DSP课程设计报告书基于DSP的指纹识别系统设计.docx

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1、湖北民族学院科技学院工程系DSP课程设计报告书题目：基于DSP的指纹识别系统设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：.学生姓名：指导教师：2010年5月28日信息工程系课程设计任务书学号学生姓名专业(班级)电气工程设计题目基于DSP的指纹识别系统设计设计技术参数(1)TMSC5402芯片的运算能力高达IOoM1PS(2)FPS200采集的指纹图像为256X300象素(3),误识率小于0.1%,拒识率小于2%.设计要求(1)绘制系统框图(VIS10)；(2)包括电源设计、存储空间的软硬件设计、RS232通信接口软硬件设计、总线控制和驱动设计等、用Prote1软件绘制原理图和PCB图；13)编写测

2、试程序；(4)从理论上分析，设计的系统要满足根本的信号处理要求；(5)参考文献、论文格式标准。工作量字数500070000字图纸10-15张工作计划第14周认真复习教材第15周再次认真学习prote1和ViSiO软件的使用第16周完成课程设计第17周认真检查修改参考资料1康华光，陈大钦.电子技术根底一模拟局部(第五版)M,北京：高等教育出版社,20052 J.人众科技.2005250-51.3 M北京:国防工业出版社.200363-654 J0年16(6):11532C5402DSP的指纹识别系统研究0.山西：指导教师签字学生姓名：_学号：一专业（班级）：电气工程课程设计题目：基于DSP的指纹

3、识别系统设计指导教师评语：成绩：指导教师：在综合考虑日前技术的开展、性能与本钱等因素的根底上，本文设计了一个以T1公司的TMS320C5402处理器为核心的指纹识别系统该系统的硬件由FPS200指纹采集传感器、主控电路、输入通路、输出通路等局部组成.并对指纹识别算法采用DSP专用汇编指令集与C语言混合编程的方法，以此实现了一个高效低功耗的嵌入式系统。文中介绍了其组成原理、硬件结构设计、系统功能设计、图像采集电路的实现，以及指纹识别算法的处理流程和实现方法。通过试验，该模块的采集效率高、识别速度快且准确可关键词：指纹识别TMS320C5402DSP识别算法AbstractOnthebasisof

4、comprehensiveba1ancingofthecurrentadvancernentoftechno1ogysystemperformanceandthecostanove1fingerprintidentificationsystemisdesignedwithTMS320C5402chipmadebyTICorporationasitscentra1processor.ThehardwareofsystemconsistsofFPS200fingerprintco11ectingsensormaincontro1circuit,inputchanne1s,outputchanne1

5、sTheprogramoffingerprintidentificationa1gorithmmixestheassemb1e1anguageandC,whichimp1ementsahigheffectiveand1owcostembeddedsystem.Thesoftwareandhardwaredesignandimp1ementationofthissystemareintroduced1ater.Inexperiments,themodu1eisfastspeedandaccurate,andtakesaverygoodperformance.KeyWordsJmgerprinti

6、dentification;DSP;TMSC5402：identificationa1gorithm绪言61指纹识别系统的工作原理72总体硬件设计82.1存储空间的软硬件设计82.2RS232通信接口软硬件设计102.3总线控制和驱动102. 4指纹图像的获取113软件设计122.1 识别算法的实现123. 2系统处理流程134系统调试方法155总结16参考文献17绪言：随着计算机与信息技术的不断开展，生物识别技术的应用越来越加广泛.在各种生物识别技术中，指纹识别是日前生物检测学中研究最深入、应用最广泛、开展最成熟的最有前景的一种识别技术，它通过分析指纹的局部特征，从中抽取详尽的特征点，从而可

7、靠地确认个人身份.指纹识别的优点是指纹作为人体独一无一的特征，它的复杂度可以提供用于鉴别的足够特征，具有极高的平安性、实用性、可行性.是一种比较理想的身份认证技术。指髀二图像处理-AI特征提卜A耐而1指纹识别系统的工作原理指纹识别系统从整体上可分为指纹图像采集、图像处理和识别二大局部组成.工作原理框图如图I所示.系统学习模块负责采集用户指纹数据，对指纹图像进行预处理，提取这些指纹特征，作为将来的比照模板存入数据库;指纹识别模块那么负责采集和处理指纹图像，在提取特征后与数据库中的指纹模板进行比照，然后判断是否匹配，得出结论。整个系统核心就是图像处理特征提取以及指纹比对.指纹采_N图像处_N特征提

8、r1r1-2总体硬件设计指纹系统总体设计方案如图2所示。该系统是由指纹采集仪、FPGA、SRAM和FiaSh等硬件组成。RS232用于数据传输，PC机可以通过该接口得到指纹特征数据；F1ash存储指纹信息库、1CD用的字符利DSP程序；FPGA在DSP的控制下从取指器中取出图放入SRAM中.2,1存储空间的软硬件设计本系统要访问的存储器有三个：DSP内部DARAM（16K字，用于存放常量和变量的数据空间）、SRAMA1FIasho因为5402有20根地址线可以用来对程序空间寻址，所以有IM字节的寻址空间，利用高地址线A19来区分F1aSh和SRAM。其中SRAM是Boot1oader后程序运行

9、的空间，这样就把HaSh放在高地址上去了C5402的数据寻址空间仅为64K,所以要进行分页扩展。为了防止和DARAM的访问冲突，不能使用64K一页。因为64K中低地址的16K实际上不能访问，它优先被64K中低地址的16K实现上不能访问，它无被DARAM访问，所以定为32K的一数据页。分配一个I/O地址，而后通过I/O地址的译码对741S273进行使能控制，最后锁存I/O的数据作数据页。当对数据空间进行访问时，应分为以下几步:解析该地址，进行分割。前（低）15位为页内地址，后（高）6位为页地址。判断页地址是否为0。如果为0,那么说明访问DARAM,直接使用访问数据的指令；需要的16位地址就是前1

10、5位的地址、高位补零，并结束。把页地址用PORTW命令送到存放器（所分配的I/O空间地址）里，页地址也就在SRAM的高地址线上了。再使用访问数据的指令，需要的16位地址就是前15位的地址、高位补零。对存储器的管理，需要编写一定量的程序。可以设置一个全局变量存储页地址。由于扩展页仅为32K,大于32K的数组是开辟不出来的，所以使用链表。需要注意的是释放空间时，把相邻的未使用的空间尽量连接成一大块，同时需要一个接一个地把用过的堆栈拷贝到堆空间的尾部,使自己空间聚合成一个大块。图3、图4分别为外部程序扩展和数据空间扩展示意图。页64K页164K页12764KXCP-OYrp=IXCP=127图3.外

11、部程序扩展图0000H4000H8000II16K内部16K无效32K外部(EsP-A6/DSP-A2、J?3 5 4 3 2 10 I巨0A1A1A1A1A1A1A9ASA7A6A5A4A3A2A1.AO32K外；部图4数据空间扩展图W1S而DlsD14D13D12DllD10aD8D7D6D5D4DmDlD016DSP-D15DSP-D14DSP-D13DSP-D12DSP-D11DSP-D1ODSP-D9DSP-DBDSP-D7DSP-D6DsP-D5DSP-D1WDSP-EeDSP-D2：DSP-D1XSR产生FSX,所以XCR存放器中XDATA1Y位必须设置为1。设置SPCRGRST

12、为1,采样率发生器退出复位状态，开始工作。等待两个时钟周期，以确保MCBSP在初始化过程中内部能够正确地同步。而后，配置MAX3110E的波特率和发送波形，发送数据时根据MAX3110E的数据手册拼装成一个16位的字进行发送。接收通过DSP的IntO中断进行处理。图6.RS232通信接口设计2.3总线控制和驱动本系统中总线有两种：数据总线和地址总线。数据总线进行数据交换，地址总线进行寻址。因为DSP的数据总线是3.3V的高电平逻辑值，可能出现不能驱动外部5V的逻辑电平的情况；而且连接在动能力缺乏。因此，需要对总线，特别是数据总线进行加强驱动能力的设计。其中数据总线使用SN741VTH16245

13、来进行驱动向驱动；地址总线是单向的，没有方向的控制，也没有使能的控制，使用SN741VTH16244单向驱动器就可以了。对于数据总线的控制，按照所逻辑合理使用了DSP_MSTRB。DSPOSTRB、R/W就可以完成了5VSN741VHI245PWMD(RA1A2A3A4AS6A7A8GNDSN741V,HIdata1oad把图像文件放入指定的内存区域。此图像文件为CCS数据文件，可以编写一段C程序把BMP文件转换成CCS文件。另一种比较方便的方法是用DSP编写一个小程序，使用fopen()、fread()等函数把图像读入内存，然后使用fi1e-datasave保存成CCS文件。3软件设计本系统软件设计是基于DSP的集成开发环境CCS2。下设计的,软件实现包括两大局部:一是完成指纹数据采集系统的初始化一是完成指纹识别程序.系统初始化程序包括:VC5402内部存放器初始化程序、接日程序设计、判