【正文】 1 條指令，含乘法指令和除法指令。與 51 子系列的不同之處在于：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器增至 256B，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器增至 8KB（ 8032/80C32 無(wú)），有 26B 的特殊功能寄存器，有 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，有 6 個(gè)中斷源。 8051 單片機(jī)。那么設(shè)計(jì)人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲(chǔ)器中，俗稱只讀程序存儲(chǔ)器（ ROM）。 MCS51 具有 64kB 程序存儲(chǔ)器尋址空間，它是用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。 8051 片內(nèi)有 4kB 的程序存儲(chǔ)單元，其地址為 0000H— 0FFFH，單片機(jī)啟動(dòng)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為 0000H，所以系統(tǒng)將從 0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。 0023H— 002AH 串行中斷地址區(qū)。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也稱為隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 8051 內(nèi)部 RAM 共有 256 個(gè)單元，這 256 個(gè)單元共分為兩部分。用戶可以根據(jù)需要確定擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量， MCS51 單片機(jī)訪問(wèn)片外 RAM 可用 1 個(gè)特殊功能寄存器 —— 數(shù)據(jù)指針寄存器 DPTR 尋址。 特殊功能寄存器（ SFR）也稱為專用寄存器，特殊功能寄存器反映了 MCS51 單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 （ 2）外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。 VCC 掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器， ALE端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 對(duì)于 EPROM 單片機(jī)（如 8751），在 EPROM 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（ PROG）。 PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出） 8 個(gè) LS 型的 TTL輸入。 對(duì)于 EPROM 型的單片機(jī)（如 8751），在 EPROM 編程期間，此引腳也用于施加 21V 的編程電源（ VPP）。 P1口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) LS 型的 TTL 負(fù)載。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它可以作為擴(kuò)展電路高 8 位地址總線送出高 8 位地址。 P3 能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) LS 型的 TTL 負(fù)載。 （四） MCS51 單片機(jī)的中央處理器 中央處理器是單片機(jī)內(nèi)部的核心部件，它決定了單片機(jī)的主要功能特性。 MCS51 單片機(jī)的 ALU 功能十分強(qiáng)，它不僅可對(duì) 8 位變量進(jìn)行邏 輯“與”、“或”、“異或”、 循環(huán)、求補(bǔ)、清零等基本操作，還可以進(jìn)行加、減、乘、除等基本運(yùn)算。單片機(jī)指令系統(tǒng)中的布爾指令集、存儲(chǔ)器中的位地址空間與 CPU 中的位操作構(gòu)成了片內(nèi)的布爾功能系統(tǒng)，它可對(duì)位（ bit）變量進(jìn)行布爾處理，如置位、清零、求補(bǔ)、測(cè)試轉(zhuǎn)移及邏輯“與”、“或”等操作。 控制部件是單片機(jī)的神經(jīng)中樞，它包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、指令寄存器、譯碼以及信息傳送控制部件。其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 圖 31系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 （二）指紋識(shí)別功能描述 基于單片機(jī) MCS51 的指紋識(shí)別系統(tǒng)是由 8051 處理器、 68128RAM和 EEPROM 芯片等構(gòu)成，具有指紋錄入、圖像處理、指紋對(duì)比、搜索和模版儲(chǔ)存等功能的智能型模塊。空閑模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作， 128x8bit內(nèi)部 RAM，能滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)計(jì)算機(jī)模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。根據(jù)采集指紋面積大體可以分為滾動(dòng)捺印指紋和平面捺印指紋，公安行業(yè)普遍采用滾動(dòng)捺印指紋。 指紋圖像處理：包括指紋區(qū)域檢測(cè)、圖像質(zhì)量判斷、方向圖和頻率估計(jì)、圖像增強(qiáng)、指紋圖像二值化和細(xì)化等。一般，指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)將指紋分為弓形紋（弧形紋、帳形紋）、箕形紋（左箕、右箕） 斗形紋和雜形紋等。 （三）指紋識(shí)別系統(tǒng)工作原理及硬件特性 工作原理： 當(dāng)指紋傳感器收到指紋信息，將通過(guò)串口給單片機(jī)發(fā)送命令，單片機(jī)同意并接收相應(yīng)的信息，指紋傳感器采集的指紋轉(zhuǎn)換成 RGB 格式，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，單片機(jī)通過(guò)存儲(chǔ)在 EEPROM 中的固化程序 執(zhí)行大量的模式識(shí)別和圖像處理相關(guān)計(jì)算，當(dāng)用戶的指紋被確認(rèn)，單片機(jī)將命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)開(kāi)。 圖 33 指紋識(shí)別系統(tǒng)工作原理圖 （四）指紋識(shí)別系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 8051 作為指紋識(shí)別系統(tǒng)的核心處理器，使用單片機(jī)內(nèi)部的 4K 程序存儲(chǔ)器，接 +5V 電源。為了改善紋波特性，在輸入端外接電容，一般 iC取值為 0. 33uF，并緊接在穩(wěn)壓塊的輸入端；在輸出端連接電容 0C ，這樣可以改善輸出電壓的紋波特性，一般 0C 選為 0. 1 uF 。包括紋形、模式區(qū)、核心點(diǎn)、三角點(diǎn)和紋數(shù)等。 核心點(diǎn)位于指紋紋路的漸進(jìn)中心，在讀取指紋和比對(duì)指紋時(shí)作為參考點(diǎn)。 紋數(shù)是指模式區(qū)內(nèi)指紋紋路的數(shù)量。指紋紋路并不是連續(xù)的、平滑筆直的，而是經(jīng)常出現(xiàn)中斷、分叉或轉(zhuǎn)折。 指紋識(shí)別系統(tǒng)主要集中在對(duì)指紋儀的操作以及使用人員信息登記、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、記錄查詢等功能的編程。在本系統(tǒng)中采用的是隱式鏈接，將 SDK 安裝目錄下的相應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫(kù)文件 (P1mDll. dll 文件 )拷入系統(tǒng)目錄或其它系統(tǒng)可以找到的目錄中，同時(shí)將 Lib目錄下的導(dǎo)入庫(kù)文件 (P1mD11. lib 文件 )加入工程設(shè)置的“ Link 一General 一 Object/library module”欄中以及將 Inc 目錄下的頭文件 P1mD11. h 加入工程的頭文件中，并在 *. cpp 文件中包含相應(yīng)頭文件即可。對(duì)它初始化編程只需用兩個(gè)控制字分別寫入特殊功能寄存器 SCON(98H) 和電源控制寄存器 PCON (87H)中即可。當(dāng) SMOD=1時(shí)，波特率加倍，復(fù)位時(shí)， SMOD=0 （四）單片機(jī)圖像處理設(shè)計(jì) 將指紋識(shí)別程序傳送到單片機(jī)中，通過(guò)調(diào)用指紋程序來(lái)對(duì)指紋傳感器出入的指紋圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)處理服務(wù)器海量存儲(chǔ)及處理速度高，可實(shí)現(xiàn)快速?gòu)?fù)雜匹配算法的優(yōu)點(diǎn)。傲光， 2020， 13 (2)： 184187. [5] 劉家鋒，唐降龍，趙泉 .一個(gè)基于特征點(diǎn)匹配的聯(lián)機(jī)指紋鑒別系統(tǒng) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， (1)： 132136 [6] 簡(jiǎn)兵，莊鎮(zhèn)泉等 .基于脊線跟蹤的指紋圖細(xì)節(jié)提取算法 .電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào)， 2020 [7] 劉旭，田捷 .自動(dòng)指紋識(shí)別算法在嵌入式系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) [ J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 2020. [8] 周毅，等著 .基于 SPI 協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)仿真 .2020. [9] 竇振中 .單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè) (存儲(chǔ)器分冊(cè) )．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20O0 [10] 李華． MCS51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 [11] 張培仁，孫占輝，張村峰．基于 c語(yǔ)言編程 MCS一 51單 片機(jī)原理與應(yīng)用 [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2020． 。系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用月各類企業(yè)考勤應(yīng)用。在中斷服務(wù)子程序中，將接收到的 字節(jié)數(shù)存入 R7 中，接收的數(shù)據(jù)存入片外 RAM 從 1000H 開(kāi)始的單元中。復(fù)位時(shí)所有位被清“ 0” PCON主要是為 CHMOS型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，地址為 87H。 （三）指紋識(shí)別系統(tǒng)串行 口工作方式 串行口工作方式 MCS51 單片機(jī)的串行口是一個(gè)可同時(shí)接受數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)全雙工的接口，該串行口可以設(shè)定四種工作方式：移位寄存器（方式 0） 8 位數(shù)據(jù) UART 方式（方式 1） 9 位數(shù)據(jù)波特率固定 UART 方式（方式 2） 9 位數(shù)據(jù)位波特率可變 UART 方式（方式 3）。 在利用 VC 開(kāi)發(fā)程序之前應(yīng)先安裝 FDU2020 指紋儀的 SDK。特征點(diǎn)的參數(shù)包括：方向（節(jié)點(diǎn)可以朝著一定的方向）、曲率（描述紋路方向改變的速度）、位置（節(jié)點(diǎn)的位置通過(guò) x/y 坐標(biāo)來(lái)描述，可以是絕對(duì)的，也可以是相對(duì)于三角點(diǎn)或特征點(diǎn)的）。 局部特征是指指紋上節(jié)點(diǎn)的特征，這些具有某種特征的節(jié)點(diǎn)稱為細(xì)節(jié)特征或特征點(diǎn)。 三角點(diǎn)位于從核心點(diǎn)開(kāi)始的第一個(gè)分叉點(diǎn)或者斷點(diǎn)，或者兩條 紋路會(huì)聚處、孤立點(diǎn)、折轉(zhuǎn)處，或者指向這些奇異點(diǎn)。 模式區(qū)就是指紋上包括了總體特征的區(qū)域，在此區(qū)域可以分辨出指紋是屬于哪一種類型的。 在輸入、輸出之間外接二極管 D