AS608光学指纹模组编程和应用详解（提供完整的代码）
AS608光学指纹模组编程和应用详解
一、前言
上次讲解了两个简单实用的传感器，反馈很多，能够帮助到大家，我也很开心。所以今天继续给大家介绍一个实用易上手的传感器，在这里有些同学可能就会质疑了，指纹识别哪里简单了？别急，容我细细道来，看完整篇文章，你可能就会觉得，不过如此嘛。
程序的话还是老规矩，在评论留下你的邮箱，我会给你们发完整的程序，原理图，数据手册等资料。因为这个是我大学做毕设时用到的一个模块，内容比较多，有些细节一时记不清了，所以有些地方可能讲的不是特别深入，如果你们有什么地方看不懂，可以留言和私信给我，我再给你们解答。
如果能够帮助到你，请点赞+关注，又快到做毕设的日子了，我后面也会继续写更多的博文，希望能够帮到你们。
二、芯片介绍
1、芯片简介
AS608是一个集成的光学指纹芯片，内部有指纹算法，其实指纹识别最难的地方在于算法，目前的算法是前人不断开发完善得到的，所以在前几年，算法都是某些大企业独有的技术，他们只卖芯片不卖算法。当然现在的话，光学指纹的算法也逐渐放出来了，因为现在用的更多的是半导体，超声波指纹识别，光学指纹他们已经玩腻了。说远了，回归正题，虽然AS608内部的算法我们是看不到的，但是它预留了一个串口和相关的串口指令集，我们可以用这些指令调用指纹算法，从而实现我们需要的功能。
2、引脚定义
三、通讯原理和通讯的流程讲解
1、通讯方法
通过给AS608串口发送特定的指令，就可以调用里面的算法，进行相应的操作。这些指令有三种格式：命令包格式，数据包格式和接收包格式。命令包是用来控制AS608的，数据包和结束包只在导出（把模块里面的指纹导出到别的设备）和导入（把其他设备的数据导入模块）指纹数据的时候用到的。
我这里以命令包格式为例，给大家讲解一下，包头是2个字节的数据，固定为0xEF01；芯片地址4个字节，默认是0xFFFFFFFF，可以后面发送指令修改；包识别是用来区分指令的类型的，如命令包固定为0x01；包长度是指这一条指令有多少个重要的数据，包长度=包长度至校验和（指令、参数或数据）的总字节数，包含校验和，但不包含包长度本身的字节数；指令就是需要AS608执行的操作，具体的定义我后面再说；参数和具体的指令有关，不同的指令，参数的长度和数值都有所不同；校验和是为了确保串口通讯过程中出现错误，导致命令出错，校验和是从包标识至校验和之间所有字节之和。
2、功能的实现及通讯的流程
我这里只详细讲解录入指纹、识别指纹和删除指纹这三个最常用的功能的实现和操作步骤。如果你们需要用到导出和导入指纹，可以留言或私信给我，我再详细讲解。
1）录入指纹
录入指纹有以下几个步骤：
第一，录入图像。当你的手指放在光学指纹窗口的时候执行这个指令，就可以把指纹的图像拍下来。
第二，生成特征。当你的指纹图像拍下来之后，调用这个指令就可以把图像中的指纹特征记录下来。AS608里面有2个缓存区可以存这个特征，我们这里先用第1个存。
第三，再次录入图像。把同一个手指放在光学指纹窗口，然后执行这个指令，再拍一个指纹图像。
第四，再次生成特征。把第二次录入的图像的指纹特征存到第2个缓存区。
第五．精确比对两枚指纹特征。录入指纹的时候为了增加准确性，最好是记录多次指纹特征，这个指令就是对录入的两个指纹特征进行比对，如果一致就说明是同一个人的同一个指纹。
第六，合并特征（生成模板）。当录入了两个指纹特征，并且两个特征是一致的时候，就可以把两个特征合并成一个指纹模板。这个指纹模板就是我们最终要录入的指纹。
第七，储存模板。当生成一个模板的时候，我们可以把这个模板存到AS608内部的Flash里面，存储的时候需要输入一个指纹ID号，这个ID其实是Flash的地址，不同的ID号，存储的位置不同，最多好像能存两三百个指纹。
2）识别指纹
第一，录入图像。这一步和录入指纹的第一步是一样的，目的是把指纹的图像拍下来。
第二，生成特征。这一步和录入指纹的第二步是一样的。指纹特征可以存到第一个缓存区也可以存到第二个缓存区。
第三，搜索指纹。调用这个指令就会将已经存在Flash里面的指纹模板和缓存区的指纹特征一一比对，如果有搜索到，会返回这个指纹的ID。要注意的是，调用的时候需要指明比对的特征是缓存区1还是缓存区2，你要选择第二步生成的特征所存储的缓存区。
3）删除指纹
删除指纹可以选择删除个别指纹或者删除所有指纹。
删除一个或几个：调用“删除模板”指令，调用的时候需要输入要删除的起始ID号和删除个数，调用之后就会把Flash里面ID号对应位置的数据清除掉。如：起始ID号是3，删除个数是4，那么就会把3，4，5，6这四个ID号对应的指纹删掉。
删除所有：调用“清空指纹库”指令即可。
4）导出指纹模板
第一，读出模板存到缓存区。
第二，上传特征或模板。
5）导入指纹模板
第一，下载特征或模板。
第二，储存模板。
6）导出图像
第一，录入图像。
第二，上传图像。
7）导入图像
第一，下载图像。
第二，生成特征。
第三，存储模板。
3、指令讲解
所有的指令在“AS60x指纹识别SOC用户手册V10”这个文件中都有说明，我这里只给大家讲解一些常用的指令。
1） 录入图像
这个指令你只需要按照下面指令包格式用串口给AS608发送数据就可以了，建议先用电脑串口助手发，理解这个通讯的过程之后再用单片机发。注意下面的数据是十六进制表示的，所以你如果用串口助手发的话要用“hex发送”。发送成功之后模块应该会有回复，根据回复的内容可以知道指令执行的状态。
如：发送：EF 01 FF FF FF FF 01 03 01 05 回复：EF 01 FF FF FF FF 07 03 00 0A
说明图像录入成功。
2） 生成特征
这个指令的发送和接收跟上面录入图像基本一致，唯一的区别是多了一个缓存区号，缓存区有两个，是用来暂存和比较两个指纹特征的。我们可以把第一次录入的图像生成特征存在缓存区1，把第二次录入的图像生成特征存在缓存区2。
3） 精确比对两枚指纹特征
这个指令可以比对2个缓存区的指纹特征。
4） 合并特征（生成模板）
当录入了两个指纹特征，并且两个特征是一致的时候，就可以把两个特征合并成一个指纹模板。这个指纹模板就是我们最终录入的指纹图像。要注意的是合并之后的特征要存到缓存区1或者缓存区2，发送指令的时候需要注意你输入的缓存区号，因为后面储存模板选择的缓存区和你现在输入的缓存区要一致。
5） 储存模板
当生成一个模板的时候，我们可以把这个模板存到AS608内部的Flash里面。存储的时候要选择缓存区号和指纹ID，缓存区号和上面合并特征之后存到的缓存区号一致。ID其实是Flash的存储地址，不同的ID代表存储的位置不同，如果录入了两个不同的指纹，但是都存到同一个ID里面，那么第二次录入的指纹就会覆盖掉第一次录入的。
6） 搜索指纹
这个指令是用来识别指纹的。调用这个指令就会将已经存在Flash里面的指纹模板和缓存区的指纹特征一一比对，如果有搜索到，会返回这个指纹的ID。要注意的是，调用的时候需要指明比对的特征是在缓存区1还是缓存区2的，你在调用这个指令之前就应该把要识别的指纹的特征存到缓存区1或缓存区2。
7） 删除模板
调用的时候需要输入要删除的起始ID号和删除个数，调用之后就会把Flash里面ID号对应位置的数据清除掉。如：起始ID号是3，删除个数是4，那么就会把3，4，5，6这四个ID号对应的指纹删掉。
四、编程讲解
我这里以stm32驱动为例，我这个程序是做一个学生考勤系统的。上位机通过串口给单片机发对应的指令，单片机执行相应的操作，用到了OLED显示屏，语音播报模块，flash芯片等外设，因此里面会有一些外设相关的程序，可以忽略，你们可以只看录入指纹、识别指纹和清空指纹那部分。
1、 底层驱动
#include 2、录指纹函数
//录入指纹
u16 Add_FR(u16 ID)
{
u8 i=0,ensure,processnum=0;
int a=1;
Audio(2); //播放"开始录入指纹"
delay_ms(1000);
OLED_Clear();
OLED_ShowCHinese(28,0,14);
OLED_ShowCHinese(48,0,15);
OLED_ShowCHinese(68,0,16);
OLED_ShowCHinese(88,0,17); //显示"录入指纹"
while(a)
{
switch (processnum)
{
case 0:
i++;
Audio(3);
OLED_ShowCHinese(28,2,18);
OLED_ShowCHinese(48,2,25);
OLED_ShowCHinese(68,2,26);
OLED_ShowCHinese(88,2,27); //显示"请按手指"
delay_ms(50);
if(PS_Sta==1)
{
ensure=PS_GetImage(); //录入图像
if(ensure==0x00)
{
ensure=PS_GenChar(CharBuffer1); //生成特征
if(ensure==0x00)
{
Audio(4); //播报"开始录入指纹"
OLED_ShowCHinese(28,2,16);
OLED_ShowCHinese(48,2,17);
OLED_ShowCHinese(68,2,28);
OLED_ShowCHinese(88,2,29); //显示"指纹正确"
delay_ms(1000);
i=0;
processnum=1; //跳到第二步
}
else
{
OLED_ShowCHinese(28,2,16);
OLED_ShowCHinese(48,2,17);
OLED_ShowCHinese(68,2,8);
OLED_ShowCHinese(88,2,9); //显示"指纹错误"
}
}
}
break;
case 1:
i++;
Audio(5); //播报"请再按一次手指"
OLED_ShowCHinese(8,2,30);
OLED_ShowCHinese(28,2,25);
OLED_ShowCHinese(48,2,31);
OLED_ShowCHinese(68,2,32);
OLED_ShowCHinese(88,2,26);
OLED_ShowCHinese(108,2,27); //显示"再按一次手指"
if(PS_Sta==1)
{
ensure=PS_GetImage(); //录入图像
if(ensure==0x00)
{
ensure=PS_GenChar(CharBuffer2); //生成特征
if(ensure==0x00)
{
Audio(4);
OLED_ShowString(8,2," ",16);
OLED_ShowCHinese(28,2,16);
OLED_ShowCHinese(48,2,17);
OLED_ShowCHinese(68,2,28);
OLED_ShowCHinese(88,2,29); //显示"指纹正确"
i=0;
processnum=2; //跳到第三步
}
else
{
OLED_ShowCHinese(28,2,16);
OLED_ShowCHinese(48,2,17);
OLED_ShowCHinese(68,2,8);
OLED_ShowCHinese(88,2,9); //显示"指纹错误"
}
}
}
break;
case 2:
i++;
ensure=PS_Match(); //对比两次指纹
if(ensure==0x00) //两次指纹一致
{
processnum=3; //跳到第四步
}
else //两次指纹不一致
{
Audio(19); //播报"两次指纹不一样，请重新录入"
delay_ms(50);
OLED_ShowCHinese(8,2,33);
OLED_ShowCHinese(28,2,32);
OLED_ShowCHinese(48,2,16);
OLED_ShowCHinese(68,2,17);
OLED_ShowCHinese(88,2,34);
OLED_ShowCHinese(108,2,35); //显示"两次指纹不同"
OLED_ShowCHinese(8,4,18);
OLED_ShowCHinese(28,4,36);
OLED_ShowCHinese(48,4,37);
OLED_ShowCHinese(68,4,14);
OLED_ShowCHinese(88,4,15); //"请重新录入"
delay_ms(1500);
OLED_ShowString(8,2," ",16);
OLED_ShowString(8,4," ",16);
i=0;
processnum=0; //跳回第一步
}
break;
case 3:
ensure=PS_RegModel(); //产生一个指纹模板
if(ensure==0x00) //生成指纹模板成功
{
processnum=4; //跳到第五步
}
else
{
processnum=0;
}
break;
case 4:
i++;
ensure=PS_StoreChar(CharBuffer2,ID); //储存模板
if(ensure==0x00)
{
Audio(6);
MYUSART_SendData1(0x3A);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x04);
MYUSART_SendData1(0x3A);
OLED_ShowString(8,2," ",16);
OLED_ShowCHinese(28,2,14);
OLED_ShowCHinese(48,2,15);
OLED_ShowCHinese(68,2,6);
OLED_ShowCHinese(88,2,7); //显示"录入成功"
ZW_ID[0]=ID;
SPI_Flash_Write((u8*)ZW_ID,FLASH_SIZE-100,1); //写入当前ID
a=0;
break;
}
else
{
processnum=0;
}
break;
}
delay_ms(1000);
if(i>5)
{
i=0;
a=0;
Audio(7); //播报"录入失败"
MYUSART_SendData1(0x3A);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x04);
MYUSART_SendData1(0x3A);
OLED_ShowCHinese(28,2,14);
OLED_ShowCHinese(48,2,15);
OLED_ShowCHinese(68,2,4);
OLED_ShowCHinese(88,2,5); //显示"录入失败"
delay_ms(1000);
OLED_ShowString(28,2," ",16);
}
}
}
3、刷指纹
void press_FR(void)
{
SearchResult seach;
u8 ensure;
if(audio_flag)
{
audio_flag=0;
Audio(11);//播报“开始签到，请按手指”
}
OLED_ShowString(0,0," ",16);
OLED_ShowString(104,0," ",16);
OLED_ShowString(0,2," ",16);
OLED_ShowString(0,4," ",16);
OLED_ShowString(0,6," ",16);
OLED_ShowCHinese(28,0,10);
OLED_ShowCHinese(48,0,11);
OLED_ShowCHinese(68,0,12);
OLED_ShowCHinese(88,0,13); //显示"开始签到"
// printf("开始签到\n");
if(PS_Sta==1)
{
ensure=PS_GetImage();
if(ensure==0x00)//获取图像
{
OLED_ShowCHinese(28,2,69);
OLED_ShowCHinese(48,2,70);
OLED_ShowCHinese(68,2,71);
OLED_ShowString(88,2,"...",16); //显示"比对中..."
// printf("获取图像成功 \n");
ensure=PS_GenChar(CharBuffer1);
if(ensure==0x00) //生成特征
{
// printf("生成特征成功 \n");
ensure=PS_HighSpeedSearch(CharBuffer1,0,300,&seach);
if(ensure==0x00)//搜索成功
{
// printf("搜索指纹成功\n ");//搜索指纹成功
// delay_ms(100);
// sprintf(str,"Match ID:%d Match score:%d\n",seach.pageID,seach.mathscore);//显示匹配指纹的ID和分数
// printf(" 匹配指纹的ID和分数 %s\n",str);
// printf("%d",seach.pageID);
// OLED_ShowNum(0,6,seach.pageID,6,16);
Up_stu_num(seach.pageID);
ID=seach.pageID;
OLED_ShowCHinese(28,4,12);
OLED_ShowCHinese(48,4,13);
OLED_ShowCHinese(68,4,6);
OLED_ShowCHinese(88,4,7); //显示"签到成功"
Audio(12);//播报“签到成功”
delay_ms(1000);
}
else
{
Audio(13);
OLED_ShowCHinese(28,4,12);
OLED_ShowCHinese(48,4,13);
OLED_ShowCHinese(68,4,4);
OLED_ShowCHinese(88,4,5); //显示"签到失败"
delay_ms(1000);
// ShowErrMessage(ensure);
}
// delay_ms(50);
}
// else
// ShowErrMessage(ensure);
// delay_ms(50);
}
}
}
4、清空指纹
这个函数在底层驱动里面有，直接调用即可
PS_Empty();
5、上传和下载指纹
如果没有用到这个功能可以跳过
u16 Up_FR(u16 ID) //上传指纹
{
u8 ensure;
Audio(15);
OLED_Clear();
OLED_ShowCHinese(28,0,60);
OLED_ShowCHinese(48,0,61);
OLED_ShowCHinese(68,0,16);
OLED_ShowCHinese(88,0,17); //显示"上传指纹"
ensure=PS_LoadChar(CharBuffer2,ID); //读出模板
if(ensure==0x00)
{
PS_UpChar(CharBuffer2); //上传特征
if(ensure==0x00)
{
// printf("上传指纹成功");
Audio(16);
OLED_ShowCHinese(8,2,60);
OLED_ShowCHinese(28,2,61);
OLED_ShowCHinese(48,2,16);
OLED_ShowCHinese(68,2,17);
OLED_ShowCHinese(88,2,6);
OLED_ShowCHinese(108,2,7); //显示"上传指纹成功"
}
else
{
Audio(17);
OLED_ShowCHinese(8,2,60);
OLED_ShowCHinese(28,2,61);
OLED_ShowCHinese(48,2,16);
OLED_ShowCHinese(68,2,17);
OLED_ShowCHinese(88,2,4);
OLED_ShowCHinese(108,2,5); //显示"上传指纹失败"
delay_ms(1000);
}
}
else
{
OLED_ShowCHinese(8,2,60);
OLED_ShowCHinese(28,2,61);
OLED_ShowCHinese(48,2,16);
OLED_ShowCHinese(68,2,17);
OLED_ShowCHinese(88,2,6);
OLED_ShowCHinese(108,2,7); //显示"上传指纹失败"
delay_ms(1000);
}
}
u16 Down_FR(u16 ID) //下载指纹
{
u8 ensure;
u16 i;
Audio(8);
OLED_Clear();
OLED_ShowCHinese(28,0,58);
OLED_ShowCHinese(48,0,59);
OLED_ShowCHinese(68,0,16);
OLED_ShowCHinese(88,0,17); //显示"下载指纹"
ensure=PS_DownChar(CharBuffer2);
if(ensure==0x00)
{
for(i=4;i<838;i++)
{
while((USART2->SR&0X40)==0);
USART2->DR = USART_RX_BUF[i];
}
ensure=PS_StoreChar(CharBuffer2,ID);
if(ensure==0x00)
{
MYUSART_SendData1(0x3A);
MYUSART_SendData1(0x03);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x03);
MYUSART_SendData1(0x3A);
// printf("下载指纹成功");
ZW_ID[0]=ID;
SPI_Flash_Write((u8*)ZW_ID,FLASH_SIZE-100,1); //写入当前ID
OLED_ShowCHinese(8,2,58);
OLED_ShowCHinese(28,2,59);
OLED_ShowCHinese(48,2,16);
OLED_ShowCHinese(68,2,17);
OLED_ShowCHinese(88,2,6);
OLED_ShowCHinese(108,2,7); //显示"下载指纹成功"
delay_ms(1000);
show_main_page();
}
else
{
Audio(10);
OLED_ShowCHinese(8,2,58);
OLED_ShowCHinese(28,2,59);
OLED_ShowCHinese(48,2,16);
OLED_ShowCHinese(68,2,17);
OLED_ShowCHinese(88,2,4);
OLED_ShowCHinese(108,2,5); //显示"下载指纹失败"
}
}
}
6、main函数
我这份程序是做一个学生签到系统，上位机通过串口给单片机发送指令，单片机执行相应的操作
int main(void)
{
u16 t=0;
delay_init();
Audio_Init();//语音模块初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
TIM4_Int_Init(9999,7199);//10Khz的计数频率，1s定时中断
uart_init(115200); //初始化串口1波特率为115200，用于与上位机通讯
usart2_init(57600);//初始化串口2,用于与指纹模块通讯
PS_StaGPIO_Init(); //初始化FR读状态引脚
OLED_Init(); //OLED初始化
OLED_Clear();//OLED清屏
SPI_Flash_Init(); //外接FLASH芯片W25Q64初始化，用来存学生学号（指纹是存到AS608芯片里面的）
LED_Init();
while(SPI_Flash_ReadID()!=W25Q64) //检测W25Q64
{
delay_ms(100);
LED0=!LED0; //DS0闪烁
}
while(PS_HandShake(&AS608Addr)) //与AS608模块握手
{
OLED_ShowCHinese(8,0,0);
OLED_ShowCHinese(28,0,1);
OLED_ShowCHinese(48,0,2);
OLED_ShowCHinese(68,0,3);
OLED_ShowString(88,0,"...",16); //显示"正在连接..."
}
OLED_ShowCHinese(8,0,2);
OLED_ShowCHinese(28,0,3);
OLED_ShowCHinese(48,0,6);
OLED_ShowCHinese(68,0,7);
OLED_ShowString(88,0," ",16); //显示"连接成功"
// printf("\n连接成功\n");
OLED_Clear();
show_main_page();//OLED显示主界面
while(1)
{
command_rx();//等待串口接收指令（我这里是用上位机给单片机串口发指令的）
delay_ms(100);
if(command==0x01) //收到录入指纹命令
{
command=0;
SPI_Flash_Write((u8*)TEXT_Buffer,FLASH_SIZE-100,1);//从倒数第100个地址处开始,写入SIZE长度的数据
SPI_Flash_Read(ZW_ID,FLASH_SIZE-100,1); //读取当前已存的最大指纹ID号
ID=ZW_ID[0]+1;
Add_FR(ID); //录指纹
show_main_page(); //显示首页界面
}
else if(command==0x02) //上传指纹
{
command=0;
SPI_Flash_Read(ZW_ID,FLASH_SIZE-100,1); //读取当前已存的最大指纹ID号
ID=ZW_ID[0];
// MYUSART_SendData1(0x3A);
// MYUSART_SendData1(0x02);
// MYUSART_SendData1(0x03);
// MYUSART_SendData1(0x42);
Up_FR(ID); //获取指纹信息
for(t=0;t<841;t++)
{
while((USART1->SR&0X40)==0)
;
USART1->DR = zw_up[t]; //向上位机上传指纹信息
}
// MYUSART_SendData1(0x03);
// MYUSART_SendData1(0x45);
// MYUSART_SendData1(0x3A);
show_main_page();
}
else if(command==0x03) //下载指纹
{
command=0;
SPI_Flash_Read(ZW_ID,FLASH_SIZE-100,1); //读取当前已存的最大指纹ID号
ID=ZW_ID[0]+1;
Down_FR(ID); //下载指纹
show_main_page();
}
else if(command==0x04) //上传学号/开始签到
{
press_FR();
}
else if(command==0x05) //下载学号
{
command=0;
Down_stu_num(ID);
show_main_page();
}
else if(command==0x06) //结束签到
{
command=0;
Audio(14);
OLED_Clear();
OLED_ShowCHinese(28,0,12);
OLED_ShowCHinese(48,0,13);
OLED_ShowCHinese(68,0,62);
OLED_ShowCHinese(88,0,63);//显示"结束签到"
delay_ms(1500);
show_main_page();
}
else if(command==0x07) //清空数据
{
command=0;
PS_Empty();
ZW_ID[0]=0;
SPI_Flash_Write((u8*)ZW_ID,FLASH_SIZE-100,1); //写入当前ID
OLED_Clear();
MYUSART_SendData1(0x3A);
MYUSART_SendData1(0x07);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x01);
MYUSART_SendData1(0x00);
MYUSART_SendData1(0x04);
MYUSART_SendData1(0x3A);
OLED_ShowCHinese(12,4,64);
OLED_ShowCHinese(30,4,65);
OLED_ShowCHinese(48,4,66);
OLED_ShowCHinese(66,4,67);
OLED_ShowCHinese(84,4,68);//"已清空数据"
Audio(18); //播放"播放已清空数据"
delay_ms(1500);
show_main_page();
}
}
}
好了，关于这个光学指纹识别模块就讲到这里，程序是以前写的，现在回看，诸多地方都不满意，也没时间一一去改了，如果你们觉得写的不好，勿怪，如果大家还有什么问题可以留言给我。
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