【正文】 達(dá)到較高的識(shí)別率，在計(jì)算機(jī)中庫藏 2300人的正面照片，每人一張照片，使用相距 17年、差別比較大的照片去查詢，首選率可以達(dá)到 50%，前 20張輸出照片中包含有與輸入照片為同一人的照片的概率可達(dá) 70% 。 2020年 1月 18日，由清華大學(xué)電子系人臉識(shí)別課題組負(fù)責(zé)人蘇光大教授主持承擔(dān)的國(guó)家 十五 攻關(guān)項(xiàng)目《人臉識(shí)別系統(tǒng)》通過了由公安部主持的專家鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該項(xiàng)技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平和國(guó)際先進(jìn)水平。 河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 本論文的 內(nèi)容 本文針對(duì)人臉圖片的現(xiàn)狀及發(fā) 展趨勢(shì)，在閱讀了大量文獻(xiàn)及資料的基礎(chǔ)上，成功設(shè)計(jì)了一套用于人臉圖片識(shí)別系統(tǒng)。其重點(diǎn)在于液晶顯示、存儲(chǔ)器擴(kuò)展的硬件電路設(shè)計(jì)上。最終實(shí)現(xiàn)單片機(jī)利用串口對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并進(jìn)行儲(chǔ)存；對(duì)輸入的圖像和系統(tǒng)中已存圖像進(jìn)行比對(duì)識(shí)別；系統(tǒng)中存有輸入的圖像則控制液晶顯示此圖像，否則蜂鳴器報(bào)警。 本文的任務(wù) 1. 采用 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件程序設(shè)計(jì)； 2. 學(xué)會(huì)串口的使用，采用串口工具向存儲(chǔ)器傳送圖片； 3. 自行設(shè)計(jì)液晶顯示電路，由單片機(jī)精確控制圖 像的顯示或報(bào)警； 4. 減少冗余電路和接線，降低功耗，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。 第 2 章 人 臉圖片 識(shí)別 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖 21 所示是以單片機(jī)為核心的一套系統(tǒng) 。 圖片導(dǎo)入 單片機(jī) LCD 顯示模塊 報(bào)警電路 存儲(chǔ)器擴(kuò)展 RXD TXD 復(fù)位電路 電源電路 晶振電路 PC 圖 21 河 北工程大學(xué)畢業(yè)論文 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理 與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè) “ 電 ” 的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱 PC 機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成（如圖 1所示）。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器，如圖2所示）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的 “ 肚子 ” 里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單 片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “ 智能型 ” ，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。 第 3 章 系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3. 1 硬件設(shè)計(jì)基本流程 我們知道，硬件（ HardWare）是區(qū)別于軟件（ SoftWare）來說的，是控制邏輯的具體執(zhí)行和實(shí)現(xiàn)部分，它可以用來控制一些可執(zhí)行器件、機(jī)構(gòu)和設(shè)備，自 己就也可以實(shí)現(xiàn)很多功能，在人類創(chuàng)造過程中是處于底層的部分，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造的根本基礎(chǔ)之一 。 硬件電路包含的內(nèi)容很廣，例如，硬件電路可以有微處理器電路、LCD 液晶顯示電路、鍵盤電路、模擬量輸入電路、開關(guān)量輸入輸出電路、總線河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 通訊接口電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路等等?？偟膩碚f，應(yīng)該包括電子元件（如芯片、電阻、電容等） 、 接插件（接頭，卡頭，連接件等） 、 電路板及其它相關(guān)外部設(shè)備（電源、電機(jī)等） 。 所以我們的實(shí)驗(yàn)也將圍繞功能 \方案 —— 電路原理圖 —— 印刷電路板這樣一個(gè)流程展開。當(dāng)我們有了模擬電路、數(shù)字電路、微機(jī)原理的基礎(chǔ)之后，我們就可以開始 硬件電路的歷程 。 任何一個(gè)硬件設(shè)計(jì)都需要一個(gè)開始和完善的過程，核心在于“設(shè)計(jì)”。在這里我們將著重講解基于單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)流程。其他的設(shè)計(jì)都十分類似，一個(gè)設(shè)計(jì)是否成功，重要的在于對(duì)它的每一個(gè)環(huán)節(jié)的把握上。要進(jìn)行以單片機(jī)為核心的數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作，一般來說要按照如圖 31 流程進(jìn)行： 單片機(jī)的發(fā)展概況及其選擇 隨著電子技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)發(fā)展很快，單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)的一個(gè)獨(dú)特的分支，它是在一塊芯片上集成了多種功能部件所構(gòu)成的一臺(tái)完整的、具有一定功能的單片微型計(jì)算機(jī)。它打破了典 型微型計(jì)算機(jī)按邏輯功能劃分芯片結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)概念，以其體積小，功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如工業(yè)控制系統(tǒng)、智能化儀表、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用水平己逐漸成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。 目前世界上有很多單片機(jī)制造公司，如美國(guó)的 INTEL、 ATMEL、 MOTOROLA和 ZILOG 公司 。德國(guó)的 SIEMES 公司 。荷蘭的 PH工 LIP 公司等。他們相繼推出了各種類型的單片機(jī)，其中工 ntel 公司推出的一種高性能 8 位單片機(jī) MCS 一 51系列單片以其優(yōu)越的性能，成熟的技術(shù)和高性價(jià)比迅速占了工業(yè)測(cè) 控和自動(dòng)化工圖 31 硬件設(shè)計(jì)流程 河 北工程大學(xué)畢業(yè)論文 程領(lǐng)域的主要市場(chǎng)，成為單片機(jī)領(lǐng)域中的主流產(chǎn)品。 除了 INTEL 公司外， PH 工 LIP， ATMEL， ADM， S 工 EMES 等公司紛紛推出了與 MCS 一 51 系列兼容的單片機(jī)，其中 ATMEL 公司的 89 系列單片機(jī)也稱 Flash 單片機(jī)，在內(nèi)部功能的引腳上與 MCS 一 51 單片機(jī)是兼容的，它不僅繼承了 MCS 一 51 原有的功能，而且又?jǐn)U展了它的功能。 ATMEL89 系列單片機(jī)是以 8031 核構(gòu)成的，所以它和 8051 系列單片機(jī)是兼容的系列， 89 系列單片機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)。 89 系列單片機(jī)可分為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，低檔型號(hào)和高檔型號(hào)，經(jīng)過比較分析 ，根據(jù)本課題的特點(diǎn)，我們選用 ATMEL公司 89 系列的標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī) AT89C51。 AT89C51 單片機(jī)的介紹 AT89C51 單片機(jī)是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128bytes 的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)。功能強(qiáng)大的 AT89C51 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 主要性能參數(shù)： 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲(chǔ)器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)工作模式： 0HZ33MHZ 三級(jí)程序加密鎖 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個(gè)可編程 I/O 口線 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 全雙工串行 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng) 看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 掉電標(biāo)示和快速編程特性 靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP字節(jié)或頁寫模式） 功能特性概述： 圖 32 河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K字節(jié)閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線，看門狗（ WDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè)5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89S51 可降至 0HZ 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中到內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有工作部件直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 圖 33 河 北工程大學(xué)畢業(yè)論文 引腳功能說明： Vcc:電源電壓 GND:地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上 拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例 如執(zhí)行 MOVE @DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX @Ri 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR））區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其他控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸出端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流 （ IIL）。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示： P3 口還接手一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)論文 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的DISRTO 位（地址 8EH）可打開或關(guān)閉該功能。 DISRTO 位缺省為 RESET 輸出高電平打開狀態(tài)。 ALE/~PROG:當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址所存允許）輸出脈沖用于所存地址的低 8 位字節(jié) 。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ ~PROG）。 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。 ~PSEN：程序儲(chǔ)存允許（ ~PSEN）輸出是外部程 序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，當(dāng)AT89S51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 ~PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的 ~PSEN 信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)所存 EA 端狀態(tài)。 如 EA 端為高電平（接 VCC 端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V的編程電壓 VPP。 XTAL1： 振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 晶體振蕩器特性： 河 北工程大學(xué)畢業(yè)論文 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖 5. 外接石英晶體（或陶瓷諧振器