单片机实现的指纹识别系统：历史、技术与设计

本篇论文探讨了单片机在指纹识别系统中的实现，以清华大学本科生毕业设计为例。作者通过深入研究指纹识别的历史与发展趋势，揭示了指纹作为生物特征识别的重要性和其独特性，即纹脊的样式具有个体差异且终身不变，这在早期犯罪鉴别中起到了关键作用，如阿根廷和苏格兰的应用。 论文首先介绍了指纹识别技术的发展历程，从19世纪初的科学研究发现，到20世纪60年代随着计算机图形处理技术的进步，自动指纹识别系统(Automated Fingerprint Identification System, AFIS)的兴起。这一技术的法律应用在全球范围内逐渐扩展。 在具体的技术实现上，论文详细阐述了指纹图像处理的方法，包括方向图的计算，如点方向图的求取和块方向图的确定，以及最小均方估计块方向算法的应用。图像预处理环节涵盖了滤波、动态阈值二值化和细化算法，以提高指纹图像的质量和特征提取的准确性。 硬件设计部分着重于单片机AT89S51的选择和其结构特点，讲述了指纹采集器的工作原理和系统电路设计，包括电源电路、串口通信功能等。软件设计则涵盖了算法的编程实现，如初始化设置、图像处理和与PC机的通信过程，尤其是通过89S51单片机的串行口工作模式进行数据交换。 整个系统设计的目标是构建一个高效、稳定且易用的单片机指纹识别系统，利用科技手段将指纹这一独特的生物特征转化为可比的数字信息，为身份验证和犯罪调查提供强有力的支持。该论文不仅展示了技术的实用性，也体现了对指纹识别技术未来发展的思考，为单片机在生物特征识别领域的进一步研究奠定了基础。