基于嵌入式指纹识别系统设计-毕业论文

毕业设计毕业设计 基于嵌入式指纹识别系统设计 姓 名： 邢 蓉 学 号： 12020043 班 级： 12 电气 1 专 业： 电气工程及其自动化 所在系： 自动化工程系 指导老师： 胡双喜 基于嵌入式指纹识别系统设计基于嵌入式指纹识别系统设计 摘 要 随着科技的蓬勃发展，人们越来越重视自己的个人隐私，由此个人身份识别的需求 日益增加。由于指纹拥有独特的不变性，使得指纹识别技术与传统的身份识别方法相比 起来，更加的安全和可操作，所以基于传统的身份识别技术的不足可以被克服，指纹识 别日益被认可。基于指纹认证技术，指纹识别是一个重要手段，其历来通常在 PC 平台 上运行，但随着现代社会的高速发展，指纹识别系统的需求不断提升，同时市场对便携 性和易用性的要求更加走高，指纹产品正在朝着嵌入式技术的发展方向。 本文首先介绍了指纹识别技术的研究目的与意义和市场需求，并且给出了嵌入式指 纹识别系统的原理，在通过对传统身份认证技术的优缺点进行适当分析后，进而提出了 利用生物特征识别的身份认证方式，在它的基础上，设计并实现嵌入式指纹识别系统。 同时提出了嵌入式指纹识别系统的体系架构，主要包括基于指纹模块的设计与实现 和 MSP430F2370主控芯片的硬件电路、固件端 UART 驱动的实现。在嵌入式指纹识别 系统的设计中，硬件方面采用具有性价比优势的 MSP430F2370芯片作为主控芯片和 TA0701的指纹芯片，并为系统设计了相应的电源和 UART 接口电路，实现了嵌入式指 纹识别系统硬件模块的设计。在软件方面，根据基于嵌入式的指纹识别系统的特点，本 文设计的功能模块包括初始化、注册、指纹处理、登录、删除和出错报警。使用 IAR EMBEDDED WORKBENCH 软件进行软件部分的调试。并将程序烧写到芯片中，使用 串口调试软件 SSCOM32_E666对软件运行过程中存在的问题进行监视，配合编译软件进 行命令的修改。设计并实现了基于嵌入式的高安全性、高性价比的指纹识别系统。 关键字：指纹识别；嵌入式系统；UART；MSP430；TA0701 Based on the Embedded Fingerprint System Design ABSTRACT With the rapid development of technology, more and more people pay attention to their personal privacy, personal identification thereby increasing demand. Since the fingerprint has a unique invariant, so that fingerprint identification technology compared to traditional identification methods together, more secure and operational, so based on the shortcomings of traditional identification technologies can be overcome, fingerprint identification is increasingly being recognized. Based on fingerprint authentication technology, fingerprint recognition is an important tool, it has always been generally run on PC platforms, but with the rapid development of modern society, the demand for fingerprint identification system on the rise, while the market for portability and ease of use requirements more higher, fingerprint products are moving in the direction of the development of embedded technology. This paper introduces the purpose and significance and market needs fingerprint recognition technology, and gives the principle of embedded fingerprint identification system, after the adoption of the advantages and disadvantages of traditional authentication techniques proper analysis, and further proposed the use of biometrics authentication mode, in which, based on the design and implementation of embedded fingerprint identification system. Also proposed architecture embedded fingerprint identification system, including fingerprint module based design of hardware circuit, firmware side implementation and MSP430F2370 master chip UART driver implementations. In the design of embedded fingerprint identification system, the hardware used has a cost advantage of MSP430F2370 chip as the main chip and fingerprint TA0701 chip and system design of the appropriate power and UART interface circuit, embedded fingerprint identification system hardware module design. In terms of software, based on based on the characteristics of embedded fingerprint identification system, this paper designed function modules, including initialization, registration, fingerprint processing, log in, delete, and error alarm. Use IAR EMBEDDED WORKBENCH software debugging software section. And programmed into the chip using serial debugging software SSCOM32_E666 the software running the problems of monitor, modify, compile with software commands. We designed and implemented based on the embedded high security, cost-effective fingerprint recognition system. Key Words: Fingerprint Identification;Embedded System; UART; MSP430;TA0701. 目目 录录 第一章 绪论.1 1.1 课题的研究目的与意义 .1 1.2 机器人的市场需求 .1 1.3 国内外发展现状 .2 1.4 论文研究内容及基本结构 .3 第二章 课题设计方案的选型.5 2.1 生物特征识别技术概述 .5 2.2 指纹识别技术介绍 .6 2.3 指纹采集传感器技术 .8 2.4 关于 MSP430 单片机的概述 .9 2.5 UART 串口通信.9 2.6 小节 .11 第三章 嵌入式指纹识别系统硬件的设计.12 3.1 嵌入式指纹识别系统的硬件结构 .12 3.1.1 嵌入式指纹识别系统结构图 .12 3.1.2 硬件框图 .12 3.2 主控芯片选型 .13 3.2.1 选择具体的主控芯片类型 .13 3.2.2 指令系统 .15 3.2.3 寄存器描述 .15 3.3 指纹模块选型 .17 3.3.1 指纹模块组 .17 3.3.2 管脚分配 .17 3.3.3 指纹处理芯片 .18 3.4 电路原理图的设计与实现 .19 3.4.1 指纹模块电路 .20 3.4.2 FLASH 电路.20 3.4.3 电压调整电路 .21 3.4.4U 转串电路.21 3.4.5 烧写电路 .22 3.4.6 电源电路 .23 3.4.7 显示电路 .23 3.4.8 按键电路 .24 3.5 硬件实物 .24 3.6 硬件调试 .24 3.7 小节 .25 第四章 嵌入式指纹系统软件部分与实现.26 4.1 整体结构 .26 4.2 软件的总框图 .26 4.3 软件系统的设计与实现 .27 4.3.1 软件主工作流程 .27 4.3.2 初始化模块实现 .28 4.3.3 用户注册模块实现 .29 4.3.4 指纹处理模块实现 .33 4.3.5 登录 .35 4.3.6 删除 .37 4.4 软件调试 .38 4.4.1 程序的编译 .39 4.4.2 程序的烧写 .40 4.5 小结 .42 第五章 总结与展望.43 参考文献.44 致 谢.45 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 0 第一章 绪论 1.1 课题的研究目的与意义 本课题的主要来源是人们在生产实践中对指纹识别系统的需求，随着社会日新月异 的变化，个人身份识别在各种行业中的应用无处不在，同时也因为智能技术应用的快速 发展个人身份识别的应用变得日益增长。出于这个原因，传统身份识别方法在与其相比 较下的局限性和缺陷体现的也日益突出。当前基于传统识别方法的机械钥匙，用户账号 与密码相结合以及智能 IC 卡等都存在着会丢失，被他人轻易复制和被盗用的极大隐患， 由于这些弊端用户的满意程度变低以及体验感觉变差，使得传统产品的推广普及便受到 了很大的局限，而这些正是由于传统身份认证操作对象并不是被识别人本身，存在很大 的缺陷而导致的。 因此想要解决目前出现的这些问题，我们要必须加强对用户的身份信息的认证。当 今，基于生物特征的身份识别技术快速发展，在一定程度上可以从根本上解决基于传统 的个人身份识别方法的缺陷。我们知道的生物特征有个人的指纹信息和声音特征等，类 似于其特殊的功能还有人们的特定生活习惯和特色口音。这些就是日常生活中我们所熟 知的生物特征。个人身份识别领域应用生物特征的最主要原因是在于这些特征对于每一 位识别者来说都是具有一定的特殊性的，而且这些特征都是唯一不可复制的，并且是很 难在极短时间内发生巨大变化的，长时间稳定是它的显著特点。 我们每个人身体不同部位所产生的纹路也是大不相同的，而这一切都是由于我们凸 凹不平的皮肤所引起的。由于我们皮肤表面存在着这些纹路从而使得手掌表面的摩擦力 变大，人们则可以用手来拎起物体。因此，我们可以根据这种唯一的特点把每个人和他 的指纹一一相匹配起来，这样一来则可以通过比对被识别者的指纹信息，从而可以辨别 其身份信息的真实可靠性1。这种依靠人体的身体也就是这里所说的身份认证实际上是 指通过指纹传感器传送指纹信息确认相关使用者身份的过程。众所周知，我们都生活在 现实的物理世界中，每个人都具有属于自己的特征，这些特征是不同于他人的。与基于 传统的个人身份信息识别方法相比较起来，生物特征的识别技术具有大量优势如可以随 身携带和随时使用，从而可以为用户提供更加安全，更为方便的保密服务2。 1.2 指纹识别系统的市场需求 当前，利用生物特征识别身份的方法发展十分迅速， 到 2012 年为止全世界生物特 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 1 征识别市场的规模已经增长至 100 亿美元。生物特征识别是世界通用的国际安全识别 中最为高效的可以用来预防恐怖，维持稳定的技术。目前美国，欧盟等国家已经实施强 制措施对进入该国的旅客进行个人生物信息的采集记录。伦敦奥运会更是提出苛刻的要 求即记录每一位观众的相应的信息以此来保证奥运会的安全和顺利进行。而我国也开始 重视个人信息的采集在举行的各届大学生运动会上极为严格的采集了所有运动员和观众 的个人信息。 除此以外，学校也是一个很好的例子，由于学籍管理，图书借阅，食堂售饭，学杂 费交纳，课外活动管理，学生上机费用收取等等都是属于综合管理的范畴，因此学校内 部的综合管理内容较为复杂3。如果我们充分利用智能卡的优势，将众多复杂的功能集 成在一张卡上，这样一来就可以大大节约学校的各种资源。基于指纹的身份识别技术与 智能卡技术的结合使得众多优势凸显而出，首先就是在真实性方面，我们可以保证持卡 者身份的真实性准确无误，再者就是在快捷方面来说可以节省比对指纹的时间，而这一 切均依赖于指纹识别系统的应用。 1.3 国内外发展现状 目前，计算机技术发展十分迅猛，并且人们也越来越关注信息的安全。因此很多公 司都顺势推出了一系列关于网络安全以及信息识别的产品，这类产品虽然种类繁多但是 它们的工作原理则可以简要概括为以下几个方面： 1.基于传统的密码访问权限控制的产品。 在基于传统的身份识别产品中，它们的主要的解决方法就是将多重操作密码和安全 设置相结合。 2.物品识别产品。 智能卡就是一个很好的例子，把深层安全机制与多重加密算法结合在一起，正是这 种工作原理使得智能卡成为十分安全的工作方式之一，又由于智能卡有相应的工作介质 可以进行信息的存储，并且可以处理一些文件，而这些特征并不会影响个人信息的识别 与实现，因此现在在银行，财务等工作领域中这一工作方式受到广泛的应用。 3. 基于指纹识别的相关产品。 目前，指纹识别随着智能科技的发展有着飞速地发展，而这受到广泛的应用都是源 于以下几点： （1） 每个指纹都是特殊的，不可复制的，但是 IC 卡却是可以很多用户持有一张； （2） 指纹识别具有高安全性，而 IC 卡的安全度不足； （3） 指纹识别的投入是一次性的，就经济性来说是特别经济可靠的。 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 2 目前，基于指纹识别的认证系统发展十分迅猛，但是，其产品还处于发展状态，某 些方面还不太完善，需要改进的地方体现在： 1.目前，市场上绝大多数的指纹产品没有配备相应的指纹采集设备。 2.指纹识别产品发展领域虽然广泛，但是，其很少用在安全认证的项目中。 3.目前，我国要想建立完整的指纹信息库还需要很长的时间。但是，形成指纹信息 库对当下来说是实现大型指纹识别项目的有力保障。但是这项工作目前都没有得到相应 的重视，更加难以启动； 4.标准化制订滞后，指纹产品行业目前还没有成形的、可行的国家标准。 考虑到基于嵌入式的指纹识别技术目前具有广阔的商业前景，通常情况下，各个公 司或研究机构都把指纹识别技术当做核心要素，因此，我们只能从外部条件去得知指纹 相关产品的各种性能指标和参数并理顺它的发展情况。 国际市场上有很多公司研究指纹识别技术的产品，在这方面欧美是引导者。目前， 在美国有多家公司都已经推出了自己的指纹识别产品，就拿 IBM 公司来说，它使用自 己的软件作为企业内部的网络安全控制，从而使得企业内部信息的安全受到保护。 国内市场上，指纹识别技术相对落后几十年。而且相比欧美国家，我们之间有着不 可跨越的差距，在国内指纹技术发展期间，我国出现了技术提供者和产品的营销者等4。 目前，我国的指纹识别技术发展迅猛，逐渐拉低和高技术国家的差距。 1.4 论文研究内容及基本结构 本选题主要来源于生产实践中指纹识别系统的需求，随着科技技术的发展，个人身 份识别的应用范围日益增大。基于传统的身份识别方法的缺点表现的日益明显。目前， 钥匙和密码等保护措施存在着丢失，复制及被盗用的隐患，导致用户满意度低和体验差， 对于产品的推广受到了很大的局限。 本课题设计的基于嵌入式的指纹识别系统解决了传统方式所遗留下来的难题，通过 指纹传感器传送指纹信息，为用户提供更安全，更方便的保密服务。 本文研究的主要内容包含如下几个方面： 1.对指纹传感器的研究与应用 2.指纹图像识别模块的应用与实现 3.身份认证和访问控制系统的设计与实现 4.指纹识别算法的研究与应用 5.嵌入式指纹系统的软件调试 本文的研究方法和手段有如下几个方面： 首先，通过对课题的需求进行了研究与分析，初步认知课题的现实性与实用性。其 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 3 次，在图书馆根据要求查阅有关文献，学习相关的理论知识，了解所需的专业技术知识 并对产品有初步的设计思路。然后，在实验室用 PROTEL 99SE 设计主电路图，在专业 的环境下进行软件的设计。 本文的研究步骤如下： 1.阅读任务书，了解课题内容，明确具体要求。 2.对产品的需求进行分析。 3.方案设计和系统构架。 4.查阅参考文献与相关资料，了解 UART。 5.采用专业工具进行产品软件设计。 6.集成调试。 本文的结构大致如下： 第一章：绪论，简介嵌入式指纹识别系统的研究目的和意义以及市场需求和国内外 发展状况。 第二章：课题设计方案的选型，介绍了生物特征识别技术、指纹识别技术和指纹识 别系统的工作模式。 第三章：嵌入式指纹识别系统硬件部分的整体结构，主控芯片等进行了详细的阐述。 第四章：本章是用于设计和实现系统的软件部分，阐述了指纹识别系统软件的整体 结构，并详细描述了系统各个软件模块，给出相应模块的流程图和程序要求。 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 4 第二章 课题设计方案的选型 2.1 生物特征识别技术概述 身份认证就是通过特定方式确定用户身份的过程，随着科技的发展认证技术不再像 以前那样单一，现在常用的身份认证技术可以分为以下三类，第一类是根据被认证对象 所掌握的信息来确定身份，如口令、身份识别码；第二类则利用被认证对象所拥有的物 品对其进行身份识别，如身份证、护照、信用卡；第三类根据被识别对象所拥有的生物 特征进行身份识别。 生物特征身份识别由身份验证和辨识两部分组成。典型的生物特征识别系统如图 2.15所示。 图 2.1 生物特征识别系统结构图 Fig. 2.1 Biometric identification system structure 可以用于身份识别的生物特征须满足如下的条件6： 1.普遍性，即每个人都要拥有此生物特征； 2.唯一性，即任意两人的此特征不可能完全相同； 3.永久性，即此特征相对于时间来说是具有长久不变性的； 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 5 4.可采集性，即特征可以被采集和检测； 5.性能，体现了识别的精度； 6.可接受性，表明了当前人们对生物特征识别技术的接受的程度。 生物特征中指纹、虹膜等本身就具有以上所述的优点，我们根据这些唯一的生物特 征来进行身份信息的识别，显然我们可以克服许多间接认证的限制，并满足人们在识别 方式上的更高要求。因而，生物识别技术行业将拥有越来越大的市场，前景十分广阔。 指纹识别拥有一些特殊的特点，相关特征如下所述7： 1.普遍性：每个人都具有自己的指纹； 2唯一性：两个指纹几乎不可能相同； 3.永久性：即不会随着人体的发育而改变； 4.可采集性：即可以通过一定的设备和手段采集到； 5.可行性：通常情况下可以达到相当合理的正确率； 6.可接受性：方式能被人们所接受； 7.防伪性好。 指纹识别技术目前已成为最可靠的生物特征识别技术之一，并在人们的生活的应用 日益增多。以下对这几种生物特征识别技术进行了比较，如表 2.1 所示8 表 2.1 几种生物特征识别技术的比较 Table2.1 The comparison of several kinds of biometric identification technology 生物识别技术识别效果1 比 1 比对1 比 N 比对仪器体积 指纹很好可以可以很小 虹膜或视网膜很好可以可以大 手形好可以不能居中 人脸变化可以不能小 声音变化可以不能很小 通过以上比较可知，从识别效果来看，指纹识别和眼识别的较好，人脸识别受光的 影响较大，而语音识别受麦克风的影响很大。指纹识别和眼睛识别有着低错误率，但由 传感器价格和仪器体积比较可知，指纹识别更易于普及。 2.2 指纹识别技术介绍 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 6 指纹识别系统是一个在模式识别系统的基础上，验证识别人的生物特征的系统。指 纹识别系统的工作模式可以分为两类：验证(VERIFICATION)模式和辨识 (IDENTIFICATION)模式，如图 2. 29所示： 图 2.2 指纹识别系统工作模式的结构框图 Fig2.2 The fingerprint recognition system structure diagram of work patterns 验证模式：对用户进行指纹比对，然后判断身份。 辨识模式：与数据库中的指纹进行一对一对比，找出与现场输入指纹相匹配的指纹特征 信息。辨识被拒绝(如果人被拒绝)是应用程序的重要组成部分10。拒绝识别的目的是防 止一个人具有多重身份。 指纹识别系统其工作流程如图 2.311所示 图 2.3 指纹识别系统工作流程 特 征 点 提 取 特征点 匹配 输 出 显 示 注册 匹配 指纹图 像采集 指纹图 像评估 指纹图 像预处 理 存入特 征模板 数据库 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 7 Fig.2.3 Fingerprint identification system workflow 指纹自动识别系统 AFIS(Automated Fingerprint Identification System)是集模式识别， 光电技术，图像处理，智能卡，数据库技术于一身的综合性技术。它可以分为以下两种 模式12： 1联机式 首先采集所需指纹图像,然后由指纹识别相应的算法进行识别和处理。由于图像数 据较大,通常我们使用数据传输接口。但是系统体积大,适应性相对来说较差,因此它是 不适合集成的开发。 2嵌入式 嵌入式系统，一个相对独立的系统，其中，嵌入式指纹处理模块是核心,它的功能 单一，用于执行特定的功能13。与此同时,嵌入式指纹算法的要求也很高。因此，采用 不同的算法,系统的效率有着较大的不同。 本文选用嵌入式系统，其可以独立于 PC 机运行，使得指纹采集和存储识别等都可 独立完成。 2.3 指纹采集传感器技术 传感器是将物理量或化学量转化成便于利用的电信号的器件，指纹传感器就是其中 一种；传感器将生物特征转换为系统可以辨别的相关图像信息。 然而不同的传感器都具有各自的优点和缺点，表 2.214对几种常见的传感器进行了 相应指标的比较。 表 2.2 几种不同类型的传感器比较 Table 2.2 Compared several different types of sensors 类别性 能 体积成像质量成像大小使用寿命功耗价格 光学传 感器 较大干手指差， 但潮湿和 脏的手指 成像模糊 采集面积 区域可以 很大 光学镜头 容易老化， 时间较长 较大中等 半导体 传感器 很小对潮湿和 脏的手指 成像差 采集面积 小 一般，受 静电影响 大 较少低 热敏传小质量较差，采集面积很长一般较低 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 8 感器受手指速 度影响， 图像变形 大 较小 超声波 传感器 中非常好采集面积 大 一般较大很高 本文中，指纹采集传感器用的是贝尔赛克公司的 TS1011 半导体指纹传感器。它是 有着低功耗、高性能的指纹芯片。这使得在嵌入式系统中实现数据的传输更加方便。 2.4 关于 MSP430 单片机的概述 目前，单片机的应用有着迅猛的发展，在日常生活中的应用越来越多，因此对处理 器的各项性能要求更是日益提高。一贯以来，产品都是以市场需求为依托的，以单片为 主突出解决问题。作为嵌入式系统的一部分，单片机系统的应用主要集中在中、低端领 域。目前在这些应用中也出现了一些新的需求，表现在以下 4 个方面： 1.随着市场需求不断的深入复杂，对处理器的性能和功能越来越严格。既要满足功能 丰富、外设多样，又要具备一定的运算能力，能进行实时算法，而不仅仅是进行简单的 控制。 2.目前因为指纹产品体积的相关限制，在市场上极大多数是利用电池供电的同时也要 求系统低功耗。 3.对产品的要求更加高，产品更新速度快，开发所具有的时间短，同时用户希望开发 工具简单、功能完善并且廉价。尤其是需要仿真工具要可以适应多种 MCU，具有延续性， 避免重复，增加开发费用。 4.高可靠性，产品的性能相对来说很稳定，而且可以加密保护的同时又能方便升级。 现如今，单片机的应用领域越来越宽泛，而其在仪器仪表中的应用优势更加凸显。单 片机目前正处于全面发展的阶段，在极力做到兼容的同时，也向着运算能力强、体积小、 扩大寻址范围、提高运行速度方面发展。面对不断提升的集成度，片内高度集成众多的 外围功能器件的条件已充分具备，这也是单片机今后发展的重要趋势之一。 2.5 UART 串口通信 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 9 UART 是一种用于异步通信的通用串行数据总线。它是一款专门用于连接计算机与 设备的芯片并且提供了 RS-232C 数据终端设备接口，这样计算机就可以和使用 RS-232C 接口的串行设备通信了。UART 作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的 每个字符一位接一位地传输。 其数据传输格式如图 2.4 所示： 图 2.4 UART 数据传输格式 Fig. 2.4 UART data transmission formats 结构图如图 2.5 所示： 图 2.5 UART 结构图 Figure 2.5 UART structure 其工作要求如下： UART 是计算机中串行通信端口的关键部分。在计算机中，UART 相连于产生兼容 RS232 规范信号的电路。当一个微控制器中的 UART 相连于 PC 时，它需要一个 RS232 驱 动器来转换电平。 串口分配器示意图如图 2.6 所示： 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 10 图 2.6 CR-UART8 8 路串口分配器 Fig. 2.6 CR - UART8 8-way distributor serial port 2.6 小结 本章介绍了不同生物特征识别技术的相关知识及其优缺点，并对其进行相应的对比， 然后介绍了指纹识别技术及其优点，与此同时，介绍了传感器的相关知识为下章指纹传 感器的选用做铺垫。为后面软件调试过程的介绍打好了基础。本章还对 MSP430 单片机 相关知识做了一个简介，为之后硬件电路的设计做了知识的储备，紧接着对 UART 协议 做了相关介绍，这些都是读写器在软件部分的设计与实现中涉及到的内容，为之后的理 解设备的通信过程打下了理论基础。 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 11 第三章 嵌入式指纹识别系统硬件的设计 硬件电路的搭建如同房子的地基一样重要，它将直接影响到读写器的性能。硬件电 路的核心是主控芯片有着无可替代的作用，因此选择一款合适的主控芯片至关重要。为 了设计一款功耗低、体积小、有巨大的信息容量、数据处理能力强、测量精度高，本文 选用 MSP430 芯片作为主控芯片，并在此基础上设计指纹识别系统。 3.1 嵌入式指纹识别系统的硬件结构 3.1.1 嵌入式指纹识别系统结构图 嵌入式指纹识别的总体设计框图如下图 3.1 所示： 图 3.1 嵌入式指纹识别系统结构图 Fig.3.1 Embedded fingerprint identification system structure 指纹通过把信息传送到 MSP430 芯片，最后在 LCD 液晶显示器上显示结果。 3.1.2 硬件框图 基于嵌入式指纹识别系统的硬件组成框图如图 3.2 所示： 天津理工大学中环信息学院 2016 届本科毕业设计说明书（论文） 12 图 3.2 嵌入式指纹识别系统的硬件结构 Fig. 3.2 Hardware structure of the embedded fingerprint identification system 首先由 MSP430 单片机完成对指纹的采集并对图像进行处理。然后，TS1011 半导体 指纹传感器将采集到的指纹图像直接转换为数字信号传送给 MSP430 单片机进行处理。 FLASH 存储器用于存放程序代码和指纹特征值。此外利用 UART 串行接口和电脑进行相 应数据交换。 3.2 主控芯片选型 3.2.1 选择具体的主控芯片类型 MSP430单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，内部精简指 令集的CPU通过冯.诺依曼结构的地址总线和数据总线连接到外围设备和可编程的时钟系 统15。MSP430混