STM32实战：基于STM32F103的智能门禁系统（RFID+指纹+OLED）

文章目录

• • 一、项目概述
  • • 核心功能
    • 硬件清单
    • 开发环境
  • 二、硬件接线
  • 三、系统流程图
  • 四、工程创建与基础配置
  • • 1. 新建STM32工程
    • 2. 基础时钟配置
  • 五、模块驱动代码
  • • 1. 延时函数：delay.c / delay.h
    • • delay.c
      • delay.h
    • 2. OLED驱动：oled.c / oled.h
    • • oled.c
      • oled.h
    • 3. RC522 RFID驱动：rc522.c / rc522.h
    • • rc522.c
      • rc522.h
    • 4. AS608指纹驱动：finger.c / finger.h
    • • finger.c
      • finger.h
    • 5. 继电器驱动：relay.c / relay.h
    • • relay.c
      • relay.h
  • 六、主函数代码：main.c
  • 七、零基础操作步骤
  • • 步骤1：硬件接线
    • 步骤2：新建工程文件
    • 步骤3：复制代码
    • 步骤4：修改合法卡号
    • 步骤5：编译下载
    • 步骤6：功能测试
  • 八、常见问题解决
  • 九、项目扩展方向

一、项目概述

本项目基于STM32F103C8T6核心板，结合RC522 RFID模块、AS608指纹模块、0.96寸I2C OLED显示屏，实现一套完整的智能门禁系统。

核心功能

硬件清单

开发环境

Keil5 MDK + STM32CubeMX（基础配置）+ 标准库/寄存器代码

二、硬件接线

所有接线严格按照下表连接，VCC供电必须匹配，避免烧毁模块！

三、系统流程图

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是

是

否

是

是

否

否

否

系统上电初始化

OLED显示欢迎界面

RFID模块初始化

指纹模块初始化

继电器复位（关门）

循环检测：刷卡/指纹

检测到RFID卡？

读取卡号并验证

卡号合法？

继电器开门，OLED显示开门成功

OLED显示无效卡

延时后关门，返回检测

检测到指纹输入？

指纹匹配验证

匹配成功？

OLED显示指纹不匹配

样式说明：深色背景，白色字体，流程清晰直观，小白可直接对照理解系统运行逻辑。

四、工程创建与基础配置

1. 新建STM32工程

2. 基础时钟配置

所有外设时钟统一使能：GPIOA、GPIOB、SPI1、USART2、I2C1时钟使能。

五、模块驱动代码

所有代码文件名清晰标注，零基础直接新建对应文件复制即可。

1. 延时函数：delay.c / delay.h

delay.c

#include "delay.h"

// 微秒级延时
void delay_us(u32 nus)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD = 9 * nus;
SysTick->VAL = 0X00;
SysTick->CTRL = 0X01;
do
{
temp = SysTick->CTRL;
} while ((temp & 0x01) && !(temp & (1 << 16)));
SysTick->CTRL = 0X00;
SysTick->VAL = 0X00;
}

// 毫秒级延时
void delay_ms(u16 nms)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD = 9000 * nms;
SysTick->VAL = 0X00;
SysTick->CTRL = 0X01;
do
{
temp = SysTick->CTRL;
} while ((temp & 0x01) && !(temp & (1 << 16)));
SysTick->CTRL = 0X00;
SysTick->VAL = 0X00;
}

delay.h

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H

#include "stm32f10x.h"

void delay_us(u32 nus);
void delay_ms(u16 nms);

#endif

2. OLED驱动：oled.c / oled.h

oled.c

#include "oled.h"
#include "stdlib.h"
#include "oledfont.h"

u8 OLED_GRAM[128][8];

// OLED写命令
void OLED_WR_Cmd(u8 cmd)
{
I2C_Start();
I2C_Send_Byte(0x78);
I2C_Wait_Ack();
I2C_Send_Byte(0x00);
I2C_Wait_Ack();
I2C_Send_Byte(cmd);
I2C_Wait_Ack();
I2C_Stop();
}

// OLED写数据
void OLED_WR_Data(u8 data)
{
I2C_Start();
I2C_Send_Byte(0x78);
I2C_Wait_Ack();
I2C_Send_Byte(0x40);
I2C_Wait_Ack();
I2C_Send_Byte(data);
I2C_Wait_Ack();
I2C_Stop();
}

// OLED初始化
void OLED_Init(void)
{
delay_ms(100);
OLED_WR_Cmd(0xAE);
OLED_WR_Cmd(0xD5);
OLED_WR_Cmd(0x80);
OLED_WR_Cmd(0xA8);
OLED_WR_Cmd(0x3F);
OLED_WR_Cmd(0xD3);
OLED_WR_Cmd(0x00);
OLED_WR_Cmd(0x40);
OLED_WR_Cmd(0x8D);
OLED_WR_Cmd(0x14);
OLED_WR_Cmd(0x20);
OLED_WR_Cmd(0x02);
OLED_WR_Cmd(0xA1);
OLED_WR_Cmd(0xC8);
OLED_WR_Cmd(0xDA);
OLED_WR_Cmd(0x12);
OLED_WR_Cmd(0x81);
OLED_WR_Cmd(0xCF);
OLED_WR_Cmd(0xD9);
OLED_WR_Cmd(0xF1);
OLED_WR_Cmd(0xDB);
OLED_WR_Cmd(0x30);
OLED_WR_Cmd(0xA4);
OLED_WR_Cmd(0xA6);
OLED_Clear();
OLED_WR_Cmd(0xAF);
}

// 清屏
void OLED_Clear(void)
{
u8 i, n;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_WR_Cmd(0xB0 + i);
OLED_WR_Cmd(0x00);
OLED_WR_Cmd(0x10);
for (n = 0; n < 128; n++)
OLED_WR_Data(0x00);
}
}

// 显示字符串
void OLED_ShowString(u8 x, u8 y, u8 *chr, u8 size)
{
while (*chr)
{
OLED_ShowChar(x, y, *chr, size);
x += 8;
if (x > 120)
{
x = 0;
y += 2;
}
chr++;
}
}

oled.h

#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"

void OLED_Init(void);
void OLED_Clear(void);
void OLED_ShowString(u8 x, u8 y, u8 *chr, u8 size);

#endif

3. RC522 RFID驱动：rc522.c / rc522.h

rc522.c

#include "rc522.h"
#include "delay.h"

// SPI读写一个字节
u8 SPI1_RW_Byte(u8 byte)
{
u8 i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (byte & 0x80)
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
else
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
byte <<= 1;
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
delay_us(1);
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6))
byte |= 1;
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
delay_us(1);
}
return byte;
}

// RC522写寄存器
void MFRC522_WriteRegister(u8 addr, u8 data)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
SPI1_RW_Byte((addr << 1) & 0x7E);
SPI1_RW_Byte(data);
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
}

// RC522读寄存器
u8 MFRC522_ReadRegister(u8 addr)
{
u8 data;
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
SPI1_RW_Byte(((addr << 1) & 0x7E) | 0x80);
data = SPI1_RW_Byte(0xFF);
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
return data;
}

// RC522初始化
void MFRC522_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);

MFRC522_WriteRegister(MFRC522_REG_COMMAND, PCD_IDLE);
MFRC522_WriteRegister(MFRC522_REG_MODE, 0x3D);
MFRC522_WriteRegister(MFRC522_REG_TR_MODE, 0x00);
MFRC522_WriteRegister(MFRC522_REG_RF_CFG, 0x70);
MFRC522_WriteRegister(MFRC522_REG_TX_CONTROL, 0x40 | 0x20);
}

// 检测卡片
u8 MFRC522_CheckCard(u8 *id)
{
u8 status;
u8 str[4];
status = MFRC522_Request(PICC_REQIDL, str);
if (status == MI_OK)
status = MFRC522_Anticoll(str);
if (status == MI_OK)
{
id[0] = str[0];
id[1] = str[1];
id[2] = str[2];
id[3] = str[3];
}
return status;
}

rc522.h

#ifndef __RC522_H
#define __RC522_H

#include "stm32f10x.h"

void MFRC522_Init(void);
u8 MFRC522_CheckCard(u8 *id);

#endif

4. AS608指纹驱动：finger.c / finger.h

finger.c

#include "finger.h"
#include "usart2.h"
#include "delay.h"

// 指纹模块握手
u8 AS608_Ping(void)
{
u8 send_buf[] = {0xEF, 0x01, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x03};
u8 recv_buf[10];
USART2_Send_Data(send_buf, 11);
delay_ms(100);
if (USART2_Receive_Data(recv_buf, 10))
{
if (recv_buf[9] == 0x00)
return 0;
}
return 1;
}

// 指纹录入
u8 AS608_Enroll(u8 page)
{
u8 send_buf[] = {0xEF, 0x01, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x03, 0x01, 0x00, 0x05};
send_buf[9] = page;
USART2_Send_Data(send_buf, 12);
delay_ms(1000);
return 0;
}

// 指纹识别
u8 AS608_Match(void)
{
u8 send_buf[] = {0xEF, 0x01, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x01, 0x00, 0x02, 0x00, 0x03};
u8 recv_buf[15];
USART2_Send_Data(send_buf, 11);
delay_ms(500);
if (USART2_Receive_Data(recv_buf, 15))
{
if (recv_buf[6] == 0x00)
return 0;
}
return 1;
}

finger.h

#ifndef __FINGER_H
#define __FINGER_H

#include "stm32f10x.h"

u8 AS608_Ping(void);
u8 AS608_Match(void);

#endif

5. 继电器驱动：relay.c / relay.h

relay.c

#include "relay.h"

// 继电器初始化 PB0
void Relay_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // 初始关门
}

// 开门
void Relay_Open(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);
}

// 关门
void Relay_Close(void)
{
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);
}

relay.h

#ifndef __RELAY_H
#define __RELAY_H

#include "stm32f10x.h"

void Relay_Init(void);
void Relay_Open(void);
void Relay_Close(void);

#endif

六、主函数代码：main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "rc522.h"
#include "finger.h"
#include "relay.h"

// 合法卡卡号（自行修改为你的卡片UID）
u8 Valid_Card[4] = {0x12, 0x34, 0x56, 0x78};

int main(void)
{
u8 card_id[4];
u8 i;

// 模块初始化
delay_init();
OLED_Init();
MFRC522_Init();
Relay_Init();
USART2_Init(9600);

// 开机界面
OLED_Clear();
OLED_ShowString(0, 0, " Access Control", 16);
OLED_ShowString(0, 2, "RFID+Finger+OLED", 16);
delay_ms(2000);

while (1)
{
OLED_Clear();
OLED_ShowString(0, 0, "Ready to Verify", 16);
OLED_ShowString(0, 2, "Card/Finger", 16);

// 1. 检测RFID卡
if (MFRC522_CheckCard(card_id) == MI_OK)
{
OLED_Clear();
OLED_ShowString(0, 0, "Card Detected", 16);

// 验证卡号
if (card_id[0] == Valid_Card[0] && card_id[1] == Valid_Card[1] &&
card_id[2] == Valid_Card[2] && card_id[3] == Valid_Card[3])
{
OLED_ShowString(0, 2, "Open Success!", 16);
Relay_Open();
delay_ms(3000);
Relay_Close();
}
else
{
OLED_ShowString(0, 2, "Invalid Card!", 16);
delay_ms(2000);
}
continue;
}

// 2. 检测指纹
if (AS608_Match() == 0)
{
OLED_Clear();
OLED_ShowString(0, 0, "Finger Matched", 16);
OLED_ShowString(0, 2, "Open Success!", 16);
Relay_Open();
delay_ms(3000);
Relay_Close();
}

delay_ms(100);
}
}

七、零基础操作步骤

步骤1：硬件接线

严格按照第二章表格接线，所有GND必须共地，3.3V模块绝不接5V。

步骤2：新建工程文件

在Keil5中新建项目，依次新建以下文件： delay.c/h、oled.c/h、rc522.c/h、finger.c/h、relay.c/h、main.c

步骤3：复制代码

将第五章、第六章对应代码复制到对应文件中。

步骤4：修改合法卡号

在main.c中找到Valid_Card[4]，修改为你自己的RFID卡UID。

步骤5：编译下载

步骤6：功能测试

八、常见问题解决

九、项目扩展方向