【正文】 首先按上述方法設置晶振，編譯程序，執(zhí)行“開始停止調試”，打開軟件工具欄外圍設備里的串口調試窗口，如下圖所示： 圖 22 串口調試窗口 然后單步運行程序，第一次運行到 while(TI==0)語句時，可看到窗口 SBUF一欄中數(shù)據(jù)由 0x00 變?yōu)?0xF5，即表示此時發(fā)送了 8 字節(jié)數(shù)據(jù)中的第一字節(jié)。下載線采用 接口技術解決了筆記本不帶并口的遺憾，此外下載線下載程序速度快等優(yōu)點得到了眾 多編程愛好者的青睞而被廣泛使用 。當單片機檢測到發(fā)送緩存有數(shù)據(jù)時，開始向 DSP 發(fā)送數(shù)據(jù)， DSP 收到命令后，進行相應操作響應，隨后向單片機返回各種結果的應答。 程序流程如圖 16 所示： 開始 返回 按鍵 3 發(fā)送 CMD=0X04 指令 指示燈 3 亮，刪除指定用戶 調節(jié)用戶名 ID 返回 Q3= SUCCESS 應答 顯示： ID+DELE 刪除失敗，返回 Q3= FAIL 應答 操作失敗指示燈亮 33 圖 16 刪除所有用戶流程圖 程序設計見附錄 F。第一次和第二次采集失敗均返回失敗響應，其余應答信號包括用戶已存在應答以及超時應答。 注： T0 為采集處理一幅圖像所需的時間，一般為 。 5501 同樣支持 C55X DSP 的 庫文件 ， 該庫包括 50 多個基礎內核（ FIR 濾波器， IIR 濾波器， FFT 運算，以及各種數(shù)學函數(shù)）以及芯片和電路板支持庫 。 TMS20VC5501 具有先進的多總線架構，包括 1 程序存儲器總線， 3 獨立數(shù)據(jù)讀總線和 2 數(shù)據(jù)寫總線，以及額外的為外設和 DMA 活動準備的專用總線 。 圖 11 復位模塊電路 . 下載口模塊 采用 RS232 接口 ，從 PC 機將程序下載至單片機芯片當中，實現(xiàn)編程實際應用。非編碼鍵盤僅提供按鍵開關工作狀態(tài)，其鍵碼由軟件確定，這種鍵盤鍵數(shù)較少，硬件簡單，廣泛應用于各種單片機應用系統(tǒng)， 在單片機控制電路中，可把單片機使用的鍵盤分為獨立式和矩陣式兩種。 17 圖 7 電源模塊電路 . 時鐘模塊 時鐘電路用來產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復位 時內部會鎖存 EA 端狀態(tài)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的16 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。對 P3 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 端口引腳第二功能： 15 T2（定時器計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器計數(shù)器 T2 的捕捉重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在 系統(tǒng)編程 用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 IO 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址數(shù)據(jù)復用。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。綜合考慮系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性要求，以保證所設計的系統(tǒng)達到預期的要求。圖像采集完成后，與庫中已存在指紋進行對比，與所有有權限用戶信息對比后，若無相符信息即提示報警。該系統(tǒng)使用指紋模塊搜索手指，一旦搜索到手指，立即采集指紋圖像，并將采集到的圖像轉化成數(shù)據(jù)的形式發(fā)送出去。指紋匹配是自動指紋識別的最后一步，也是非常關鍵的一步。提取出的特征點還必須經(jīng)過偽特征點的去除，盡可能地去除掉由于二值化、細化處理等過程引入的偽特征點。 對于特征點提取的常用算法很多，如： (1) 基于二值化的特征提取方法：這種算法對于預處理和增強后得指紋圖像進行二值化，然后再提取特征點。所以在特征提出前還需稍加處理，細化好的模板選擇可以提高圖片的質量和細化運算的速度。在串行細化算法中，當前迭代的結果不僅取決于前一次的迭代圖像，而且與當前處理情況有關；而在并行方式中，當前迭代僅僅 是由前一次的迭代情況決定，串行細化算法的處理結果依賴于對像素處理的先后順序，因而像素點的消除或保留不可預測。一種 好的細化算法應該滿足下列條件： (1) 收斂性：迭代必須是收斂的。這種修改是為了使圖像連續(xù)圓滑。 灰度圖二值化的基本思路是選取適當?shù)幕叶乳撝?，將灰度圖像轉化為二值圖像。 7 a 指紋原始圖片 b 歸一處理圖片 c 分割后圖像 圖 2 指紋圖像的歸一及分割處理結果 從圖中可以看到用方差均值法分割既適用于比較圓滑的指紋，又適用紋線變化很大的指紋圖像。 然后，計算出每一塊的均值和方差。一般來說，常見的方向場的計算分為掩模法和公式法兩大類。 指紋分割的最基本的依據(jù)是圖像某些特征和特征集合。另外，一些 公司和機構結合社會應用的實際需求，開發(fā)了各種類型的具有獨立知識產(chǎn)權的嵌入式指紋識別模塊、指紋應用系統(tǒng)軟件等，用戶反映良好。指紋特征的復雜度足以提供用于鑒別的足夠特征。 圖 1 指紋識別流程圖 指紋匹配算法的性能主要取決于所提取到的 特征點的數(shù)目、位置和相互關系的可靠性。這就需要研究指紋識別環(huán)節(jié)中若干問題，以助問題的解決。人體指紋含有天然的密碼信息，它具有作為密碼信息必須具備的四個重要性質： (1) 廣泛性，指每一個正常的人都有指紋。 關鍵詞： 生物識別技術；指紋識別；串口通信；單片機 II ABSTRACT The development of science and technology made the social go forward, but at the same time it also makes the traditional safety management system under threaten at the same time. The emergence of biometric technologies brought a rapid development for the research of identification. For everyone special features, with the characteristics of itself to verify identity technology widely used in public security, such as the customs, the bank, the work security and other places which need identification. This article provides an overview of the research of fingerprint identification system in present situation and the algorithm flow of it. On this basis, to do an analysis of the fingerprint image segmentation algorithm and the fingerprint image thinning algorithm, including the microcontrollerbased fingerprint identification system . With the application of TFSM51 fingerprint module, I designed a based on the MCU, in order to form an independent fingerprint identification system. The means of munication between MCU and fingerprint module in the system is based on serial munication. MCU sends a corresponding instruction to the fingerprint DSP chip module through standalone keyboard keys, in order to execute the functions, such as Add User, Delete the Specified User, Delete All Users, Authenticated Users, and Manage User Permissions and so on. Key words: Biometric technology。I (此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！ ) 本科畢業(yè)論文 基于單片機的指紋識別系統(tǒng)設計 I 摘 要 科學技術的發(fā)展在讓社會進步的同時，也讓傳統(tǒng)的安全管理系統(tǒng)受到威脅。 Fingerprint identification。 (2) 唯一性，指每一個人的指紋都不同。 . 指紋識別技術 相對于其它生物識別認證技術而言，自動指紋識別是一種更為理想的身份確 2 認技術，指紋識別中使用的模板并非最初的指紋圖，而是由指紋圖中提取的關鍵特征，這樣使系統(tǒng)對模板庫的存儲量較小。要想設計一個對較多真正特征點缺失、較多偽特征點出現(xiàn)和較大形變均不敏感的指紋匹配算法，也是一件十分困難的事。目前大多數(shù)的自動指紋識別系統(tǒng)使用的都是這類算法。指紋識別技術多用于對安全性要求比較高的領域，麗在商務移動辦公領域頗具建樹的富圭通、三星及 IBM 等國際知名品牌都擁有技術與應用較為成熟的指紋識別系統(tǒng)。圖像特征是指紋圖像的固有屬性，如灰度值，鄰域關系，紋線的扭曲程度等。 Lin Hong 等人開發(fā)的基于最小均方估計算法，即公式法如下： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? )1,1()1,(21,11,11,21,1, ????????????????? jiGjiGjiGjiGjiGjiGjix （ 1） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? )1,1(),1(21,11,11,21,1, ????????????????? jiGjiGjiGjiGjiGjiGjiy （ 2） ? ? ),(,2),( 2/2/2/2/ vuvujirwiwiwjwjx ? ????? ??? （ 3） ? ? 22/2/2/2/2 ),(,),( vuvujir wiwiwjwjy ? ????? ???? （ 4） 它是利用正交坐標系下，原點到它們組成的坐標點的有向線段與 X 的正半軸的夾角可來表示該子塊的塊方向。 設指紋圖像 I 的大小為 HL ， I(i， j)為像素點 (i， j)的灰度， AVE 和 VAR 分別為原指紋 圖像的均值和方差， AVE 和 VAR 可以通過公式（ 5）和公式（ 6）計算得到。在歸一化處理降頻和通過區(qū)域均值方差的后得到的圖像條紋清晰，輪廓 分明，對于后面的細化和匹配有很大的幫助。一般的圖像處理中的二值化算法主要是計算整幅圖像的灰度平均值，然后將該值作為門限，高于該門限的像素點就置 1，反之置 0。 指紋圖像細化處理 由于灰度過渡區(qū)的存在， 指紋細化是指紋圖像預處理中的一個重要環(huán)節(jié)，因為一般的特征提取都是在細化的基礎上進行的，如果細化不好，將無法使用常 規(guī)的特征提取算法提取細節(jié)特征信息。 (2) 連通性；不破壞紋線的連接性。并行細化算法對圖像進行細化時利用相同的條件同時檢測所有像素點，其結果具有各向同性，因此從算法原理上并行算法優(yōu)于串行算法。 . 指紋圖像的特征提取 . 指紋特征提取概述 特征提取就是對細化后的指紋圖像提取表示其特征的信息的操作。 (2) 基于直接灰度的特征提取方法：這種方法直接從灰度圖像出發(fā)，通過分析圖像的紋理屬性和拓撲結構提取特征點。最后確定出特征點的類型、位置、方向。 指紋圖像匹配方面，主要有基于圖像，脊線結構和特征點的方法。它利用人體指紋各異性和不變性，為用戶提供加密手段，使用時只需將手指平放在指紋采集儀的采集窗口上，即可完成采集任務，并將顯示出指紋模塊采集指紋圖像各個流程及比對的結果。 (3) 指紋管理。主控芯片選用 AT89S52 單片機。 AT89S52具有以下標準功能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 IO 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及 時鐘電路 。在這種模式下， P0 不具有內部上拉電 阻。對 P2 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部 電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。如 EA 端為