单片机指纹识别原理

1.硬件设计方案

本系统主要使用了指纹模块，MicroSD卡读写模块，PCF8563模块，蜂鸣器模块，矩阵按键模块，lcd1602，和STC90C516RD+

系统框图如下：

1）指纹模块

采用FPM10A光学指纹模块。FPM10A光学指纹模块是经典的光学指纹模块，性能稳定，应用范围广，可选用TTL串口或USB接口，可使用51单片机

2）存储模块

方案一：采用EEPROM模块

EEPROM模块简单，采用iic通讯，但存储量小，寿命有限，没有锻炼价值，所以弃用。

方案二：采用MicroSD卡读写模块

MicroSD读写卡模块，采用SPI协议通讯，这个通讯协议还没接触过，且比EEPROM存储量大，使用普遍，所以本系统采用MicroSD读写卡模块.

3）实时时钟

采用PCF8563模块。该芯片比DS1302更为稳定，走时更准，功耗最低。

2.程序设计和设计思路

程序流程图如下：

该项目实现签到，添加指纹，删除单个指纹，搜索指纹，和清空指纹等 *** 作。

签到是搜索该指纹ID后，存储时间戳到MicroSD对应的扇区中，且蜂鸣器会响视为签到成功。功能选择使用4个按键，用循环向下选择的方式。添加指纹中，首先先获得指纹图像1，存储到buffer1中，再获得指纹图像2，存储到buffer2中，再写命令使buffer1和buffer2形成特征模板，再存入特定的ID中，最后初始化ID对应的MicroSD扇区。删除单个指纹和搜索指纹中，我使用两种方法找到该指纹的ID，一种是按键输入，还是用四个按键循环，二种是通过搜索指纹找到该指纹的ID，在按键指纹中需要判断该ID是否存在，通过在对应MicroSD卡设置标志位的方法，确定该ID是否在用，该标志位与指纹模块同步。搜索指纹找到ID后显示，对应ID的签到时间。清空指纹是清空指纹模块和对应的MicroSD卡扇区。

单片机指纹识别是不难做的，因为：基于单片机系统的指纹识别方案手指按压指纹识别模块时，指纹数据被采集并传输到单片机，单片机经过识别算法对指纹数据进行处理后，把处理结果通过WiFi模块无线传输到云端参与身份识别的业务。

单片机指纹识别算法代码编译后占用上百K字节的代码空间，考虑到WiFi网络连接、应用层代码等整体上以1MB左右的Flash代码空间为宜，数据存储的需求以512KB的SRAM空间为宜。

系统工作时，在单片机指纹识别过程中需要强大的运算能力，而在没有指纹按压的时候则需要运行在低功耗状态，以适应嵌入式系统对功耗的要求。

在我们的方案中，选择了具有XIP特性的MCU，把代码存放在外置SPI Flash中并可以在系统执行，从而大大扩展了代码存储空间。外置SPI Flash中的代码在执行中由于需要内部Cache缓存，故执行速度略低。

单片机指纹识别芯片的要求是：

指纹识别芯片和主机的数据接口要求在指纹数据采集的过程中达到5Mbps以上的传输速率，低于5Mbps的数据吞吐量将影响用户体验。

UART、 I2C等低速接口在吞吐量上无法达到要求，SPI接口简洁而且传输速率完全可以达到要求，是最合适的通信接口。

指纹识别芯片周期性检测Pixel传感器区域是否有手指触摸，检测到传感器有手指触摸时，会立刻采集活体检测数据。

数据采集完成后会通过中断通知Host读取，MCU读取完活体检测数据后芯片进行指纹扫描，指纹扫描开始后就会通过中断通知Host读取数据，指纹数据的扫描和Host数据的读取同步进行。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_804665db01015nnd.html

这是用STM32做的，如果你用51单片机做的话，需要模拟一个串行通信USART，自己按照协议编写，难度很大，建议你用avr单片机做，它内部有自带的USART串行通信接口

---