利用STM32微控制器实现指纹识别系统的设计与
开发
目录
一、内综述4
1.1项目背景及意义5
1.2国内外研究现状8
1.3项目研究内9
1.4技术路线10
1.5论文结构安排11
二、系统总体设计12
2.1系统功能需求分析14
2.2系统硬件架构设计15
2.3系统软件架构设计16
2.4系统工作流程19
三、硬件电路设计21
3.1主控模块选型与设计22
3.1.1STM32微控制器介绍24
3.1.2最小系统电路设计26
3.2指纹采集模块设计28
3.2.1指纹传感器选型29
3.2.2传感器接口电路设计30
3.3存储模块设计31
3.3.1Flash存储器选型32
3.3.2数据存储电路设计34
3.4通信模块设计35
3.4.1通信方式选择37
3.4.2通信接口电路设计39
3.5电源模块设计41
3.5.1电源方案选择42
3.5.2电源电路设计43
3.6系统硬件整体设计44
四、软件设计46
4.1开发环境搭建46
4.1.1开发工具选择47
4.1.2开发环境配置50
4.2主程序流程设计51
4.3指纹采集模块软件设计52
4.3.1传感器驱动程序编写54
4.3.2指纹图像预处理算法56
4.4指纹识别算法设计60
4.4.1指纹特征提取61
4.4.2指纹匹配算法63
4.5数据存储模块软件设计64
4.5.1Flash存储器驱动程序编写65
4.5.2指纹数据存储管理66
4.6通信模块软件设计68
4.6.1通信协议设计70
4.6.2通信程序编写71
4.7系统测试程序设计74
五、系统测试与结果分析75
5.1系统功能测试76
5.1.1指纹采集测试77
5.1.2指纹识别测试78
5.1.3数据存储测试81
5.1.4通信测试82
5.2系统性能测试83
5.2.1识别准确率测试84
5.2.2识别速度测试86
5.2.3系统稳定性测试89
5.3测试结果分析90
六、结论与展望90
6.1项目总结91
6.2研究成果92
6.3未来工作展望93
一、内综述
随着科技的飞速发展，信息安全在现代社会中扮演着越来越重要的角色。其中生物
识别技术作为一种独特的身份认证手段，因其唯一性、稳定性和便捷性而备受关注。其
中指纹识别技术以其高精度和易于使用的特点，在多个领域得到了广泛应用。
在此背景下，本文将重点介绍如何利用STM32微控制器实现指纹识别系统的设计与
开发。通过对该系统的深入研究，旨在为相关领域的专业人士提供一份有价值的参考资
料。
（一）系统概述
指纹识别系统是一种基于指纹采集、处理、存储和比对的综合性技术。其工作原理
是通过指纹传感器采集人体指纹信息，并将其转化为电信号进行处理和分析，最终与预
先存储的指纹数据进行比对，以判断两者是否一致。
（二）STM32微控制器的优势
STM32系列微控制器以其高性能、低功耗和丰富的外设接口而受到广泛青睐。在指
纹识别系统中，STM32可以高效地处理复杂的指纹数据运算，同时提供稳定的电源管理
和外围设备控制能力。
（三）系统设计与开发流程
本系统的设计与开发流程包括以下几个关键步骤：需求分析、硬件选型与配置、软
件设计与实现、系统调试与优化以及最终测试与验证。
（四）关键技术介绍
在指纹识别系统中，涉及的关键技术主要包括指纹采集技术、数据处理算法和数据
存储与管理等。其中指纹采集技术负责将人体的指纹信息转化为电信号；数据处理算法
则对采集到的指纹数据进行特征提取和比对；数据存储与管理则确保系统能够安全、可
靠地保存和管理大量的指纹数据。
（五）系统应用前景展望
随着生物识别技术的不断发展和完善，以及STM32微控制器技术的日益成熟，指纹
识别系统将在更多领域得到应用。例如，在门禁系统、支付系统、安全监控等领域，指
纹识别系统都将成为