本文对目前指纹识别系统研究的现状和发展的状况做了简要分析，结合自身对嵌入式系
统和指纹算法的研究，提出了一种基于STM32的指纹识别系统设计方案，并对该方案进行了
实施。根据系统实用性的要求，对指纹采集和指纹处理算法进行了改进，最终实现了嵌入式
指纹识别系统。主要包括硬件和软件两个方面，具体如下：
硬件方面：
1．系统采用MBF200指纹传感器采集指纹，ARM
cortex．M3内核的STM32F．103ZET6
作为主控制器，通过SPI接口实现主控制器与传感器的通信采集指纹图像，并保存数
据在内存空间，主控制器与上位机通过异步串口通信将指纹数据发送至PC机显示指
纹图像。
2．由于指纹识别算法需要处理的数据量较大，系统采集一幅完整指纹图像需要大约
76．8KB的空间，而STM32主控制器的内部RAM只有64KB，系统通过扩展外部SRAM
补其不足，在SRAM中保存指纹采集和算法处理的中间数据，程序和指纹算法提取
的特征点存放在芯片内部的FLASH当中。
3．系统采用USB供电，通过内部电路转换为系统提供3．3V的稳压电源，采用JTAG接
口进行仿真调试程序，使用LCDl602液晶显示指纹识别结果。
软件方面：
1．指纹采集实现：根据对MBF200指纹传感器资料中SPI通信时序的研究和分析，通过
软件编程，实现SPI通信，使用读和写命令，对传感器的不同控制寄存器进行读和写
操作，采集到指纹图像。
2．指纹算法改进：通过对指纹现有算法的研究，在VC++上对已有的算法进行编程实
现，并对已有指纹处理算法进行改进。在指纹的增强算法上，采用基于方向场信息的
图像增强，提高了图像的质量：在指纹二值化算法上，采用图像分块的方式，通过求
阈值实现基于分块的二值化；在匹配的算法上，提出了“初匹配”和“全局匹配”的
方式，提高识别效率。实验证明，通过改进算法，使得指纹识别系统在识别的准确率
和效率上都得到了一定的提高。
3．上位机通信设计：系统通过实现主控制器STM32和PC机的异步串口通信，将采集
的指纹数据发送到PC机，通过VC++的MSComm控件实现串口编程接收指纹数据，
同时制作人机交互界面显示指纹的灰度图像。
4．指纹算法的移植：在VC开发的算法需要移植到主控制器实现嵌入式的指纹识别，在
移植的过程中，对系统的程序、指纹数据、特征点模板数据的存储进行了分配，通过
对指纹图像的进行了裁剪和采样缩放，达到减少数据量提高执行效率的目的。
