1、 I 目 录 1 引言 1 1.1 指纹识别简介 . 1 1.1.1 指纹识别原理 . 1 1.1.2 指纹识别应用 . 2 1.1.3 指纹识别技术的发展 . 2 1.2 系统设计的目的 . 3 1.3 课题背景 . 3 2 整体设计方案 4 2.1 系统总体设计 . 4 2.1.1 系统功能描述 . 4 2.1.2 系统总体框架 . 4 2.2 系统核心部件单片机 . 5 2.2.1 单片机的选择 . 5 2.2.2 ATMEG16 单片机的介绍 7 2.2.3 单片机的复位电路 . 9 2.2.4 ATMEG16 最小系统及晶振的选择 . 10 2.3 液晶显示模块 11 2.3.1 H
2、S12864-15C 系列液晶的特点 . 11 2.3.2 HS12864-15C 系列液晶的引脚功能 . 12 2.3.3 液晶显示 HS12864-15C 的指令系统 13 2.4 电源和指纹模块 13 2.4.1 ZAZ-010 系列独立式指纹识别模块引脚功能 . 14 2.4.2 ZAZ-010 系列指纹识别模块指令系统 . 15 2.4.3 电源模块 17 3 系统软件的设计 . 19 3.1 系统程序工作分析 19 3.2 设计前准备工作 19 3.3 单片机的程序设计 20 3.3.1 键盘管理程序设计流程 22 3.3.2 LCD 显示模块程序设计流程 . 22 II 3.3.
3、3 指纹通信模块的程序设计流程 23 4 实物的制作与调试 . 24 4.1 电路的焊接 24 4.2 电路和程序的调试 25 4.2.1 单片机的程序下载 25 4.2.2 串口调试 25 4.2.3 液晶键盘调试 26 结 论 27 参考文献 28 附录 1：串口调试子程序 . 29 附录 2：整体源程序 . 31 附录 3：硬件电路图 . 48 致 谢 49 1 1 引言 我们今天的工作生活中，很多的场合都需要身份的认证，而传统的基于标志的身 份认证技术由于受到证件伪造以及密码破解等手段的威胁，逐渐表现得有些力不从 心。怎样保护自己的重要文件资料，如何保证自己的隐私不被泄露？在传统的身份
4、认 证中，我们往往使用密码加密法，但是这种方法只是“防君子不防小人“。在高明的黑 客眼里，由几个字符组成的密码脆弱得不堪一击。现在，科技的发展让我们有了新的 选择生物识别技术。将生物识别技术应用于笔记本、门锁等方面，可以对文件、 财产起保护作用，并且可以进行身份识别。 生物识别技术是依据人的体貌、声音等生物特征进行身份验证的科学解决方案， 现有的生物识别技术大致上包括指纹识别技术、掌纹识别技术、视网膜识别技术、虹 膜识别技术、面相识别技术、声音识别技术和笔迹识别技术等。生物识别技术的优势 主要有：1、减少、消除身份假冒，进行真实身份的确认；2、降低管理成本，取代了 身份人工认证过程；3、方便使
5、用者，减少或消除了使用卡、钥匙或者密码等麻烦。 生物识别技术的发展主要起始于指纹研究，它亦是目前应用最为广泛的生物识别技 术。 指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术和快速可靠的算法的研究。 尽 管指纹只是人体皮肤的小部分，但用于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也 不是简单的相等与不相等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。现代 电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取设备， 同时飞速发展的个 人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行两个指纹的比对运算的可能。 另外，匹配算法可靠性也不断提高，指纹识别技术己非常实用。 1.1 指纹识别简介 1.1.1
6、指纹识别原理 指纹识别技术的原理和其它生物识别技术的原理相似。 它是利用人体的指纹特征 对个体身份进行区分和鉴定。在所有的生物识别技术中指纹识别技术是目前最为成 熟， 也被应用最广的生物识别技术。 这主要因为指纹采用的过程对人们来讲非常简单， 指纹识别的准确率高的原因。严格来讲，指纹识别的原理包括指纹采集原理、指纹特 征提取原理和指纹特征匹配原理三大部分。 指纹采集原理主要是根据指纹的几何特性 或生理特性，通过各种传感技术把指纹表现出来，形成数字化表示的指纹图案。 2 由于指纹的嵴和峪的几何特征不同，主要表现为嵴是突起的，峪是凹下的，所以 在接触到光线时，其反射光的强度也就不同。在接触到平面时，其在平面上形成的压 力也就不同。另一方面，由于指纹的嵴和峪的生理特征不同，主要表现为：嵴和峪的 温度不同，其导电性也不同，其对波长的反馈也就不同。通过这些几何的、生理的特 性的不同，把人的指纹采集到计算机系统中形成指纹图像。 指纹特征分析的原理是对指纹图案的整体特征和细节特征进行提取、鉴别的原 理。其分析的对象包括纹形特征和特征点的分布、类型，以及一组或多组特征点之间 的平面几何关系
