论文总字数：23079字

摘 要

随着我国信息化科技的发展，传统物理上的机械锁已经很难再满足人民对于财产安全以及人身安全的需求，因此多种更具有安全性的电子锁应运而生。其中指纹密码锁因其安全性高、破解度难以及成本相对较低在社会中得到广泛应用。本文研究并提出基于STM32单片机的指纹识别密码锁系统的设计，系统选择STM32F103C8T6作为主控芯片，采用LCD12864液晶显示屏、指纹模块和继电器等硬件模块，通过LCD液晶显示屏实现人机交互的显示功能，通过指纹模块完成指纹的采集以及将指纹传输至主控芯片进行处理。当输入的指纹或密码正确时，系统会通过控制继电器进行开锁；同时，系统具有防止多次键入开锁的功能，当输入的指纹或密码错误超过三次时，系统会自动锁死并控制蜂鸣器进行报警；此外，系统具有管理员模式，该模式实现管理员密码开锁、根据实际需求修改密码以及增加用户等。

其次，本文对所用指纹识别的图像处方法进行分析研究，其中通过使用MATLAB对指纹图像预处理算法进行仿真，分别从指纹图像的增强、指纹图像的二值化、指纹图像的细化以及指纹图像特征点的提取这几个方向进行研究最终得到各个指纹处理的图像结果。

关键词：STM32；指纹识别；指纹图处理；MATLAB

Design of Fingerprint Combination Lock Based on Single Chip Microcomputer STM32

Abstract

With the development of information technology in our country, the traditional physical mechanical lock has been difficult to meet people's demand for property security and personal security, so a variety of more secure electronic locks emerge at the historic moment.Fingerprint code lock is widely used in the society because of its high security,difficult to crack and relatively low cost. This paper studies and proposes the design of fingerprint identification code lock based on STM32 microcomputer. The system takes STM32F103C8T6 as the main control chip, adopts LCD12864 screen, fingerprint identification module, relay and other hardware modules, and uses LCD screen to realize the display function of man-machine interaction, completes the collection and identification of fingerprints through the fingerprint module. When the input fingerprints or passwords are correct, the system will open the lock by controlling the relay; At the same time, the system has the function of preventing multiple keystrokes to unlock the lock. When the input fingerprint or password is wrong for more than three times, the system will automatically lock up and control the buzzer to alarm. In addition, the system has the administrator mode, which realizes the administrator password to unlock, modify the password according to the actual needs and add the number of users.

Second, this paper analyze and researches the image recognition method used for fingerprint recognition. The fingerprint image preprocessing algorithm is simulated by using MATLAB. The enhancement of fingerprint image, binarization of fingerprint image, fingerprint image refinement, and the extraction of the fingerprint image feature points are studied from aspects. Finally, each of the fingerprint image processing results are obtained.

Keywords: STM32；Fingerprint identification；Fingerprint image processing；MATLAB

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1研究的背景与意义 1

1.2指纹识别概述 1

1.2.1指纹识别技术简介 1

1.2.2指纹识别技术的应用及现状 1

1.3本文目标任务 2

1.4论文的结构和内容安排 2

第二章 指纹密码锁系统设计方案 4

2.1指纹密码锁功能分析 4

2.2方案结构框架 4

2.3主要硬件模块的确定 5

2.3.1主控单片机的选择 5

2.3.2指纹采集模块的选择 6

2.3.3矩阵键盘方案的选择 6

2.3.4显示液晶方案的选择 7

2.4小结 7

第三章 硬件电路设计 8

3.1单片机最小系统电路设计 8

3.2指纹模块电路设计 8

3.3矩阵键盘电路设计 9

3.4其他模块电路设计 9

3.5小结 11

第四章 软件设计 12

4.1指纹录入与删除程序设计 12

4.2指纹识别程序设计 14

4.3指纹图像处理 14

4.3.1指纹图像增强 14

4.3.2指纹图像的二值化与细化 16

4.3.3指纹特征点的提取 17

4.4 LCD液晶显示程序设计 18

4.5键盘程序设计 19

4.6小结 20

第五章 方案测试与结果分析 21

5.1指纹密码锁功能测试 21

5.2小结 22

第六章 总结与展望 23

致 谢 25

参考文献 (References) 26

附 录 27

2. 绪 论

1.1 研究的背景与意义

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