基于單片機(jī)指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

.任 務(wù) 書(shū)課程設(shè)計(jì)題目：指紋識(shí)別功能簡(jiǎn)述：1)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)和能力，設(shè)計(jì)程序可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)指紋的大小、形狀等特征，識(shí)別出不同的指紋。2)利用按鍵標(biāo)志當(dāng)前指紋識(shí)別的狀態(tài)，例如錄入狀態(tài)，識(shí)別狀態(tài),清楚狀態(tài);利用液晶1602能夠顯示當(dāng)前指紋識(shí)別的狀態(tài)信息。3)利用繼電器，對(duì)當(dāng)前信息的判斷，例如提醒當(dāng)前指紋識(shí)別錯(cuò)誤;利用蜂鳴器和LED等提醒當(dāng)前指紋識(shí)別是否正確目錄第一章 緒論.11、指紋識(shí)別中的基本概念1.2 指紋識(shí)別的發(fā)展前景1.3、指紋識(shí)別課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容與意義.第二章 方案選擇2.1 系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)2.2方案說(shuō)明2.3 方案比較2.4 方案選擇第三章 硬件設(shè)計(jì)31 AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)3.2 電源電路設(shè)計(jì)3.3 按鍵控制部分電路3.4 LED指示燈電路3.5 蜂鳴器電路3.6 指紋傳感器模塊第四章 軟件程序設(shè)計(jì).4.1程序流程圖4.2程序.第五章 調(diào)試5.1硬件調(diào)試.5.2軟件調(diào)試摘 要隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)越來(lái)越需要高效、可靠的身份識(shí)別系統(tǒng)傳統(tǒng)的個(gè)人身份鑒別手段如鑰匙、口令、密碼、身份證件，甚至IC卡等識(shí)別方式，由于它們具有可假冒、可偽造、可盜用、可破譯的弱點(diǎn)，已不能完全滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)安全防范的需要。隨著識(shí)別技術(shù)的不斷成熟和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種基于人體生理特征的身份識(shí)別系統(tǒng)如：指紋、手掌、聲音、視網(wǎng)膜、瞳孔和面紋等識(shí)別技術(shù)紛紛從實(shí)驗(yàn)室中走出來(lái)。目前，從實(shí)用的角度看，指紋識(shí)別技術(shù)是優(yōu)于其它生物識(shí)別技術(shù)的身份鑒別方法。本次設(shè)計(jì)我們利用指紋識(shí)別傳感器進(jìn)行指紋采集與識(shí)別,在單片機(jī)中對(duì)指紋進(jìn)行處理, 用按鍵標(biāo)志當(dāng)前指紋識(shí)別的狀態(tài)，錄入狀態(tài)，識(shí)別狀態(tài),清除狀態(tài),用液晶1602能夠顯示當(dāng)前指紋識(shí)別的狀態(tài)信息;用繼電器對(duì)當(dāng)前信息進(jìn)行判斷，例如提醒當(dāng)前指紋識(shí)別錯(cuò)誤;利用蜂鳴器和LED等提醒當(dāng)前指紋識(shí)別是否正確關(guān)鍵詞：指紋識(shí)別；單片機(jī)；指紋識(shí)別傳感器;液晶1602;繼電器第一章 緒論進(jìn)入21世紀(jì)后，由于國(guó)際反恐、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等因素的推動(dòng)，在全球范圍內(nèi)，指紋識(shí)別技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用，指紋識(shí)別市場(chǎng)進(jìn)入高速發(fā)展階段。利用人的生理特征，例如像指紋等來(lái)識(shí)別個(gè)人的身份，將成為今后幾年IT產(chǎn)業(yè)的重要革新。指紋在所有的生物特征中，相對(duì)穩(wěn)定、不隨年齡而變化和采集較為便捷，同時(shí)它的研究歷史最長(zhǎng)、相對(duì)更為成熟。與現(xiàn)有的智能卡、身份證號(hào)碼和密碼的身份識(shí)別系統(tǒng)相比，指紋識(shí)別的性?xún)r(jià)比最高，也更適于應(yīng)用到大眾生活中。因此指紋識(shí)別以其革命性的便捷和安全性成為一個(gè)理想的卓越的解決方案。11、指紋識(shí)別中的基本概念指紋識(shí)別是成熟的生物識(shí)別(Biometric)技術(shù)，由于人體的身體特征具有不可復(fù)制的特點(diǎn)，人們把目光轉(zhuǎn)向了生物識(shí)別技術(shù)，希望可以籍此技術(shù)來(lái)應(yīng)付現(xiàn)行系統(tǒng)安全所面臨的的挑戰(zhàn)。要把人體的特證用于身份識(shí)別，這些特征必須具有唯一性和穩(wěn)定性。研究和經(jīng)驗(yàn)表明，人的指紋、掌紋、面孔、發(fā)音、虹膜、視網(wǎng)膜、骨架等都具有唯一性和穩(wěn)定性的特征，即每個(gè)人的這些特征都與別人不同、且終生不變，因此就可以據(jù)此識(shí)別出人的身份?；谶@些特征，人們發(fā)展了指紋識(shí)別、面部識(shí)別、發(fā)音識(shí)別等多種生物識(shí)別技術(shù)，目前許多技術(shù)都已經(jīng)成熟并得以應(yīng)用，其中的指紋識(shí)別技術(shù)更是生物識(shí)別技術(shù)的熱點(diǎn)。1.2 指紋識(shí)別的發(fā)展前景指紋行業(yè)是一個(gè)新興的行業(yè)，本身具有很高的科技含量，相對(duì)利潤(rùn)高發(fā)展前景廣闊。經(jīng)專(zhuān)家預(yù)計(jì)，指紋產(chǎn)品將是未來(lái)IT產(chǎn)業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)：利潤(rùn)率最高、發(fā)展?jié)摿ψ畲?。于是，世界頂尖的指紋識(shí)別技術(shù)得到了全球范圍內(nèi)的高度重視，指紋識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用如火如荼地迅速發(fā)展起來(lái)。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有不少企業(yè)在參與指紋識(shí)別技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。指紋技術(shù)在現(xiàn)代生活和工作中的應(yīng)用已越來(lái)越普遍，例如：指紋考勤、指紋社保、指紋銀行、指紋商場(chǎng)、指紋接送幼兒等等生活和工作的新現(xiàn)象已廣為人知，指紋技術(shù)正在日益刷新著我們的現(xiàn)代化生活方式。1.3、指紋識(shí)別課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容與意義指紋識(shí)別技術(shù)相對(duì)于其他識(shí)別方法有許多獨(dú)到之處，具有很高的實(shí)用性和可行性。因此，指紋識(shí)別成為最流行、最方便、最可靠的身份認(rèn)證方式，己經(jīng)在社會(huì)生活的諸多方面得到廣泛應(yīng)用。這是由于指紋是獨(dú)一無(wú)二的，兩人之間不存在著相同的指紋，指紋是獨(dú)一無(wú)二的，兩人之間不存在著相同的指紋，同時(shí)指紋樣本易于采集，難以偽造，便于開(kāi)發(fā)，實(shí)用性強(qiáng)，可以利用多個(gè)指紋構(gòu)成多重口令，提高系統(tǒng)的安全性。本文主要通過(guò)對(duì)MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析，來(lái)研究基于單片機(jī)指紋識(shí)別系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能闡述以及工作原理，更好的了解了指紋識(shí)別系統(tǒng)的未來(lái)前景。第二章 方案選擇2.1系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)2.2方案說(shuō)明2.1.1方案一：攝像頭采集、飛思卡爾單片機(jī)處理這種方案由指紋圖像采集、指紋圖像預(yù)處理、指紋特征提取、指紋特征匹配、特征數(shù)據(jù)庫(kù)等幾部分組成。指紋識(shí)別系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。 圖2-1、指紋識(shí)別系統(tǒng)框圖 該系統(tǒng)首先由數(shù)字?jǐn)z像頭ov6620采集指紋，并將指紋圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像;然后用16位的飛思卡爾X128單片機(jī)對(duì)指紋數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理,再通過(guò)圖像增強(qiáng)、分割、平滑、細(xì)化等處理過(guò)程得到便于指紋特征提取的數(shù)字圖像：接著提取細(xì)化后的圖像細(xì)節(jié)特征點(diǎn); 然后將指紋信息數(shù)據(jù)送入STC89C52單片機(jī)中，一塊液晶1602與STC89C52單片機(jī)相連，液晶用于顯示當(dāng)前指紋采集系統(tǒng)的工作狀態(tài)和經(jīng)對(duì)比后指紋采集的信息是否正確，用一個(gè)蜂鳴器和LED指示燈指示當(dāng)前采集的指紋信息正確。當(dāng)采集到的指紋信息正確，蜂鳴器發(fā)出響聲并且LED指示燈點(diǎn)亮。2.1.2方案二 指紋識(shí)別傳感器代替第一種方案中的攝像頭和飛思卡爾單片機(jī)，我們利用一個(gè)指紋識(shí)別傳感器來(lái)對(duì)指紋進(jìn)行采集，識(shí)別以及部分處理，然后將信息輸送到AT89C52單片機(jī)中，利用按鍵控制當(dāng)前指紋識(shí)別的狀態(tài)，用LED燈進(jìn)行顯示，即錄入狀態(tài)，識(shí)別狀態(tài),清除狀態(tài);利用液晶1602能夠顯示當(dāng)前指紋識(shí)別的狀態(tài)信息，即錄入指紋的編號(hào)以及當(dāng)前指紋；利用繼電器，對(duì)當(dāng)前信息的判斷，例如提醒當(dāng)前指紋識(shí)別錯(cuò)誤;利用蜂鳴器提醒當(dāng)前指紋識(shí)別是否正確，如果指紋錄入正確，蜂鳴器發(fā)出響聲。2.3 方案比較1）復(fù)雜性：方案一采取用數(shù)字?jǐn)z像頭ov6620采集指紋圖像，然后用16位的飛思卡爾X128單片機(jī)進(jìn)行圖像處理，還要進(jìn)行圖像增強(qiáng)、分割、平滑、細(xì)化等處理過(guò)程才能得到便于指紋特征提取的數(shù)字圖像；而這些過(guò)程在方案二中只用一個(gè)指紋傳感器模塊就可以代替，所以方案二設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。2）準(zhǔn)確性：方案一中所采集的攝像頭分辨率有限，所以采集的指紋信息有一定的誤差，方案二中指紋傳感器模塊是利用集成的光學(xué)頭進(jìn)行處理的，比較精確。3）局限性：由于方案一中使用的飛思卡爾單片機(jī)處理程序比較復(fù)雜，超出了我們的學(xué)習(xí)范圍，而方案二傳感器就使程序簡(jiǎn)單化了。2.4 方案選擇鑒于各種原因，我們最終選擇第二種方案，使用指紋傳感器模塊來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。第三章 硬件設(shè)計(jì)31 AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)3.1.1 主要性能有12k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，1024字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷向量，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。3.1.2引腳結(jié)構(gòu)圖（如圖3-1） 圖3-1 AT89C52管腳圖3.1.3 一些端口的介紹：P30口：RXD（串行輸入口）P31口：TXD（串行輸出口）XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(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。3.1.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)1）外部晶振的設(shè)計(jì)STC89C52的內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，通過(guò)XTAL1，ATAL2外部接上一片作為反饋元件的晶體，與C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路，使其構(gòu)成自激振蕩器，電容的值具有微調(diào)的作用，我們?nèi)?0PF，具體的接法如圖3-2外部晶振電路。圖3-2 外部晶振電路STC89C52的工作頻率范圍在 0-24MHZ。我們選用的是11.0592MHZ的晶振，振蕩周期約為1us機(jī)器周期約為0.1us，所以這個(gè)晶振可以滿(mǎn)足這個(gè)系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機(jī)太遠(yuǎn)，不然使用外部晶振進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)找不到信號(hào)。2）復(fù)位電路的設(shè)計(jì)MCS51單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，本系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的自動(dòng)復(fù)位電路如圖2-2所示。單片機(jī)在上電瞬間，RC電路充電，RST引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要RST端保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，就能使單片機(jī)有效復(fù)位。其中電容選10uF、電容選10K。圖3-3復(fù)位電路3.2 電源電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用的5V電源主要采用兩種方法，第一是直接用9V電池然后通過(guò)一個(gè)變壓電路，利用7805將轉(zhuǎn)化成5V供單片機(jī)和液晶顯示部分使用；其二是用220V通過(guò)變壓器等將其轉(zhuǎn)化成5V。兩種方法都可以，但是由于第一種方法便于攜帶、而且成本相對(duì)較低所以我們選用第一種方案。圖3-4 電源電路3.3 按鍵控制部分電路1）消除抖動(dòng)按鍵的閉合與否反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開(kāi)，那么低電平則表示閉合，通過(guò)電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)可確認(rèn)鍵按下與否。為了確保CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，并且防止干擾信號(hào)的影響，必需加入消除電平抖動(dòng)的措施，下圖3-5為按鍵抖動(dòng)示意圖：圖3-5按鍵閉合及斷開(kāi)前后的電壓 消除抖動(dòng)通常有硬、軟硬兩種方法，硬件消除抖動(dòng)可采取雙穩(wěn)態(tài)電路或?yàn)V波消抖電路；軟件消抖是在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一段延時(shí)程序再確認(rèn)該鍵是否仍閉合，如果還是閉合狀態(tài)則確認(rèn)該鍵按下，從而消除抖動(dòng)和干擾影響。當(dāng)按鍵較多時(shí)，我們多采用硬件件消抖法。本系統(tǒng)中按鍵少直接采用直接接入的方式。2）按鍵接口設(shè)計(jì)按鍵接口設(shè)計(jì)有兩種方法，獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤(pán)。獨(dú)立式按鍵各鍵相獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接入一根輸入線，只要檢測(cè)輸入線的電平就可以識(shí)別按鍵狀態(tài)。這種方法電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口。由于該設(shè)計(jì)方案IO資源浪費(fèi)大。故此方法只適用于按鍵少或其他控制功能很簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。由于本設(shè)計(jì)中的按鍵只有3個(gè)，考慮系統(tǒng)可靠性和鍵盤(pán)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單所以采用獨(dú)立式按鍵。本系統(tǒng)的按鍵電路如圖3-6所示：圖3-6獨(dú)立按鍵電路按鍵按下是呈低電平，我們采用軟件消抖來(lái)減少對(duì)的單片機(jī)影響。3.4 LED指示燈電路圖3-7 LED燈指示電路當(dāng)k2鍵按下時(shí)，錄入模式指示燈red亮；當(dāng)k1鍵按下時(shí)，識(shí)別模式指示燈green亮。3.5 蜂鳴器電路圖3-8蜂鳴器電路3.6 指紋傳感器模塊1）指紋模塊電路如下所示：圖3-9指紋識(shí)別模塊指紋模塊里面主要是DSP芯片，型號(hào)為PS1802，加上外面的CMOS芯片，CMOS芯片主要是對(duì)指紋進(jìn)行“照相”，生成指紋特征，如圖3-8所示就是一個(gè)指紋模板，錄入兩次這樣的指紋特征就能生成一個(gè)指紋模板。具體的工作過(guò)程是：掃描指紋（錄入圖像）、生成特征、合成模板（建立一個(gè)指紋庫(kù)文件，成功錄入一個(gè)指紋）。圖 3-10 指紋模板指紋模板就是“照一次相”，指紋模塊里面的CMOS芯片采集一次指紋信息，然后進(jìn)行模糊處理生成0和1兩種記錄信息，存入指紋模塊的FLASH芯片里面。當(dāng)切換到識(shí)別模式的時(shí)候，指紋模塊就會(huì)先讓CMOS芯片采集一次指紋，然后和FLASH芯片的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比?？词遣皇谴嬖冢绻嬖诰湍芊祷厥菐滋?hào)指紋。這樣我們就能通過(guò)單片機(jī)或者電腦進(jìn)行指紋識(shí)別與登記了。2）指紋傳感器模塊實(shí)物圖指紋模塊型號(hào)是：FM-180，此模塊上里面包含了:1、光學(xué)頭 2、通信連接線 3、DSP芯片（在模塊里面） 4、穩(wěn)壓芯片5、FLASH芯片 6、CMSO傳感器（在模塊里面） 等部件組成。3、DSP芯片2、通信連接線1、光學(xué)頭6、CMOS傳感器5、FLASH芯片4、穩(wěn)壓芯片圖3-11指紋傳感器模塊實(shí)物圖第四章 軟件程序設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)主要通過(guò)設(shè)定的3個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的功能，3個(gè)按鍵分別為模式切換（識(shí)別模式和錄入指紋模式）、指紋錄入、刪除所有指紋。 41程序流程圖4.1.1程序主流程圖（1）指紋錄入： 先進(jìn)行錄入模式，然后按一下錄入指紋，燈會(huì)閃爍，錄入成功一次，蜂鳴器響一次，這時(shí)候拿開(kāi)手指，1秒放入同一個(gè)手指，會(huì)再錄入一次，如果兩次都成功，就成功錄入了一個(gè)指紋。蜂鳴器會(huì)響兩次，同時(shí)顯示錄入指紋成功。如果不成功就會(huì)顯示錄入失敗。錄入完成后，可以進(jìn)入識(shí)別模式，或者接著錄入下一個(gè)指紋。錄入完成，按一次指紋轉(zhuǎn)換，進(jìn)入指紋識(shí)別開(kāi)鎖模式。單片機(jī)主程序流程設(shè)計(jì)：4.2 系統(tǒng)關(guān)鍵代碼引腳使用:sbit relay =P14; /繼電器引腳sbit buzzer=P15; /蜂鳴器引腳sbit red= P27;/錄入模式指示燈 在板子靠近單片機(jī)處sbit green= P20;/識(shí)別模式指示燈 在板子遠(yuǎn)離單片機(jī)處sbit k2=P34; /錄入一次指紋sbit k1=P33; /模式識(shí)別轉(zhuǎn)換sbit k3=P32; /清除所有指紋（10個(gè)指紋清除）部分主函數(shù)代碼:void main(void)/主函數(shù)unsigned char i=0;ET0=1; /定時(shí)器0開(kāi)中斷TL0=0x97; /17ms的初值TH0=0xBD; delay1ms(5); LcdRw=0; /只對(duì)液晶進(jìn)行寫(xiě)操作，不進(jìn)行讀操作 delay1ms(5); LCD_Initial();/液晶初始化 delay1ms(5); GotoXY(0,0);/x,y Print(Identify); /串口初始化 SCON=0x50; /UART方式1:8位UART; REN=1:允許接收 PCON=0x00; /SMOD=0:波特率不加倍 TMOD=0x21; /T1方式2,用于UART波特率 TH1=0xFD; TL1=0xFD; /UART波特率設(shè)置:9600 TR1=1; TR0=1;/ 開(kāi)定時(shí)器0IT0=0;/中斷0低電平中斷IT1=1;/中斷1低電平中斷EX0=1;/開(kāi)中斷0EX1=1;/開(kāi)中斷1EA=1;mode();/看當(dāng)前是什么模式for(i=0;i6;i+)/開(kāi)始握手6次，如果沒(méi)有一次成功，表示模塊通信不正常。只要成功就跳出此循環(huán)if(VefPSW()/與模塊握手通過(guò)，綠燈亮起。進(jìn)入識(shí)別模式 green=0; /讀一次buzzer=0;shownum(0); delay1ms(300); buzzer=1;break; else red=1; green=1;break; while(1)if(k2=0)/錄入一個(gè)指紋 delay1ms(10); if(k2=0)/如果仍為低電平，表示按鍵有效 while(k2=0);/等待松手 if(VefPSW()=1&modeflag=1&SaveNumber10)/與模塊握手通過(guò) if(enroll()=1)/采集兩次，生成1個(gè)指紋模板成功 if(savefingure(SaveNumber+1)=1)/保存也成功 SaveNumber+;/加一次shownum(SaveNumber); elsebuzzer=0; for(i=0;i=1&searchnum=162)/最多是162個(gè)指紋 shownum(searchnum); /蜂鳴器響一聲 relay=0; buzzer=0; delay1ms(100); buzzer=1; for(i=0;i20;i+) delay1ms(150); relay=1; if(searchnum=255)/不正確的指紋 蜂鳴器響三聲 shownum(0); buzzer=0;delay1ms(100); buzzer=1;delay1ms(100); buzzer=0;delay1ms(100); buzzer=1;delay1ms(100); buzzer=0;delay1ms(100); buzzer=1;delay1ms(100); if(clearallflag=1)clearallflag=0;Clear_All(); red=0; /紅色燈亮 green=1;/蜂鳴器長(zhǎng)響一次，表示清除所有指紋結(jié)束modeflag=1;/進(jìn)入錄入指紋模式GotoXY(0,0);/x,yPrint(Input);shownum(0);buzzer=0;delay1ms(800);buzzer=1;SaveNumber=0;if(changeflag=1) mode();/顯示當(dāng)前模式 changeflag=0;/while(1)結(jié)束/void int0(void) interrupt 0/中斷0，清除所有指紋if(k3=0) /清除所有指紋delay1ms(10);if(k3=0)/如果仍為低電平，表示按鍵有效while(k3=0);/等待松手clearallflag=1;changeflag=1; void Timer0(void) interrupt 1/定時(shí)器0中斷函數(shù) TL0=0x97;TH0=0xBD;clk0+; /延時(shí)17msvoid int1(void) interrupt 2/中斷1，模式轉(zhuǎn)換if(k1=0)/模式轉(zhuǎn)換 其中用modeflag 來(lái)標(biāo)志,默認(rèn)從第1個(gè)指紋開(kāi)始錄入 delay1ms(10); if(k1=0)/如果仍為低電平，表示按鍵有效 while(k1=0);/等待松手 modeflag=modeflag;/0表示錄入指紋 1表示識(shí)別指紋 changeflag=1;/模式發(fā)生了轉(zhuǎn)換第五章 調(diào)試完成了硬件的設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)正常運(yùn)行，必須進(jìn)行硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。 5.1硬件調(diào)試硬件調(diào)試的主要任務(wù)是排除硬件故障，其中包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝性故障。(1) 在電路的電源焊接一個(gè)電源指示燈，判斷電路中通電是否正常。(2)將電路中的電源線布置在通用板的四周，這樣使用電源很方便，減少干擾，同時(shí)可以減少短路故障發(fā)生的可能。（3）元器件合理布局，且盡量減少占用板子的面積，力爭(zhēng)做到節(jié)儉。特別是單片機(jī)的晶振盡量靠近單片機(jī)，減少干擾。（4）液晶的焊接注意方向，且調(diào)節(jié)背光的電位器不可以少。 5.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試的任務(wù)是利用開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正程序錯(cuò)誤，同時(shí)也能發(fā)現(xiàn)硬件故障。程序的調(diào)試應(yīng)一個(gè)模塊一個(gè)模塊地進(jìn)行，首先單獨(dú)調(diào)試各功能子程序，檢驗(yàn)程序是否能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，接口電路的控制是否正常等；最后逐步將各子程序連接起來(lái)總調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各程序模塊間能否正確傳遞參數(shù)，特別要注意各子程序的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)與恢復(fù)。 本設(shè)計(jì)主要有：指紋識(shí)別傳感器圖像采集模塊 單片機(jī)圖像處理 按鍵模塊和指示燈模塊 指紋液晶顯示和蜂鳴器、繼電器模塊不斷地對(duì)單片機(jī)下程序，觀看調(diào)試結(jié)果。 參考文獻(xiàn)1 河橋,段清明,邱春玲.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.122 馮星奎,李林艷，顏?zhàn)嫒?一種新的指紋圖像細(xì)化算法.中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)，1999， 4(10)835-838.3呂鳳軍.數(shù)字圖象處理編程入門(mén)一一做一個(gè)自己的Photoshop.北京：清華大學(xué)出版社，1999.4 劉文星，王雄沂，母國(guó)光.紋線跟蹤及其在細(xì)化指紋后處理中的應(yīng)用.光電子傲光，2002，13 (2)：184-187.5 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)，2002.34 (1)：132-1366 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)，2001 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，2002.8 周毅，等著.基于SPI協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)仿真.2003.9 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MCS-51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，199811 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，2003附件2 程序清單#include #include #includelcd1602.hsbit relay =P14; /繼電器引腳sbit buzzer=P15; /蜂鳴器引腳sbit red= P27;/錄入模式指示燈 在板子靠近單片機(jī)處sbit green= P20;/識(shí)別模式指示燈 在板子遠(yuǎn)離單片機(jī)處sbit k2=P34; /錄入一次指紋sbit k1=P33; /模式識(shí)別轉(zhuǎn)換sbit k3=P32; /清除所有指紋（10個(gè)指紋清除）#define Max_User 10#define error 2unsigned char SaveNumber=0,searchnum=0;unsigned int SearchNumber=0;unsigned int clk0=0;unsigned char str3=0,0,0;unsigned char code Identify16=Lock: Idenfity;unsigned char code Input16 =Lock: Input ;bit modeflag=0,clearallflag=0,changeflag=0;/默認(rèn)為識(shí)別模式/常用指令定義/Verify Password ：驗(yàn)證設(shè)備握手口令unsigned char code VPWD16=16,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01,0,7,0x13,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1b; /回送12個(gè)/設(shè)置設(shè)備握手口令unsigned char code STWD16=16,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01,0,7,0x12,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1a; /回送12個(gè)/GetImage ：探測(cè)手指并從傳感器上讀入圖像unsigned char code GIMG14=12, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3,1,0x00,0x05;/回送12個(gè)/Gen Templet1 ：根據(jù)原始圖像生成指紋特征1unsigned char code GENT114=13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff,0x01,0,4,2,1,0x00,0x08;/回送12個(gè)/Gen Templet2 ：根據(jù)原始圖像生成指紋特征2unsigned char code GENT214=13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff,0x01,0,4,2,2,0x00,0x09; /回送12個(gè)/Search Finger ：以CharBufferA或CharBufferB中的特征文件搜索整個(gè)或部分指紋庫(kù)unsigned char code SEAT18=17, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,8, 4,1,0,0, 0,0x65, 0x00,0x73;/回送16個(gè)/Merge Templet ;將CharBufferA與CharBufferB中的特征文件合并生成模板，結(jié)果存于ModelBuffer。unsigned char code MERG14=12, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3,5 , 0x00,0x09;/回送12個(gè)/Store Templet ：將ModelBuffer中的文件儲(chǔ)存到flash指紋庫(kù)中unsigned char code STOR16=15, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,6,6,2, 0x00,0x00, 0x00,0x0f; /回送12個(gè)/Read Noteunsigned char code RDNT14=13,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,4,0x19, 0, 0x00,0x1e;/Clear Noteunsigned char code DENT46=45,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,36,0x18,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0x00,0x3d;/DEL one templetunsigned char code DELE_one16=16, 0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,7, 0x0c, 0x00,0x00, 0,1, 0x00,0x15;/DEL templet ;清空指紋庫(kù)unsigned char code DELE_all12=12,0X01 ,0Xff,0xff,0xff,0xff, 0x01, 0,3, 0x0d,0x00,0x11;/常用指令定義-結(jié)束/宏定義/#define FALSE 0#define TURE 1/狀態(tài)定義表#define on 1#define off 0#define MAX_NUMBER 63 #define _Nop() _nop_()/宏定義-結(jié)束/unsigned char FifoNumber=0; xdata unsigned char FIFOMAX_NUMBER+1=0;/*1毫秒延時(shí)程序*/void delay1ms(unsigned int t)unsigned int i,j;for(i=0;it;i+) for(j=0;j=6)checksum=FIFOcount+checksum; /計(jì)算校驗(yàn)和if(count=8) package=FIFO7*0X100+FIFO8;/計(jì)算包長(zhǎng)度stop= TURE;if(stop)if(count=package+8)checksum=checksum-FIFOcount-1;if(checksum!=FIFOcount&0xff) result=FALSE; /校驗(yàn)失敗,置結(jié)果標(biāo)志為0else result=TURE;flag=0;break; /do的內(nèi)容-結(jié)束/ while (clk0=MaxTime)&(count=2)/如果不成功，再驗(yàn)證一次，如果兩次不成功，返回失敗 return(0); void Clear_All(void) /清空指紋庫(kù) delay1ms(200); Command(DELE_all,50); /清空指紋庫(kù) unsigned char ImgProcess(unsigned char BUFID) /發(fā)獲取圖像并生成特征文件，存入BUFID中/輸入?yún)?shù)為緩沖區(qū)號(hào) if(Command(GIMG,89) & (FifoNumber=11) & (FIFO9=0x00) if(BUFID=1) if(Command(GENT1,60) & (FifoNumber=11) & (FIFO9=0x00) return 1; else return 0; else if(BUFID=2) if(Command(GENT2,60) & (FifoNumber=11) & (FIFO9=0x00) return 1; else return 0; else return 0; return 0; bit Searchfinger(void)/搜索指紋(發(fā)送搜索命令、以及根據(jù)返回值確定是否存在) if( Command(SEAT,60) & (FifoNumber=15) & (FIF