【正文】 } else return ACK_FAIL。 FINGER_Send()。 Finger_CMD_Data[3]=0x00。 Finger_CMD_Data[6]=CALCULATE_CHK(Finger_CMD_Data)。 Finger_CMD_Data[2]=0x00。CHK_Counter++) { Temp_CHK^=Finger_Data[CHK_Counter+1]。58附 錄附錄A 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖附錄B PCB圖圖B1 正面圖B2 反面附錄C 元器件布局圖附錄D 單片機(jī)最小系統(tǒng)實物圖附錄E 單片機(jī)最小系統(tǒng)元器件清單表E 單片機(jī)最小系統(tǒng)元器件清單名稱規(guī)格數(shù)量電阻1KΩ1電阻470Ω18電阻200Ω1電解電容22μF1陶瓷電容33pF2晶振12MHz1單片機(jī)AT89S5212口插座CON2下載1按鈕SW SPST4二極管NPN2二位一體共陽七段數(shù)碼顯示器HS3461AS11發(fā)光二極管普通發(fā)光二極管9附錄F 程序清單include include //求校驗和uchar CALCULATE_CHK(uchar * Finger_Data) { uchar Temp_CHK=0。 感謝對我論文進(jìn)行評審的各位老師，感謝對論文的指導(dǎo)和提出的寶貴意見。 四年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊的視野。 首先，我要感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師吳樂老師。如何有效提高指紋識別可靠度，更安全地管理用戶控制權(quán)限，以及尋求更為簡潔可靠的指紋圖像識別算法，應(yīng)該是今后開展工作的方向。(3) 單片機(jī)與DSP的通信。主要研究內(nèi)容如下：(1) 指紋識別原理。執(zhí)行單步操作后，可得到波形圖和虛擬終端界面顯示數(shù)據(jù)分別如圖31和圖32所示：圖 31 發(fā)送刪除所有用戶指令仿真波形圖圖 32 發(fā)送刪除所有用戶指令虛擬終端顯示數(shù)據(jù)發(fā)送1：N用戶比對指令時，完整的命令數(shù)據(jù)應(yīng)該是：0xF5, 0x0C, 0x00, 0x0C 0x00, 0x00, 0x0C, 0xF5。發(fā)送添加01號用戶指令時，完整的命令數(shù)據(jù)應(yīng)該是：0xF5, 0x01, 0x00, 0x01, 0x01, 0x00, 0x01, 0xF5。 ，故需在目標(biāo)文件屬性里對晶振頻率進(jìn)行設(shè)置如下：圖 21 Keil仿真晶振設(shè)置下面以發(fā)送添加用戶指令為例。在編寫好程序后，利用仿真器來設(shè)置斷點，觀察變量和程序的流程，逐步對程序進(jìn)行調(diào)試，修正錯誤。此外單片機(jī)一般采用5V以下的電源供電，USB接口也采用5V電源，所以，該下載線還可以通過電腦向單片機(jī)提供工作電源。在用臨時頁緩沖器存儲的數(shù)據(jù)對一頁存儲器進(jìn)行編程時，首先要將這一頁擦除。. 通信模塊程序設(shè)計單片機(jī)和指紋模塊的通信首先需要將串口初始化，即設(shè)定二者之間的串口通信命令：波特率為19200bps，1起始位，1停止位，無校驗位。當(dāng)按下操作鍵或返回應(yīng)答信號后，指示燈響應(yīng)內(nèi)容如表14所示：表 14 指示燈響應(yīng)含義指示燈12345678響應(yīng)含義休眠添加用戶刪除指定用戶刪除所有用戶用戶認(rèn)證超時失敗程序設(shè)計見附錄F。成功返回SUCCESS應(yīng)答，失敗返回FAIL應(yīng)答。程序設(shè)計見附錄F。用戶ID自動遞增，并在LED數(shù)碼管上顯示。鍵1用于休眠，即向指紋模塊發(fā)送休眠信號，以等待后續(xù)操作，或在本次操作完成后，使模塊休眠以便下一次使用。若此值為 0，若無指紋按壓則指紋采集過程將一直持續(xù)；若此值非 0，在 tout*T0 時間內(nèi)若無指紋按壓則系統(tǒng)將超時退出。命令接口：19200bps 1 起始位 1 停止位 （無校驗位）主設(shè)備發(fā)送的命令及 DSP 模塊的應(yīng)答按數(shù)據(jù)長度可分為兩類：(1) = 8 字節(jié)，數(shù)據(jù)格式如下：表 2 8字節(jié)數(shù)據(jù)格式字節(jié)12345678命令0xF5CMDP1P2P30CHK0xF5應(yīng)答0xF5CMDQ1Q2Q30CHK0xF5說明：CMD：命令/應(yīng)答類型P1，P2，P3：命令參數(shù)Q1，Q2，Q3：應(yīng)答參數(shù)，Q3 多用于返回操作的有效性信息，此時可有如下取值：define ACK_SUCCESS 0x00 //操作成功define ACK_FAIL 0x01 //操作失敗define ACK_FULL 0x04 //指紋數(shù)據(jù)庫已滿define ACK_NOUSER 0x05 //無此用戶define ACK_USER_EXIST 0x07 //用戶已存在define ACK_TIMEOUT 0x08 //采集超時CHK：校驗和，為第 2 字節(jié)到第 6 字節(jié)的異或值(2) 8 字節(jié)，數(shù)據(jù)由兩部分組成：數(shù)據(jù)頭+數(shù)據(jù)包，格式如下：表 3 大于8字節(jié)數(shù)據(jù)頭格式字節(jié)12345678命令0xF5CMDHi(Len)Low(Len)00CHK0xF5應(yīng)答0xF5CMDHi(Len)Low(Len)Q30CHK0xF5說明：CMD，Q3 的定義同上Len：數(shù)據(jù)包內(nèi)有效數(shù)據(jù)長度，16 位，由兩字節(jié)組成Hi(Len)：數(shù)據(jù)包長度高 8 位Low(Len)：數(shù)據(jù)包長度低 8 位CHK：校驗和，為第 2 字節(jié)到第 6 字節(jié)的異或值表 4 大于8字節(jié)數(shù)據(jù)包格式字節(jié)12…Len+1Len+2Len+3命令0xF5DataCHK0xF5應(yīng)答0xF5DataCHK0xF5說明：Len 即為 Data 的字節(jié)數(shù)；CHK：校驗和，為第 2 字節(jié)到第 Len 2 字節(jié)的異或值發(fā)送完數(shù)據(jù)頭后緊接著發(fā)送數(shù)據(jù)包。5501同樣支持IU（指令單元，Instruction Unit）為PU（程序單元，Program Unit）從內(nèi)部或外部的內(nèi)存和指令隊列中取得32bit 程序指令，程序單元解碼后直接發(fā)送命令給AU（算數(shù)單元，Arithmetic Unit）和DU（數(shù)據(jù)單元，Digital Unit），從而管理高權(quán)限通信線路。一個周期包括3個數(shù)據(jù)讀取和2個數(shù)據(jù)寫入，與此同時，在CPU活動時，DMA控制器可自主進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。引腳功能如表1所示：表 1 指紋模塊引腳功能接口功能管腳定義說明J1采集頭接口16P接光學(xué)指紋頭J3調(diào)試接口內(nèi)部用J4升級接品內(nèi)部用J5開 發(fā) 接 口（與TFSM12兼容）Pin1電源輸入電源 Pin2UART_OUT當(dāng)模塊處于開發(fā)模式時用于與外界通信，Pin3UART_INPin4地Pin5CTRL_PWR（新增功能）模塊電源控制接口：輸入高電平：模塊供電；輸入低電平：模塊掉電Pin6CTRL_LED（新增功能）指示燈輸出接口： 指紋頭燈亮：輸出高電平 指紋頭燈滅：輸出低電平J2備用開發(fā)接口（排針）Pin1電源輸入同 J5 Pin1Pin2UART_OUT同 J5 Pin2Pin3UART_IN同 J5 Pin3Pin4CTRL_LED同 J5 Pin6Pin5CTRL_PWR同 J5 Pin5Pin6地同 J5 Pin4. TMS320VC5501 芯片指紋模塊的核心處理單元是TI公司推出的高性能數(shù)字信號處理器TMS20VC5501片具有精度高、低功耗、靈活性大、可靠性高、時分復(fù)用等特點。在RS232標(biāo)準(zhǔn)中，字符以一串行的比特串來一個接一個的串行方式傳輸，優(yōu)點是傳輸線少，配線簡單，傳送距離可以較遠(yuǎn)。RST引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，完成復(fù)位操作共需要24個狀態(tài)周期，所以復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)大致超過2μs才能完成復(fù)位操作。矩陣式鍵盤也稱行列式鍵盤，因為鍵的數(shù)目較多，所以鍵按行列組成矩陣。每按下一個鍵，鍵盤能自動生成鍵盤代碼，鍵數(shù)較多，且具有去抖動功能。時鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時鐘脈沖序列，電容為33pF。. 其他模塊電路. 電源模塊整個模塊采用USB供電，以按鍵式開關(guān)啟動或關(guān)閉電源。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在FLASH編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。Large Electronic Display，大型電子展示）、指紋模塊組成。. 系統(tǒng)電路設(shè)計系統(tǒng)電路框架是根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，對系統(tǒng)所需元件、設(shè)備參數(shù)進(jìn)行必要的計算，通過認(rèn)真研究、分析、比較選定設(shè)備型號，再將設(shè)備、元件通過可靠的接口電路聯(lián)系起來構(gòu)成的一個完整的系統(tǒng)。對添加到庫中的用戶指紋進(jìn)行權(quán)限管理，設(shè)置最高權(quán)限用戶，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行添加和刪除管理。能進(jìn)行指紋的識別，指紋識別出錯時，報警提示。該系統(tǒng)的主要功能有以下幾個方面：(1) 指紋錄入。3. 硬件系統(tǒng)設(shè)計. 系統(tǒng)總體設(shè)計. 系統(tǒng)功能簡述本系統(tǒng)是針對指紋采集、識別模塊開發(fā)出的指紋識別系統(tǒng)。目前最為常用的方法是FBI提出的細(xì)節(jié)點坐標(biāo)模型來做細(xì)節(jié)匹配。. 指紋圖像的匹配指紋匹配要解決的是對兩幅給定指紋圖像的特征模式進(jìn)行比對，判斷這兩幅圖像是否來自同一個人的同一手指。對于細(xì)化二值圖像，像素點的灰度值只有兩種情況。目前已定義的特征類型己達(dá)150多種，但是這些擴(kuò)展的特征往往不易提取相互區(qū)分，并且它們都可以由端點和分叉點的組合進(jìn)行描述，這使得端點和分叉點成為最常用的結(jié)構(gòu)特征，也稱為細(xì)節(jié)特征，它被認(rèn)為是最穩(wěn)定、最容易檢查的，而且占全部特征點的80％以上。為了比較兩個指紋是否相同，需要從指紋圖像中提取出能表示指紋唯一性的特征。(4) 魯棒性：要求這種特征對噪聲的存在與指紋形變不敏感。對于自動指紋識別技術(shù)而言，選擇一種合適的、能表達(dá)指紋唯一性的特征量是非常關(guān)鍵的。細(xì)化將黑白二值圖像細(xì)化成了單個像素帶寬的指紋圖像，由于模板的選擇不同，上圖中的細(xì)化圖像一定程度上存在毛刺、分叉、斷點等不理想的情況。因而細(xì)化中選擇一個好的模板是關(guān)鍵。已有的算法迭代按迭代方式的不同分為串行算法和并行算法。(4) 保持性：保護(hù)指紋的細(xì)節(jié)特征。理想細(xì)化后的紋線骨架應(yīng)該是原始紋線的中間位置，并保持紋線的連通性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)特征。所謂“骨架”，是指圖像中央的骨骼部分，是描述圖像幾何及拓?fù)湫再|(zhì)的重要方法之一。二值化后的圖像中的點還要進(jìn)行修改，修改條件為：當(dāng)像素為1時，它周圍點不大于3個為像素1點則修改為0；當(dāng)像素為0時，它周圍不小于7個點為像素1的點，則修改為1。采用動態(tài)局部閾值，即滿足這種條件下的灰度值為128，不滿足則灰度值為255。根據(jù)是否將圖像分塊處理，又分全局閾值算法和局部閾值算法兩種，全局閾值算法是將整幅圖像以一個閾值處理，而局部閾值算法則把原圖分成若干個子圖，在每個子圖中確定閩值，在進(jìn)行二值化，由于指紋圖像在不同區(qū)域的亮度和對比度是有差別的，因而全局閾值算法不適用。由于指紋圖像脊、谷相間，因此指紋圖像的處理常是將指紋圖像二值化。下面的圖像為指紋圖像歸一化和分割后的結(jié)果。在使用方差均值法之前還要使用歸一法將圖變?yōu)榈皖l圖。具體步驟分以下三步：首先，將低頻圖分成MM大小的無重疊方塊，方塊的大小以一谷一脊為宜。此方法的實現(xiàn)是利用方向濾波器。圖像均值就是對每一個單位塊的灰度值取均值，方差則反映該塊中各點與均值的偏差性，這可以很好的反映紋理的變化趨勢。通過提取圖像特征,可將原始圖像映射到特征空間，使圖像特征在特征空間中呈現(xiàn)一定的分布。2. 指紋識別原理. 指紋圖像的分割. 指紋圖像分割概述在指紋識別系統(tǒng)中，指紋圖像分割是圖像預(yù)處理的一部分。主要表現(xiàn)在：指紋錄入設(shè)備的質(zhì)量還不太過關(guān)；自動指紋識別算法研究水平還有待提高，在應(yīng)用上的表現(xiàn)為產(chǎn)品適應(yīng)性和易用性較差，對干、濕一些的指紋往往不能正確區(qū)別，對指紋錄入時的旋轉(zhuǎn)、平移比較敏感。中科院自動化所智能生物信息系統(tǒng)研究組和北京數(shù)字指通軟件技術(shù)有限公司對自動指紋識別技術(shù)進(jìn)行了長期的理論研究和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，指紋圖像的識別準(zhǔn)確率和識別速度已達(dá)到國際先進(jìn)水平。對應(yīng)的匹配方法可以分為：基于點模式的匹配，基于脊線的匹配，基于紋理的匹配以及多種細(xì)節(jié)特征混合的匹配方法。