基于STM32单片机开发光学指纹识别模块(FPM10A)全教程

基于STM32单片机开发光学指纹识别模块(FPM10A)全教程

 

• 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，ARM，DSP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
  
  1 为 VCC 电源的正极接 3.6V – 5.5V的电压均可。
  2 为 GND 电源的负极 接地。
  3 为 TXD 串口的发送。
  4 为 RXD 串口的接收。
  5 为 NC 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120MHZ的DSP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：
  
  
  view source

  print?

  01.// 从 USART1 发送一个字节

  02.void USART1_SendByte(unsigned char temp)

  03.{

  04. USART_SendData(USART1, temp);

  05. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);

  06.}

  07.

  08.// 从 USART1 读取一个字节

  09.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

  
  
  view source

  print?

  01.//应答包数组

  02.unsigned char dat[18];

  03.

  04.//获得指纹图像

  05.

  06.unsigned char FP_Get_Img[6] ={0x01,0x00,0x03,0x01,0x0,0x05};

  07.

  08.//协议包头

  09.

  10.unsigned char FP_Pack_Head[6] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF};

  11.

  12.//FINGERPRINT_获得指纹图像命令

  13.void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(void)

  14.{

  15. unsigned char i;

  16.

  17. for(i=0;i<6;i++) //发送包头

  18. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  19.

  20. for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d

  21. USART1_SendByte(FP_Get_Img[i]);

  22.

  23. for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息

  24. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  25.}

  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：

  
  
  view source

  print?

  01.//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

  02.unsigned char test_fig()

  03.{

  04. unsigned char fig_dat;

  05. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();

  06. Delay_ms1(20);

  07. fig_dat=dat[9];

  08. return(fig_dat);

  09.}

  10.

  11.因此，我们在主函数中可以这样调用：

  12.void main

  13.{

  14. if（test_fig（）==0）

  15. {

  16. //do something

  17. }

  18.}

  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
  
  

  view source

  print?

  01.//添加一个新的指纹

  02.unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user)

  03.{

  04. do

  05. {

  06. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //获得指纹图像

  07. } while ( dat[9]!=0x0 ); //检测是否成功的按了指纹

  08.

  09. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1(); //将图像转换成特征码存放在Buffer1中

  10.

  11. do

  12. {

  13. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //获得指纹图像

  14. } while( dat[9]!=0x0 );

  15.

  16. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2(); //将图像转换成特征码存放在Buffer2中

  17.

  18. FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model(); //转换成特征码

  19.

  20. FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger(ucH_user,ucL_user);

  21.

  22. return 0;

  23.}

  24.

  25.//存储模版到特定地址

  26.void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char)

  27.{

  28. unsigned long temp = 0;

  29. unsigned char i;

  30.

  31. FP_Save_Finger[5] = ucH_Char;

  32. FP_Save_Finger[6] = ucL_Char;

  33.

  34. for(i=0;i<7;i++) //计算校验和

  35. temp = temp + FP_Save_Finger[i];

  36.

  37. FP_Save_Finger[7]=(temp & 0x00FF00) >> 8; //存放校验数据

  38. FP_Save_Finger[8]= temp & 0x0000FF;

  39.

  40.

  41. for(i=0;i<6;i++)

  42. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]); //发送包头

  43.

  44. for(i=0;i<9;i++)

  45. USART1_SendByte(FP_Save_Finger[i]) ;//发送命令将图像转换成特征码存放CHAR_buffer1

  46.

  47. for(i=0;i<12;i++)

  48. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  49.}

  8.如何删除一个模板？

  view source

  print?

  01.//删除所有指纹模版

  02.void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void)

  03.{

  04. unsigned char i;

  05.

  06. for(i=0;i<6;i++) //发送包头

  07. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  08.

  09. for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d

  10. USART1_SendByte(FP_Delet_All_Model[i]);

  11.

  12. for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息

  13. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  14.}

  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
  
  

  view source

  print?

  01.//搜索全部用户999枚

  02.void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void)

  03.{

  04. unsigned char i;

  05. //发送命令搜索指纹库

  06. for(i=0;i<6;i++)

  07. {

  08. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  09. }

  10.

  11. for(i=0;i<11;i++)

  12. {

  13. USART1_SendByte(FP_Search[i]);

  14. }

  15.

  16. for(i=0;i<16;i++)

  17. {

  18. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  19. }

  20.}

  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
  
  

  view source

  print?

  001.#include "stm32f10x.h"

  002.#include "stm32f10x_usart.h"

  003.#include "misc.h"

  004.unsigned char dat[18];

  005.

  006.//FINGERPRINT通信协议定义

  007.unsigned char FP_Pack_Head[6] = {0xEF,0x01,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF}; //协议包头

  008.unsigned char FP_Get_Img[6] = {0x01,0x00,0x03,0x01,0x0,0x05}; //获得指纹图像

  009.unsigned char FP_Templete_Num[6] ={0x01,0x00,0x03,0x1D,0x00,0x21 }; //获得模版总数

  010.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

  011.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

  012.unsigned char FP_Img_To_Buffer1[7]={0x01,0x0,0x04,0x02,0x01,0x0,0x08}; //将图像放入到BUFFER1

  013.unsigned char FP_Img_To_Buffer2[7]={0x01,0x0,0x04,0x02,0x02,0x0,0x09}; //将图像放入到BUFFER2

  014.unsigned char FP_Reg_Model[6]={0x01,0x0,0x03,0x05,0x0,0x09}; //将BUFFER1跟BUFFER2合成特征模版

  015.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

  016.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

  017.unsigned char FP_Delete_Model[10]={0x01,0x00,0x07,0x0C,0x0,0x0,0x0,0x1,0x0,0x0}; //删除指定的模版

  018.

  019.

  020.//从 USART1 发送一个字节

  021.void USART1_SendByte(unsigned char temp)

  022.{

  023. USART_SendData(USART1, temp);

  024. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);

  025.}

  026.

  027.//从 USART1 读取一个字节

  028.unsigned char USART1_ReceivByte()

  029.{

  030. unsigned char recev;

  031. while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

  032. recev = USART_ReceiveData(USART1);

  033. return recev;

  034.}

  035.//FINGERPRINT命令字

  036.//FINGERPRINT_获得指纹图像命令

  037.void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(void)

  038.{

  039. unsigned char i;

  040.

  041. for(i=0;i<6;i++) //发送包头

  042. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  043.

  044. for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d

  045. USART1_SendByte(FP_Get_Img[i]);

  046.

  047. for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息

  048. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  049.}

  050.

  051.//删除所有指纹模版

  052.void FINGERPRINT_Cmd_Delete_All_Model(void)

  053.{

  054. unsigned char i;

  055.

  056. for(i=0;i<6;i++) //发送包头

  057. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  058.

  059. for(i=0;i<6;i++) //发送命令 0x1d

  060. USART1_SendByte(FP_Delet_All_Model[i]);

  061.

  062. for(i=0;i<12;i++)//读回应答信息

  063. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  064.}

  065.

  066.//讲图像转换成特征码存放在Buffer1中

  067.void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1(void)

  068.{

  069. unsigned char i;

  070. for(i=0;i<6;i++) //发送包头

  071. {

  072. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  073. }

  074. for(i=0;i<7;i++) //发送命令 将图像转换成 特征码 存放在 CHAR_buffer1

  075. {

  076. USART1_SendByte(FP_Img_To_Buffer1[i]);

  077. }

  078. for(i=0;i<12;i++)//读应答信息

  079. {

  080. dat[i]=USART1_ReceivByte();//把应答数据存放到缓冲区

  081. }

  082.}

  083.

  084.//将图像转换成特征码存放在Buffer2中

  085.void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2(void)

  086.{

  087. unsigned char i;

  088. for(i=0;i<6;i++) //发送包头

  089. {

  090. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  091. }

  092.

  093. for(i=0;i<7;i++) //发送命令 将图像转换成 特征码 存放在 CHAR_buffer1

  094. {

  095. USART1_SendByte(FP_Img_To_Buffer2[i]);

  096. }

  097. for(i=0;i<12;i++)

  098. {

  099. dat[i]=USART1_ReceivByte();//读回应答信息

  100. }

  101.}

  102.

  103.//将BUFFER1 跟 BUFFER2 中的特征码合并成指纹模版

  104.void FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model(void)

  105.{

  106. unsigned char i;

  107.

  108. for(i=0;i<6;i++) //包头

  109. {

  110. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  111. }

  112.

  113. for(i=0;i<6;i++) //命令合并指纹模版

  114. {

  115. USART1_SendByte(FP_Reg_Model[i]);

  116. }

  117.

  118. for(i=0;i<12;i++)

  119. {

  120. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  121. }

  122.}

  123.

  124.//存储模版到特定地址

  125.void FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger( unsigned char ucH_Char, unsigned char ucL_Char)

  126.{

  127. unsigned long temp = 0;

  128. unsigned char i;

  129.

  130. FP_Save_Finger[5] = ucH_Char;

  131. FP_Save_Finger[6] = ucL_Char;

  132.

  133.

  134. for(i=0;i<7;i++) //计算校验和

  135. temp = temp + FP_Save_Finger[i];

  136.

  137. FP_Save_Finger[7]=(temp & 0x00FF00) >> 8; //存放校验数据

  138. FP_Save_Finger[8]= temp & 0x0000FF;

  139.

  140.

  141. for(i=0;i<6;i++)

  142. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]); //发送包头

  143.

  144. for(i=0;i<9;i++)

  145. USART1_SendByte(FP_Save_Finger[i]); //发送命令 将图像转换成 特征码 存放在 CHAR_buffer1

  146.

  147. for(i=0;i<12;i++)

  148. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  149.}

  150.

  151.//获得指纹模板数量

  152.void FINGERPRINT_Cmd_Get_Templete_Num(void)

  153.{

  154. unsigned int i;

  155.

  156. for(i=0;i<6;i++) //包头

  157. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  158.

  159. //发送命令 0x1d

  160. for(i=0;i<6;i++)

  161. USART1_SendByte(FP_Templete_Num[i]);

  162.

  163. for(i=0;i<12;i++)

  164. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  165.}

  166.

  167.//搜索全部用户999枚

  168.void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger(void)

  169.{

  170. unsigned char i;

  171. //发送命令搜索指纹库

  172. for(i=0;i<6;i++)

  173. {

  174. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  175. }

  176.

  177. for(i=0;i<11;i++)

  178. {

  179. USART1_SendByte(FP_Search[i]);

  180. }

  181.

  182. for(i=0;i<16;i++)

  183. {

  184. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  185. }

  186.}

  187.

  188.//搜索用户0~9枚

  189.void FINGERPRINT_Cmd_Search_Finger_Admin(void)

  190.{

  191. unsigned char i;

  192. for(i=0;i<6;i++) //发送命令搜索指纹库

  193. {

  194. USART1_SendByte(FP_Pack_Head[i]);

  195. }

  196.

  197. for(i=0;i<11;i++)

  198. {

  199. USART1_SendByte(FP_Search_0_9[i]);

  200. }

  201.

  202. for(i=0;i<12;i++)

  203. dat[i]=USART1_ReceivByte();

  204.}

  205.

  206.//添加一个新的指纹

  207.unsigned char FP_add_new_user(unsigned char ucH_user,unsigned char ucL_user)

  208.{

  209. do

  210. {

  211. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //获得指纹图像

  212. } while ( dat[9]!=0x0 ); //检测是否成功的按了指纹

  213.

  214. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1(); //将图像转换成特征码存放在Buffer1中

  215.

  216. do

  217. {

  218. FINGERPRINT_Cmd_Get_Img(); //获得指纹图像

  219. } while( dat[9]!=0x0 );

  220.

  221. FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer2(); //将图像转换成特征码存放在Buffer2中

  222.

  223. FINGERPRINT_Cmd_Reg_Model(); //转换成特征码

  224.

  225. FINGERPRINT_Cmd_Save_Finger(ucH_user,ucL_user);

  226.

  227. return 0;

  228.}

  第2个 FPM10A.h

  
  
  view source

  print?

  01.#ifndef _FPM10A_H

  02.#define _FPM10A_H

  03.#include <stdint.h>

  04.

  05.extern unsigned char dat[18];

  06.

  07.extern void FINGERPRINT_Cmd_Get_Img();

  08.extern void FINGERPRINT_Cmd_Img_To_Buffer1();

  09.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);

  17.

  18.

  19.extern void USART1_SendByte(unsigned char temp);

  20.extern unsigned char USART1_ReceivByte();

  21.

  22.extern void Delay_ms1(uint32_t nCount);

  23.

  24.void Delay_nus1(uint32_t nCount)

  25.{

  26. uint32_t j;

  27. while(nCount--)

  28. {

  29. j=8;

  30. while(j--);

  31. }

  32.}

  33.

  34.void Delay_ms1(uint32_t nCount)

  35.{

  36. while(nCount--)

  37. Delay_nus1(1100);

  38.}

  39.

  40.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

  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.}

  48.

  49.#endif

  有了这两个东西，加入到你的工程中，就可以直接调用啦！