基于某单片机指纹识别系统设计
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基于单片机指纹识别系统的设计
基于单片机指纹识别系统的设计任务书课程设计题目：指纹识别功能简述：1)根据所学的知识和能力，设计程序可以实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹。
2)利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态，识别状态,清楚状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息。
3)利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确目录第一章绪论…………………………………………………….. 1．1、指纹识别中的基本概念…………………………………1.2 指纹识别的发展前景………………………………………1.3、指纹识别课题设计的内容与意义……………………….. 第二章方案选择………………………………………………2.1 系统原理图设计……………………………………………2.2方案说明………………………………………………………2.3 方案比较……………………………………………………2.4 方案选择………………………………………………………第三章硬件设计………………………………………………3．1 AT89C52单片机设计………………………………………3.2 电源电路设计………………………………………………3.3 按键控制部分电路…………………………………………3.4 LED指示灯电路…………………………………………3.5 蜂鸣器电路………………………………………………3.6 指纹传感器模块…………………………………………第四章软件程序设计………………………………………….4.1程序流程图…………………………………………………4.2程序…………………………………………………………. 第五章调试……………………………………………………5.1硬件调试…………………………………………………….5.2软件调试……………………………………………………摘要随着时代的发展，社会越来越需要高效、可靠的身份识别系统传统的个人身份鉴别手段如钥匙、口令、密码、身份证件，甚至IC卡等识别方式，由于它们具有可假冒、可伪造、可盗用、可破译的弱点，已不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防范的需要。
基于单片机指纹识别系统设计
基于单片机指纹识别系统设计一、引言随着科技的不断发展，身份识别技术在各个领域的应用越来越广泛。
传统的身份识别方式，如密码、钥匙等，存在着容易丢失、遗忘、被窃取等安全隐患。
而指纹识别作为一种生物识别技术，具有唯一性、稳定性和便捷性等优点，逐渐成为了身份识别领域的主流技术之一。
单片机作为一种微型计算机系统，具有体积小、成本低、性能可靠等特点，被广泛应用于各种控制系统中。
本文将介绍一种基于单片机的指纹识别系统的设计方案，旨在为相关领域的研究和应用提供参考。
二、系统总体设计（一）系统功能需求本指纹识别系统主要实现以下功能：1、指纹采集：能够采集用户的指纹图像。
2、指纹处理：对采集到的指纹图像进行预处理、特征提取和匹配等操作。
3、存储管理：能够存储用户的指纹模板，并对其进行有效的管理。
4、显示输出：能够将识别结果通过显示屏输出给用户。
5、通信接口：具备与其他设备进行通信的接口，如USB、蓝牙等。
（二）系统总体结构系统主要由指纹采集模块、单片机控制模块、指纹处理模块、存储模块、显示模块和通信模块等组成。
指纹采集模块负责采集用户的指纹图像，并将其传输给单片机控制模块。
单片机控制模块对采集到的指纹图像进行控制和处理，将处理结果传输给指纹处理模块进行进一步的分析和处理。
指纹处理模块完成指纹的特征提取和匹配等操作，并将结果返回给单片机控制模块。
存储模块用于存储用户的指纹模板和相关数据。
显示模块用于显示识别结果和系统状态等信息。
通信模块用于实现系统与其他设备之间的数据传输和通信。
三、硬件设计（一）指纹采集模块指纹采集模块是整个系统的关键部分，其性能直接影响到系统的识别准确率和速度。
目前，常用的指纹采集技术主要有光学式、电容式和超声波式等。
本系统采用电容式指纹采集模块，其具有体积小、分辨率高、采集速度快等优点。
（二）单片机控制模块单片机控制模块是整个系统的核心部分，负责对系统的各个模块进行控制和协调。
本系统采用 STM32 系列单片机，其具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，能够满足系统的控制需求。
基于单片机的指纹识别系统设计
基于单片机的指纹识别系统设计指纹识别系统已经成为了许多安全领域中的重要技术之一、它通过识别人们独特的指纹纹路来进行身份验证，具有高度准确性和安全性，因此在门禁系统、手机解锁、个人银行账户等多个领域得到了广泛的应用。
本文将介绍一个基于单片机的指纹识别系统设计。
首先，我们需要选择合适的指纹传感器。
市面上有许多不同的指纹传感器，如光学传感器、电容传感器和热传感器等。
在设计中，我们选择了电容传感器，因为它具有更好的防伪性能。
电容传感器使用电容感应技术来检测指纹纹路，可以获取更多的细节信息。
其次，我们需要选择合适的单片机作为控制核心。
单片机可以负责对指纹传感器进行控制，并处理和存储指纹数据。
我们选择了常用的STM32系列单片机，因为它具有较高的性能和丰富的外设接口。
系统的工作流程如下：1.初始化指纹传感器和单片机，并设置传感器的参数。
2.当用户将手指放在传感器上时，传感器开始采集指纹图像。
单片机通过串口接口与传感器通信，并接收图像数据。
3.单片机对接收到的图像数据进行预处理，包括噪声过滤、增强和特征提取等步骤。
这些处理可以提高系统的准确性和鲁棒性。
4.单片机将预处理后的图像与已注册的指纹数据进行比对。
比对算法通常使用指纹图像的特征点来计算相似度。
5.如果相似度高于设定的阈值，则认为识别成功，系统将执行相应的操作（如开门、解锁等）。
否则，认为识别失败。
在设计过程中，需要注意以下几点：1.系统的安全性要得到保证。
为了防止指纹信息被窃取，可以在单片机中使用加密算法对指纹数据进行加密存储，同时在传输过程中使用SSL 等安全协议进行保护。
2.系统的稳定性要得到保证。
为了提高传感器的识别率和稳定性，可以使用多种预处理算法来处理指纹图像，例如滤波、边缘检测和灰度直方图均衡化等。
3.系统的扩展性要得到保证。
设计时应考虑到系统的可扩展性，可以通过接口和协议与其他设备和系统进行连接，实现更多的功能。
总之，基于单片机的指纹识别系统设计需要结合传感器、单片机和算法等多方面的知识，并进行合理的组织和实现。
基于单片机指纹识别电子密码锁的设计
在软件编写方面，需要编写指纹识别算法和控制系统程序。指纹识别算法需 要实现图像采集、预处理、特征提取和比对等功能；控制系统程序需要实现系统 的逻辑控制和操作，包括对指纹信息的处理、密码的验证和系统的启动、停止等 控制。
在硬件配置方面，需要选择合适的单片机、指纹采集设备和存储器等。单片 机是整个系统的核心，需要根据系统的性能要求和成本等因素进行选择；指纹采 集设备需要根据实际应用场景进行选择，例如光学式或电容式指纹采集设备；存 储器需要选择具有高可靠性和稳定性的Flash存储器或EEPROM存储器。
3、开发智能化和网络化的电子密码锁：通过接入互联网或物联网技术，实 现远程控制和监控，提高密码锁的使用便利性和安全性。
参考内容
引言
随着科技的进步和人们生活水平的提高，各种电子设备的应用越来越广泛， 人们对个人隐私和数据安全的保护需求也在不断增加。为了提高密码锁的安全性， 人们提出了许多设计方案，其中基于单片机的指纹识别电子密码锁设计是一种高 效、便捷的保
。在特征提取阶段，通过对指纹图像的细节特征进行分析，提取出用于比对 的特征点。最后，将这些特征点与存储在系统中的模板进行比对，以判断用户的 身份。
密码存储是保证密码安全性的重要环节。在基于单片机的指纹识别电子密码 锁设计中，通常采用Flash存储器或EEPROM存储器来存储密码和指纹模板。这些 存储器具有反复擦写和掉电不丢失数据的特性，可以保证密码的安全性和可靠性。
四、系统调试
在系统调试过程中，我们需要分别对电路、单片机控制程序和指纹识别算法 进行调试。
1、电路调试：首先，我们需要检查电源电路的稳定性和信号传输电路的通 断性，确保电路工作正常；其次，我们需要调试电阻网络部分，确保指纹信号的 准确转化。
2、单片机控制程序调试：在程序编写完成后，我们需要通过串口调试工具 对程序进行调试，检查程序是否能够正常工作、是否存在语法错误等。
基于单片机的指纹识别系统设计毕业论文
本科毕业论文基于单片机的指纹识别系统设计摘要科学技术的发展在让社会进步的同时，也让传统的安全管理系统受到威胁。
生物识别技术的出现给身份识别的研究带来了突飞猛进的发展。
每个人都有着自己特有的特征，用本身的特征来验证身份有着得天独厚的优势。
本文概述了自动指纹识别系统的研究现状和指纹识别系统的算法流程，以及在此基础上的指纹图像的分割算法和指纹图像细化算法，并完成基于单片机的指纹识别系统硬件电路设计。
应用TFS-M51指纹识别模块，设计基于单片机的指纹识别硬件电路，形成一个独立的指纹识别系统。
该系统实现单片机和指纹模块之间的串口通信。
通过操作独立式键盘按键，向指纹模块的DSP芯片发送相应指令，从而执行添加用户、删除指定用户、删除全部用户、认证用户，以及管理用户权限等功能。
关键词：生物识别技术；指纹识别；串口通信；单片机ABSTRACTThe 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 has their own special features, with the characteristics of itself to verify identity has a unique advantage. Automatic fingerprint identification technology has been widely used in public security, such as the customs, the bank, the network 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 microcontroller-based fingerprint identification system hardware circuit design.With the application of TFS-M51 fingerprint module, I designed a hardware circuit system of fingerprint identification based on the MCU, in order to form an independent fingerprint identification system. The means of communication between MCU and fingerprint module in the system is based on serial communication. MCU sends a corresponding instruction to the fingerprint DSP chip module through stand-alone 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; Fingerprint identification; Serial Communications; MCU (Microcontroller Unit)目录1. 绪论 (1)1.1. 研究的背景及意义 (1)1.2. 指纹识别技术 (1)1.2.1. 指纹识别技术特点 (1)1.2.2. 指纹识别技术发展现状 (2)1.3. 系统概述 (3)2. 指纹识别原理 (4)2.1. 指纹图像的分割 (4)2.1.1. 指纹图像分割概述 (4)2.1.2. 均值方差法 (4)2.2. 指纹图像的细化 (6)2.2.1. 指纹图像细化的预处理 (6)2.3. 指纹图像的特征提取 (8)2.3.1. 指纹特征提取概述 (8)2.3.2. 指纹特征提取和去伪特征 (8)2.4. 指纹图像的匹配 (9)3. 硬件系统设计 (10)3.1. 系统总体设计 (10)3.1.1. 系统功能简述 (10)3.1.2. 系统电路设计 (10)3.2. 系统核心部件单片机 (11)3.3. 其他模块电路 (14)3.3.1. 电源模块 (14)3.3.2. 时钟模块 (14)3.3.3. 按键模块 (15)3.3.4. 显示模块 (15)3.3.5. 复位模块 (16)3.3.6. 下载口模块 (16)3.4. 指纹模块 (17)3.4.1. TFS-M51指纹识别模块 (17)3.4.2. TMS320VC5501 芯片 (18)4. 软件系统设计 (20)4.1. TFS-M51指纹识别模块指令系统 (20)4.1.1. 通信方式 (20)4.1.2. 主要通讯协议命令说明 (21)4.2. 单片机的程序设计 (24)4.2.1. 键盘管理及指示灯响应程序设计 (24)4.2.2. LED显示模块设计 (27)4.2.3. 通信模块程序设计 (28)5. 调试 (30)5.1. 单片机的程序下载 (30)5.2. 串口调试 (30)6. 总结和展望 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录 (40)附录A 单片机最小系统电路图 (40)附录B PCB图 (41)附录C 元器件布局图 (42)附录D 单片机最小系统实物图 (43)附录E 单片机最小系统元器件清单 (44)附录F 程序清单 (45)1.绪论1.1. 研究的背景及意义科学技术的迅猛发展为人类的生产生活带来了极大的便利，大大地推动了社会的进步和发展。
基于单片机的指纹和人脸识别系统设计解析
基于单片机的指纹和人脸识别系统设计解析随着科技的不断发展，生物识别技术在众多领域得到了广泛应用。
其中，指纹识别和人脸识别技术具有广泛的应用前景。
基于单片机的指纹和人脸识别系统设计，将这两种生物识别技术相结合，为安全防护、身份认证等领域提供了高效、便捷的解决方案。
本文将详细介绍基于单片机的指纹和人脸识别系统设计，包括系统原理、硬件设计、软件设计和应用前景等方面。
一、系统原理基于单片机的指纹和人脸识别系统，主要通过以下原理实现识别功能：1. 指纹识别：通过指纹传感器采集指纹图像，经过预处理、特征提取和匹配等步骤，实现指纹识别。
2. 人脸识别：通过摄像头采集人脸图像，经过预处理、特征提取和匹配等步骤，实现人脸识别。
3. 数据融合：将指纹识别和人脸识别的结果进行数据融合，提高系统的识别准确率和可靠性。
二、硬件设计基于单片机的指纹和人脸识别系统硬件设计主要包括以下部分：1. 单片机：选择合适的单片机作为系统核心，负责控制整个系统的运行。
2. 指纹传感器：选择高质量的指纹传感器，用于采集指纹图像。
3. 摄像头：选择合适的摄像头，用于采集人脸图像。
4. 存储器：设计合适的存储器，用于存储指纹和人脸图像数据。
5. 通信接口：设计合适的通信接口，用于与外部设备进行数据交互。
三、软件设计基于单片机的指纹和人脸识别系统软件设计主要包括以下部分：1. 指纹识别算法：设计高效的指纹识别算法，包括指纹图像预处理、特征提取和匹配等。
2. 人脸识别算法：设计高效的人脸识别算法，包括人脸图像预处理、特征提取和匹配等。
3. 数据融合算法：设计合理的数据融合算法，提高系统的识别准确率和可靠性。
4. 用户界面：设计友好的用户界面，方便用户进行操作和查看识别结果。
四、应用前景基于单片机的指纹和人脸识别系统具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：1. 安全防护：在门禁系统、安防监控等领域，基于单片机的指纹和人脸识别系统可以提供高效、安全的安全防护。
基于单片机的指纹门禁系统设计
基于单片机的指纹门禁系统设计基于单片机的指纹门禁系统是一种可以通过指纹验证来开启门锁的现代化门禁系统。
该系统利用单片机控制芯片和指纹识别技术，让门锁的开关更加安全和智能化。
在这篇文章中，我将详细探讨基于单片机的指纹门禁系统设计原理和流程。
首先，我们需要了解单片机的指纹门禁系统在工作原理上的基本要求。
该系统需要对接指纹识别器，通过对指纹信号的识别，判断访问者是否有权限进入门禁区域。
如果有权限，则系统会控制驱动门锁开启。
而如果没有权限，系统会自动拒绝门禁申请。
接下来，我们需要考虑如何实现这个门禁系统的具体设计。
以下是一些基于单片机的指纹门禁系统的设计步骤：1. 硬件设计：首先设计一个基于单片机的指纹识别器。
这个指纹识别器需要与处理器和其他电子元件完美合作，确保系统的稳定和可靠性。
2. 指纹识别功能实现：指纹识别功能是该门禁系统的核心。
选择一款优秀的指纹识别算法，并在系统中实现。
系统需要对指纹进行采集、去噪、特征提取等处理，保证对指纹的识别率。
并在系统中实现对指纹库的管理，在数据库中存储和更新指纹信息。
3. 门锁控制设计：门锁的控制是另一个非常关键的组成部分。
通过单片机的控制，实现与门锁的电路连接，并且能够控制门锁开启和关闭。
4. 控制程序编写：编写控制程序，将硬件设计和指纹识别算法实现进行整合。
控制程序需要完成指纹识别、门锁控制和数据库管理等功能，保证门禁系统的运作。
5. 软件设计：除了控制程序，系统还需要一款易于操作的软件。
该软件用于管理用户、权限和门禁的参数设置等信息，对于使用者来说非常方便。
以上是基于单片机的指纹门禁系统设计的主要步骤，整个系统必须进行严格测试，以保证指纹识别准确率，门锁开关灵活性以及系统运行稳定性。
总之，基于单片机的指纹门禁系统可以提高门禁系统的安全性和可靠性。
随着科技的不断发展，这种门禁系统将会越来越受欢迎。
基于单片机的指纹识别系统设计
摘要随着科学技术的发展，人们的安全意识也越来越强，因为指纹具有唯一性和终生不变性，所以指纹识别成为代替传统身份识别最安全、可靠的方法之一。
本设计基于飞思卡尔Kinetis K60N512系列单片机，指纹识别模块选择的是城章科技的R305F模块，该模块带有高性能的DSP芯片，该DSP芯片嵌完整的指纹识别算法和协议，具有指纹采集，指纹比对，指纹搜索和存储等功能。
模块与单片机通过串口进行通讯。
指纹识别系统通过CH340G芯片实现TTL电平向RS-232电平的转换，进而实现与PC机的交互，PC机端经上位机显示指纹识别的结果。
论文中介绍了基本算法的实现流程，同时介绍了K60N512芯片看门狗模块的基本原理以及启动流程等。
结果表明，该套指纹识别系统算法性能可靠，指纹识别率高，可以实现预先制定的目标，完成指纹识别的功能。
关键词：指纹识别；飞思卡尔单片机；串口AbstractWith the development of science and technology, people's safety consciousness is being more and more strong, the fingerprint has the uniqueness and invariance for life, so the fingerprint identification is instead of the traditional identification is one of the most safe and reliable methods.This design is based on Freescale Kinetis K60N512 series microcontroller, fingerprint identification module is the product of Growup pany, the module with high performance DSP chip, and the DSP chip with plete fingerprint identification algorithm and protocol, fingerprint’s acquisition, fingerprint’s search and storage, and other functions.Module and microcontroller municationthrough the serial port.Fingerprint identification system use CH340G chip change TTL level to RS-232level, and then realize the interaction with a PC, the PC shows the result of fingerprint identification.The thesis introduces the basic algorithm implementation process, at the same time, this article introduces the basic principle of the watchdog module insideK60N512 chip and the start process.Results show that the algorithm of fingerprint identification system is reliable, fingerprint recognition rate is high, and can achieve target of fingerprint identification.Key Words:Fingerprint identification,Freescale Kinetis,UART目录摘要IAbstractI1 绪论11.1 选题背景和研究意义11.2 国外研究现状12 指纹识别的基本原理12.1 指纹图像的采集12.2 指纹图像预处理22.3 指纹图像特征点的提取42.4 指纹图像伪细节点的处理52.5 指纹特征匹配52.6 评价指纹识别系统算法性能的指标53 课题的容和目标73.1 指纹识别系统的硬件设计73.2 本设计所使用单片机简介73.3 本设计所使用的指纹模块简介84 主程序分析84.1 Cotex-M4核寄存器简介94.2 Cotex-M4中断机制94.3 K60N512启动代码分析104.4 K60N512看门狗程序分析124.5 Flash软件构件简介134.6 Kinetis 的FlexBus模块简介134.7 K60N512异步接收器/发送器(UART)简介144.8 指纹模块指令介绍144.8.1 指纹图像获取154.8.2 生成特征174.8.3 生成模板184.8.4 储存模板194.8.5 高速搜索194.9 补充说明20结论18致18参考文献181 绪论1.1 选题背景和研究意义随着我国经济的迅速发展，人民的生活水平得到了显著的提高，人们对于自己的隐私也愈发重视。
基于51单片机的指纹识别
随着现代化各种科学新技术的快速发展，在日常生活中，我们需要各种身份认证和各种密码认证，还有对各种设备配备钥匙，对保险柜安装防盗系统等等，社会的进步，科技的发展，促使传统的安全系统的抵御能力越来越薄弱。
因此，生物特征识别应用而生，开始走进我们身边的各种安全系统，指纹识别作为生物特征识别的一个典型应用已经得到很广泛的应用和认可，指纹特征具有唯一性，是每个人终生不变的特征之一，并且各个人的各个指纹都不一样。
本系统采用89C52RC单片机作为主芯片，通过与指纹识别模块FM-180之间通过串口通信方式的通信，采用液晶12864作为显示器，加上简单的外围电路，如按键输入、LED灯报警电路、蜂鸣器电路，最后通过编写软件和制作硬件，实现一个可以通过单片机对指纹的录入，识别，删除等功能操作的指纹识别系统。
关键词指纹识别系统；单片机89C52；液晶128641With the rapid development of modern science a variety of new technologies, in everyday life, we need a variety of authentication and a variety of password authentication, as well as a variety of devices with keys for the safe installation of security systems, etc., social progress the development of technology, to promote the traditional security system resilience increasingly weak. Thus, biometric applications, born around us began to enter various security systems, biometric fingerprint identification as a typical application has been very widely used and recognized, unique fingerprint characteristics, life is not for everyone one variable characteristics, and each person's fingerprints are not the same individual.The system uses 89C52RC microcontroller as the main chip, it passes between the fingerprint recognition module FM-180 serial communication with the communication method by using a liquid crystal display as 12864, plus simple peripheral circuits, such as key input, LED light alarm circuit, buzzer circuit, and finally through the preparation and production of software, hardware, you can implement a microcontroller on the fingerprint input, recognition, and delete functions operate fingerprint identification system.Key words Fingerprint identification system；SCM 89C52；LCD 128642目录1 绪论 (5)1.1 课题的背景和意义 (5)1.2 生物识别技术概述 (5)1.3 指纹识别技术概述 (6)1.4 本章小结 (6)2 设计方案 (8)2.1 设计要求 (8)2.2 设计方案 (8)2.3 本章小结 (8)3 硬件设计 (9)3.1 主要元器件选型 (9)3.1.1 单片机选型 (9)3.1.2 指纹模块 (10)3.1.3 液晶显示 (11)3.2 电路设计 (14)3.2.1 最小系统 (14)3.2.3 液晶显示电路 (15)3.2.4 指纹通信电路 (16)3.2.5 蜂鸣器电路 (17)3.2.6 按键电路 (18)3.2.7 LED电路 (18)3.3 本章小结 (19)4 软件设计 (20)4.1 系统方框图 (20)4.2 功能介绍 (20)4.3 开发环境介绍 (23)4.3.1 Keil编译器 (23)4.3.2 STC-ISP下载器 (24)4.3.4 Protel软件 (25)4.4 部分代码说明 (26)4.5 本章小结 (30)5 系统调试 (31)5.1 制作和调试 (31)5.1.1 原理图设计 (31)5.1.2 PCB制作 (32)5.2 调试过程 (34)5.3 调试完成、实物图 (36)5.4 本章小结 (37)6 总结 (38)3参考文献 (39)致谢 (40)41 绪论1.1 课题的背景和意义随着如今各种各样的高新技术的迅猛发展，在百姓日常生活中经常需要我们去确认各种身份的认证。
基于单片机的指纹识别系统设计与优化内容要求
基于单片机的指纹识别系统设计与优化内容要求
基于单片机的指纹识别系统设计与优化内容要求主要包括以下几个方面：
1. 系统架构设计：根据项目需求，设计整个指纹识别系统的架构，包括硬件和软件的架构。
这需要考虑到单片机与其他组件的通信、数据处理和存储等方面。
2. 单片机选型：根据系统需求，选择适合的单片机型号。
这需要考虑单片机的处理能力、I/O口数量、存储容量以及是否支持指纹识别算法等因素。
3. 指纹识别算法设计：选择合适的指纹识别算法，如基于图像处理的算法或基于特征提取的算法。
然后，将算法实现为可以在单片机上运行的程序。
4. 硬件电路设计：根据系统架构，设计必要的硬件电路，如指纹采集电路、显示电路、存储电路等。
确保这些电路能够与单片机正确连接，并实现预期的功能。
5. 软件优化：针对单片机和指纹识别算法的特点，对软件进行优化，以提高系统的运行速度和稳定性。
这可能涉及到算法优化、代码优化、中断处理等方面的内容。
6. 系统测试与调试：在完成软硬件设计和优化后，进行系统测试与调试，确保系统能够正常工作并达到预期的性能指标。
7. 安全性考虑：在整个设计和实现过程中，要充分考虑到系统的安全性问题。
例如，防止非法入侵、数据加密、防止伪造指纹等。
8. 成本与可靠性考虑：在满足系统性能和功能要求的前提下，尽可能降低成本并提高系统的可靠性。
总之，基于单片机的指纹识别系统设计与优化是一个涉及多个方面的复杂任务，需要综合考虑系统架构、硬件电路、软件优化、安全性、成本和可靠性等多个方面的问题。
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任务书课程设计题目：指纹识别功能简述：1)根据所学的知识和能力，设计程序可以实现根据指纹的大小、形状等特征，识别出不同的指纹。
2)利用按键标志当前指纹识别的状态，例如录入状态，识别状态,清楚状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息。
3)利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确目录第一章绪论…………………………………………………….. 1．1、指纹识别中的基本概念…………………………………1.2 指纹识别的发展前景………………………………………1.3、指纹识别课题设计的容与意义………………………..第二章方案选择………………………………………………2.1 系统原理图设计……………………………………………2.2方案说明………………………………………………………2.3 方案比较……………………………………………………2.4 方案选择………………………………………………………第三章硬件设计………………………………………………3．1 AT89C52单片机设计………………………………………3.2 电源电路设计………………………………………………3.3 按键控制部分电路…………………………………………3.4 LED指示灯电路…………………………………………3.5 蜂鸣器电路………………………………………………3.6 指纹传感器模块…………………………………………第四章软件程序设计………………………………………….4.1程序流程图…………………………………………………4.2程序…………………………………………………………. 第五章调试……………………………………………………5.1硬件调试…………………………………………………….5.2软件调试……………………………………………………摘要随着时代的发展，社会越来越需要高效、可靠的身份识别系统传统的个人身份鉴别手段如钥匙、口令、密码、件，甚至IC卡等识别方式，由于它们具有可假冒、可伪造、可盗用、可破译的弱点，已不能完全满足现代社会经济活动和社会安全防的需要。
随着识别技术的不断成熟和计算机技术的飞速发展，各种基于人体生理特征的身份识别系统如：指纹、手掌、声音、视网膜、瞳孔和面纹等识别技术纷纷从实验室中走出来。
目前，从实用的角度看，指纹识别技术是优于其它生物识别技术的身份鉴别方法。
本次设计我们利用指纹识别传感器进行指纹采集与识别,在单片机中对指纹进行处理, 用按键标志当前指纹识别的状态，录入状态，识别状态,清除状态,用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息;用继电器对当前信息进行判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器和LED等提醒当前指纹识别是否正确关键词：指纹识别；单片机；指纹识别传感器;液晶1602;继电器第一章绪论进入21世纪后，由于国际反恐、互联网应用等因素的推动，在全球围，指纹识别技术得到了更加广泛的应用，指纹识别市场进入高速发展阶段。
利用人的生理特征，例如像指纹等来识别个人的身份，将成为今后几年IT产业的重要革新。
指纹在所有的生物特征中，相对稳定、不随年龄而变化和采集较为便捷，同时它的研究历史最长、相对更为成熟。
与现有的智能卡、和密码的身份识别系统相比，指纹识别的性价比最高，也更适于应用到大众生活中。
因此指纹识别以其革命性的便捷和安全性成为一个理想的卓越的解决方案。
1．1、指纹识别中的基本概念指纹识别是成熟的生物识别(Biometric)技术，由于人体的身体特征具有不可复制的特点，人们把目光转向了生物识别技术，希望可以籍此技术来应付现行系统安全所面临的的挑战。
要把人体的特证用于身份识别，这些特征必须具有唯一性和稳定性。
研究和经验表明，人的指纹、掌纹、面孔、发音、虹膜、视网膜、骨架等都具有唯一性和稳定性的特征，即每个人的这些特征都与别人不同、且终生不变，因此就可以据此识别出人的身份。
基于这些特征，人们发展了指纹识别、面部识别、发音识别等多种生物识别技术，目前许多技术都已经成熟并得以应用，其中的指纹识别技术更是生物识别技术的热点。
1.2 指纹识别的发展前景指纹行业是一个新兴的行业，本身具有很高的科技含量，相对利润高发展前景广阔。
经专家预计，指纹产品将是未来IT产业新的增长点：利润率最高、发展潜力最大。
于是，世界顶尖的指纹识别技术得到了全球围的高度重视，指纹识别技术的应用如火如荼地迅速发展起来。
目前，国已经有不少企业在参与指纹识别技术的开发和应用。
指纹技术在现代生活和工作中的应用已越来越普遍，例如：指纹考勤、指纹社保、指纹银行、指纹商场、指纹接送幼儿等等生活和工作的新现象已广为人知，指纹技术正在日益刷新着我们的现代化生活方式。
1.3、指纹识别课题设计的容与意义指纹识别技术相对于其他识别方法有许多独到之处，具有很高的实用性和可行性。
因此，指纹识别成为最流行、最方便、最可靠的身份认证方式，己经在社会生活的诸多方面得到广泛应用。
这是由于指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的指纹，指纹是独一无二的，两人之间不存在着相同的指纹，同时指纹样本易于采集，难以伪造，便于开发，实用性强，可以利用多个指纹构成多重口令，提高系统的安全性。
本文主要通过对MCS-51系列单片机的结构和功能进行分析，来研究基于单片机指纹识别系统的部结构特点和功能阐述以及工作原理，更好的了解了指纹识别系统的未来前景。
第二章方案选择2.1系统原理图设计2.2方案说明2.1.1方案一：摄像头采集、飞思卡尔单片机处理这种方案由指纹图像采集、指纹图像预处理、指纹特征提取、指纹特征匹配、特征数据库等几部分组成。
指纹识别系统的原理框图如图1所示。
图2-1、指纹识别系统框图该系统首先由数字摄像头ov6620采集指纹，并将指纹图像转化为数字图像;然后用16位的飞思卡尔X128单片机对指纹数字图像进行预处理,再通过图像增强、分割、平滑、细化等处理过程得到便于指纹特征提取的数字图像：接着提取细化后的图像细节特征点; 然后将指纹信息数据送入STC89C52单片机中，一块液晶1602与STC89C52单片机相连，液晶用于显示当前指纹采集系统的工作状态和经对比后指纹采集的信息是否正确，用一个蜂鸣器和LED指示灯指示当前采集的指纹信息正确。
当采集到的指纹信息正确，蜂鸣器发出响声并且LED指示灯点亮。
2.1.2方案二指纹识别传感器代替第一种方案中的摄像头和飞思卡尔单片机，我们利用一个指纹识别传感器来对指纹进行采集，识别以及部分处理，然后将信息输送到AT89C52单片机中，利用按键控制当前指纹识别的状态，用LED灯进行显示，即录入状态，识别状态,清除状态;利用液晶1602能够显示当前指纹识别的状态信息，即录入指纹的编号以及当前指纹；利用继电器，对当前信息的判断，例如提醒当前指纹识别错误;利用蜂鸣器提醒当前指纹识别是否正确，如果指纹录入正确，蜂鸣器发出响声。
2.3 方案比较1）复杂性：方案一采取用数字摄像头ov6620采集指纹图像，然后用16位的飞思卡尔X128单片机进行图像处理，还要进行图像增强、分割、平滑、细化等处理过程才能得到便于指纹特征提取的数字图像；而这些过程在方案二中只用一个指纹传感器模块就可以代替，所以方案二设计简单。
2）准确性：方案一中所采集的摄像头分辨率有限，所以采集的指纹信息有一定的误差，方案二中指纹传感器模块是利用集成的光学头进行处理的，比较精确。
3）局限性：由于方案一中使用的飞思卡尔单片机处理程序比较复杂，超出了我们的学习围，而方案二传感器就使程序简单化了。
2.4 方案选择鉴于各种原因，我们最终选择第二种方案，使用指纹传感器模块来设计系统。
第三章硬件设计3．1 AT89C52单片机设计3.1.1 主要性能有12k字节Flash闪速存储器，1024字节部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，5个中断向量，一个全双工串行通信口，片振荡器及时钟电路。
3.1.2引脚结构图（如图3-1）图3-1 AT89C52管脚图3.1.3 一些端口的介绍：P30口：RXD（串行输入口）P31口：TXD（串行输出口）XTAL1：振荡器反相放大器的及部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
3.1.4 单片机最小系统1）外部晶振的设计STC89C52的部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，通过XTAL1，ATAL2外部接上一片作为反馈元件的晶体，与C1和C2构成了并联谐振电路，使其构成自激振荡器，电容的值具有微调的作用，我们取30PF，具体的接法如图3-2外部晶振电路。
STC89C52的工作频率围在 0-24MHZ。
我们选用的是11.0592MHZ的晶振，振荡周期约为1us机器周期约为0.1us，所以这个晶振可以满足这个系统的要求。
并且晶振不能离单片机太远，不然使用外部晶振进行软件调试时就会发现找不到信号。
2）复位电路的设计MCS51单片机通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式，本系统采用简单的自动复位电路如图2-2所示。
单片机在上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出就能使单片机有效复位。
3.2 电源电路设计本系统采用的5V电源主要采用两种方法，第一是直接用9V电池然后通过一个变压电路，利用7805将转化成5V供单片机和液晶显示部分使用；其二是用220V通过变压器等将其转化成5V。
两种方法都可以，但是由于第一种方法便于携带、而且成本相对较低所以我们选用第一种方案。
图3-4 电源电路3.3 按键控制部分电路1）消除抖动按键的闭合与否反应在电压上就是呈现出高电平或低电平，如果高电平表示断开，那么低电平则表示闭合，通过电平的高低状态的检测可确认键按下与否。
为了确保CPU对一次按键动作只确认一次，并且防止干扰信号的影响，必需加入消除电平抖动的措施，下图3-5为按键抖动示意图：图3-5按键闭合及断开前后的电压消除抖动通常有硬、软硬两种方法，硬件消除抖动可采取双稳态电路或滤波消抖电路；软件消抖是在第一次检测到有键按下时，执行一段延时程序再确认该键是否仍闭合，如果还是闭合状态则确认该键按下，从而消除抖动和干扰影响。
当按键较多时，我们多采用硬件件消抖法。
本系统中按键少直接采用直接接入的方式。
2）按键接口设计按键接口设计有两种方法，独立式按键和矩阵式键盘。
独立式按键各键相独立，每个按键各接入一根输入线，只要检测输入线的电平就可以识别按键状态。
这种方法电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键需占用一根输入口。
由于该设计方案IO资源浪费大。
故此方法只适用于按键少或其他控制功能很简单的场合。
由于本设计中的按键只有3个，考虑系统可靠性和键盘设计的简单所以采用独立式按键。
本系统的按键电路如图3-6所示：图3-6独立按键电路按键按下是呈低电平，我们采用软件消抖来减少对的单片机影响。