基于TMS320VC5402DSP的指纹识别模块的研究

论文摘要

本文首先介绍了人们开发出的几种生物识别技术,通过分析、比较说明了指纹识别技术在生物识别技术中的优势。介绍了指纹识别技术的发展历史,并且分析了指纹识别技术的可靠性,以及嵌入式指纹识别技术的发展前景。通过对单片机与DSP的比较说明了DSP用于指纹识别系统的优点。将数字信号处理器TMS320VC5402,以及Authentec指纹采集芯片AF-S2与同类产品进行比较,分析了各自的优缺点。以这两种器件为核心进行内嵌式指纹识别系统的硬件设计。为了方便硬件产品的更新换代,将系统的硬件部分分为以TMS320VC5402 DSP为核心的处理器模块和以AF-S2为核心的指纹采集模块两部分。其中处理器模块包括:存储单元、通讯接口、以及电源管理等。对上述系统的各个部分进行了设置,并对各个单元的硬件进行了测试。完成了系统模块间和系统与上位机之间的通讯程序设计,为指纹算法的移入提供了软件平台。在总结他人指纹算法的基础上,对部分算法进行了改进,使其更适应系统的需要。通过实验将改进的算法移入系统,实验结果表明,系统各个部分工作正常,符合设计的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 生物识别技术
• 1.3 指纹识别技术及其发展史
• 1.3.1 指纹识别原理
• 1.3.2 自动指纹识别系统的可靠性问题
• 1.3.3 指纹识别技术的发展史
• 1.4 嵌入式指纹识别技术的发展前景
• 1.5 课题研究内容
• 1.6 本章小结
• 第2章 基于TMS320VC5402 指纹识别系统的总体设计
• 2.1 嵌入式系统的概念
• 2.2 DSP 概述
• 2.2.1 数字信号处理概述
• 2.2.2 单片机与数字信号处理器
• 2.3 需求分析
• 2.4 总体设计
• 2.4.1 系统设计原则
• 2.4.2 指纹识别系统的构成
• 2.5 本章小结
• 第3章 TMS320VC5402 器件的特征
• 3.1 TMS320VC5402 DSP 的主要特点
• 3.2 TMS320VC5402 DSP 的体系结构
• 3.3 TMS320C5402 DSP 的存储器的结构和操作
• 3.3.1 程序存储器
• 3.3.2 数据存储器
• 3.3.3 I/O 存储空间
• 3.4 TMS320VC5402 DSP 的多通道缓冲串行口
• 3.5 TMS320VC5402 的直接存储器访问（DMA）控制器
• 3.6 片内ROM 代码内容和映射
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于TMS320VC5402 指纹识别系统的硬件设计
• 4.1 时钟模块
• 4.1.1 时钟电路的硬件实现
• 4.1.2 系统的时钟设置
• 4.1.3 布线时的注意事项
• 4.2 电源模块
• 4.3 外部存储器
• 4.3.1 器件简介
• 4.3.2 存储器扩展的具体实现
• 4.4 指纹采集模块
• 4.4.1 指纹传感器的选型
• 4.4.2 AFS2 指纹采集芯片的工作原理
• 4.4.3 AFS2 的辅助电路部分
• 4.4.4 AFS2 与TMS320VC5402 的通讯部分
• 4.4.5 指纹识别芯片AFS2 的抗静电电路
• 4.5 串口通讯单元
• 4.5.1 串口的工作过程
• 4.5.2 数据帧传输格式
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于TMS320VC5402 指纹识别系统的软件设计
• 5.1 指纹识别流程概述
• 5.2 系统软件的构成
• 5.3 通讯服务部分
• 5.4 指纹图像预处理部分
• 5.4.1 灰度图像的滤波处理
• 5.4.2 图像的二值化及其去噪
• 5.4.3 指纹图像的细化部分
• 5.5 指纹图像的细节特征提取部分
• 5.6 指纹的匹配部分
• 5.6.1 相关研究回顾
• 5.6.2 本文所应用的算法
• 5.7 系统程序的引导
• 5.8 本章小结
• 第6章 系统调试
• 6.1 测试内容
• 6.2 指纹识别系统硬件单元功能测试
• 6.2.1 存储部分的硬件测试
• 6.2.2 指纹采集部分的硬件测试
• 6.3 系统功能测试
• 6.4 测试结果分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢
• 附录
• 详细摘要