基于FPC1011C的指纹识别系统

　　引言

　　指纹识别系统是日常生活中常见的一种识别方式，其广泛应用于门禁、考勤和其他安防领域。本指纹识别系统，采用双供电方式，既可与电脑联机使用，也可作为便携式设备使用。作为便携式时，大约可存储300～500枚指纹，同时系统有着很高的识别率。

　　指纹识别系统应用范围大、精度高、可以实时快速对指纹进行采集，注册匹配，广泛应用于安防领域中。

　　1 硬件设计

　　1.1 硬件架构框图

　　本指纹识别系统是以TMS320VC5510A为硬件平台，配以FLASH、SDRAM、指纹传感器FPC1011C、LCD和键盘等外围设备而成的嵌入式指纹识别系统。可以实现对指纹的识别、匹配、存储等功能。系统采用双电源设计保持系统随时供电。具体结构框图如图1所示。

　　1.2 指纹传感器模块

　　FPC1011C是瑞典FingerPrints公司成功推出的一种电容式面装指纹传感器，具有高图像质量(363 dpi的分辨率)、高耐磨(高达100万次)、高抗静电(可达15 kV以上)、低功耗(3.3 V工作电压下的功耗为50 mw)等特点，是一种全新的基于certus传感器平台的电容式指纹传感器。其工作电压为2.5 V或者3.3 V，传感器还具有高速的SPI接口，8脚的软排线可以方便地接入各种系统。

　　系统采用3.3 V电压对指纹传感器进行供电，把DSP的MCBSP2接口配置为SPI主机模式与传感器(SPI从机)进行通信。采集图像大小为200 ×152像素，SPI时钟频率由MCBSP2的CLKX2提供，设置为1 MHz。硬件连接如图2所示。

　　1.3 电源模块

　　电源模块由两部分构成，分别是电源电池自动转换模块和DC/DC电平转换模块。转换模块使系统在掉电的情况下可以自动转到电池供电，使系统正常运行。DC/DC电平转换为DSP外设提供3.3V电压，为内核提供1.6 V电压。

　　自动电源切换电路采用凌特公司的LTC4414，电路如图3所示。LTC4414通过控制2个P沟道MOSFET，实现一种用于电源切换的近似理想二极管的功能，从而实现两个电源的高效“或”操作。FDS6975是一款双P沟道MOSFET芯片。

　　电平转换使用LMl085-3.3 V和LMl085-ADJ可调输出电压，输出电压VOUT=1.25×(1+R2/R1)。为产生1.6 V电压，使R2=38.3 Ω，R1=110 Ω，电路如图4所示。

　　1.4 人机交互模块

　　为方便操作和直观显示处理结果，系统安装有键盘和LCD，可以实时进行操作和显示。LCD采用的是FYDl2864-0402B，其以ST7920为驱动模块，内嵌汉字库，支持串口和并口数据传输。此处采用串口SPI协议传输，如图5所示。

　　数据传输时，DSP被配置为SPI主模式，以MCBSPl与LCD通信。通信过程中，CS为LCD的片选端，系统中直接接高电平，时钟SCLK由DSP的CLKXl提供，SID连接MCBSP1的数据输出口DXl。传输过程中要对数据进行打包，使其符合SID显示的数据格式。其中RW和RS为00时DSP向LCD写指令，为01时写数据。因此若向LCD发送数据“01h”，则实际数据为“FA0010”。时钟频率SCLK被设置为100kHz，可满足实时显示的需要。