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基于MC68HC908JB8的便攜式USB指紋采集儀

作者： 時(shí)間：2013-11-02 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
第一章 引言

指紋是指人類(lèi)手指上出現的條狀紋路，他們的形成依賴(lài)于胚胎發(fā)育時(shí)的環(huán)境和遺傳。世界上幾乎沒(méi)有兩個(gè)完全相同的指紋。由于指紋具有穩定性、唯一性以及易于采集的特性，一直以來(lái)被認為是最可靠的利用生物特征進(jìn)行身份鑒定的依據之一。

隨著(zhù)計算機技術(shù)的進(jìn)步，圖像處理與模式識別方法的發(fā)展，指紋處理技術(shù)日臻成熟，經(jīng)歷了人工處理，半自動(dòng)化處理和自動(dòng)化處理等三個(gè)發(fā)展階段。美國于1963 年首先開(kāi)展關(guān)于指紋識別軟件的研究，隨后日本（1975）也開(kāi)始這方面的工作，我國開(kāi)展得較慢（約于1981 年開(kāi)始）。1975 年美國推出第一個(gè)商用系統Printrak250，而日本的NECAFIS 于1982 年才投入使用。近年來(lái)，國內也相繼推出了自己的指紋識別系統。

作為指紋處理的第一步的指紋取像技術(shù)也日益成熟，這使采集到的指紋數據更真實(shí)，圖像更清晰，處理結果也就越加可靠，鑒定結果的可信度也越強。目前有利用光學(xué)全反射技術(shù)、硅晶體電容傳感技術(shù)、超聲波掃描技術(shù)等獲得指紋圖像的方法。

而且隨著(zhù)現代社會(huì )的發(fā)展，安全性成為許多系統首要考慮的問(wèn)題，指紋因其不可復制、不可替代的特性成為鑒定身份的可靠手段。近年來(lái)有關(guān)指紋自動(dòng)識別及認證研究已成為模式識別、圖像處理及計算機視覺(jué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，指紋識別已廣泛的應用于銀行、保險、公安、門(mén)禁、考勤等方面。

USB 是Universal Serial Bus 的縮寫(xiě),這是近幾年逐步在PC 領(lǐng)域廣為應用的新型串行接口技術(shù)。相對于并口，串口等傳統的計算機接口方式，USB 有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)。它支持即插即用（plug and play），有較強的糾錯能力，能總線(xiàn)供電，低成本，具有強大的外設連接能力。因而選用USB 接口來(lái)傳送采集的指紋圖像，能更方便靈活地和計算機通信，有著(zhù)良好的應用前景。

第二章，設計概述

設計的目的是實(shí)現一個(gè)使用USB 接口與主機通信的高性能指紋采集儀。指紋芯片選用了Veridicom 公司的硅晶體電容傳感器FPS110，主控芯片選用Motorola 公司集成USB 模塊的單片機MC68HC908JB8。 基本工作模式如圖1 所示， MC68HC908JB8 控制FPS110 采集指紋,然后通過(guò)MC68HC908JB8 片上集成的USB 模塊將數據送給計算機進(jìn)行存儲和后期處理。


圖1.指紋采集方案圖

主機軟件設計主要分為USB 驅動(dòng)和演示界面兩個(gè)部分。

1，采用Jungo 公司的Windriver 軟件開(kāi)發(fā)WINDOWS 平臺的USB 驅動(dòng)程序。
2，采用Microsoft 公司VC6.0 軟件開(kāi)發(fā)演示平臺和一些簡(jiǎn)單的指紋處理程序。

第三章，系統硬件設計

3.1，主要芯片特性

1，集成USB 模塊的指紋采集儀

主控芯片MC68HC908JB8MC68HC908JB8 是Motorola 公司MC68HC08 系列的一款高性?xún)r(jià)比單片機，芯片有256 字節的片內RAM，8K 字節片內FLASH，除傳統的定時(shí)器、鍵盤(pán)中斷、串行口、等I/O 設備外，其主要特點(diǎn)是集成了通訊速率為1.5MB 的低速USB 模塊。

2，指紋采集芯片FPS110。

FPS110 是Veridicom 公司的硅晶體電容傳感器，該傳感器采用先進(jìn)的半導體CMOS 工藝，面積只有郵票般大小，具有高靈敏度、高可靠性、高分辨率（500DPI）、低功耗、低價(jià)位等許多優(yōu)點(diǎn)，特別適用于商業(yè)及戶(hù)外指紋應用系統。

3.2 指紋采集儀系統硬件設計

指紋采集儀基本原理如圖2 所示，主要包含電源設計，單片機應用設計，指紋芯片應用設計。


圖2.指紋采集儀基本原理圖


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