
case 1:Del_FR(); break;//删指纹
( E" N1 r1 O8 n9 g7 a' I
case 2:SetPassworld();break;//修改密码
2 M' v: ^/ L/ h$ F3 }. p! N
case 3:Set_Time(); break; //设置时间6 o, W6 ^+ P1 j7 K, h
case 4:Add_Rfid(); break; //录入卡片
* F" e8 \* ^' |
case 5:Massige(); break; //显示信息 5 y0 V0 q ~$ a9 [/ \) R! K
}
; g" d y' Q0 z5 m* Z" k6 f( {
goto MENU;5 h* V) I! e1 Y
}
* \" h7 L; r y8 G1 j% f* {2 G
}delay_ms(1);) L4 }5 x* g9 @9 V$ b# G
}
) F. g1 F) K q; X% _$ h# H
}
, c# h9 ?/ M8 y3 N
: a' h5 S$ K: N( f/ |; S
}' O8 K7 Q' E. p' F: T/ a* N