【正文】 時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。當(dāng)按下電源鍵時(shí)，電源開啟，電源指示 燈點(diǎn)亮。 圖 8 時(shí)鐘模塊電路 . 按鍵模塊 鍵盤是最常用的輸入 設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的紐帶。這種鍵盤使用方便，但硬件較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)中鍵盤數(shù)目較少，且為安裝方便，因此采用獨(dú)立式接法。本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位。最常用的編碼格式是異步起停格式，它使用一個(gè)起始比特后面緊跟 7 或 8 個(gè)數(shù)據(jù)比特，然后是可選的奇偶校驗(yàn)比特，最后是一或兩個(gè)停止比特。它具有如下特性： ?? 最高時(shí)鐘頻率可達(dá) 300MHz，指令周期時(shí)間為 ； ?? 16K 字節(jié)高速指令緩存； ?? 雙乘法器，速度可達(dá)每秒 60 億次乘法計(jì)算； ?? 1 程序總線， 3 內(nèi)部數(shù)據(jù)操作數(shù)讀總線， 2 內(nèi)部數(shù)據(jù)操作數(shù)寫總線； ?? 16K16bit 片上 RAM，由 4 塊 4K16 位雙存取 RAM（ DARAM） 組成； ?? 16K16bit 等候狀態(tài)片上 ROM； ?? 8M16bit 的最大尋址外部內(nèi)存空間 ； ?? 32 位外部并行總線內(nèi)存支持外部存儲(chǔ)器接口（ EMIF）與通用輸入輸出（ GPIO）功能和無縫接口 ； ?? 仿真調(diào)試跟蹤功能 ， 保存 最后 16 程序計(jì)數(shù) 值 （ PC）連續(xù)性和最后 32 PC值 ； 22 ?? 6 個(gè)低功耗可編程控制功能控制域； ?? 片上外設(shè)包括： 六通道直接存儲(chǔ)器存取（ DMA）控制器 ； 兩個(gè)多通道緩沖串行端口（ McBSPs） ； 可編程模擬鎖相環(huán)循環(huán)（ APLL）時(shí)鐘發(fā)生器 ； 通用的 I O（ GPIO）引腳和專用 輸出（ XF）引腳 ； 8 位并行主機(jī)接口（ HPI） ； 4 個(gè)定時(shí)器，包括 兩個(gè) 64 位通用定時(shí)器 ， 64 位的可編程看門狗定時(shí)器 和 64 位的 DSP BIOS 計(jì)數(shù)器 ； 內(nèi)部集成電路（ I2C）接口 ； 通用異步接收器器（ UART） ； 片上的基于掃描的仿真邏輯 ； JTAG（ Joint Test Action Group， 聯(lián)合測試 ） 邊界掃描邏輯 ； ?? V 的 I O 電源電壓 ； ?? V 的核心供電電壓 。 40bit 的中央算數(shù)邏輯單元（ ALU）由另一個(gè) 16bit 的ALU 支持，這些單元受指令集控制，以達(dá)到優(yōu)化并行性和降低能耗的效果。 Code Composer Studio IDE功能的代碼生成工具，包括一個(gè) C 編譯器，模擬器，可視化鏈接， RTDX， XDS510 23 仿真的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和評(píng)估模塊。 命令接口： 19200bps 1 起始位 1 停止位 （無校驗(yàn)位） 主設(shè)備發(fā)送的命令及 DSP 模塊的應(yīng)答按數(shù)據(jù)長度可分為兩類： (1) = 8 字節(jié)，數(shù)據(jù)格式如下： 表 2 8字節(jié)數(shù)據(jù)格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 CMD P1 P2 P3 0 CHK 0xF5 應(yīng)答 0xF5 CMD Q1 Q2 Q3 0 CHK 0xF5 說明： CMD：命令應(yīng)答類型 P1， P2， P3：命令參數(shù) Q1， Q2， Q3：應(yīng)答參數(shù)， Q3 多用于返回操作的有效性信息，此時(shí)可有如下取值： define ACK_SUCCESS 0x00 操作成功 define ACK_FAIL 0x01 操作失敗 define ACK_FULL 0x04 指紋數(shù)據(jù)庫已滿 define ACK_NOUSER 0x05 無此用戶 define ACK_USER_EXIST 0x07 用戶已存在 define ACK_TIMEOUT 0x08 采集超時(shí) CHK：校驗(yàn)和，為第 2 字節(jié)到第 6 字節(jié)的異或值 (2) 8 字節(jié)，數(shù)據(jù)由兩部分組成：數(shù)據(jù)頭 +數(shù)據(jù)包 ，格式如下： 25 表 3 大于 8字節(jié)數(shù)據(jù)頭格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 CMD Hi(Len) Low(Len) 0 0 CHK 0xF5 應(yīng)答 0xF5 CMD Hi(Len) Low(Len) Q3 0 CHK 0xF5 說明： CMD， Q3 的定義同上 Len：數(shù)據(jù)包內(nèi)有效數(shù)據(jù)長度， 16 位，由兩字節(jié)組成 Hi(Len)：數(shù)據(jù)包長度高 8 位 Low(Len)：數(shù)據(jù)包長度低 8 位 CHK：校驗(yàn)和，為第 2 字節(jié)到第 6 字節(jié)的異或值 表 4 大于 8字節(jié)數(shù)據(jù)包格式 字節(jié) 1 2? Len+1 Len+2 Len+3 命令 0xF5 Data CHK 0xF5 應(yīng)答 0xF5 Data CHK 0xF5 說明： Len 即為 Data 的字節(jié)數(shù)； CHK：校驗(yàn)和，為第 2 字節(jié)到第 Len 2 字節(jié)的異或值 發(fā)送完數(shù)據(jù)頭后緊接著發(fā)送數(shù)據(jù)包。若此值為 0，若無指紋按壓則指紋采集過程將一直持續(xù)；若此值非 0，在 tout*T0 時(shí)間內(nèi)若無指紋按壓則系統(tǒng)將超時(shí) 退出。 鍵 1 用于休眠，即向指紋模塊發(fā)送休眠信號(hào)，以等待后續(xù)操作，或在本次操作完成后，使模塊休眠以便下一次使用。用戶 ID 自動(dòng)遞增，并在 LED 數(shù)碼管上顯示。 初始化串口 讀取最后用戶編號(hào)，并加 1 若 TL=FF，則 TL=00， TH=TH+1 否則 TL=TL+1， TH 不變 設(shè)置權(quán)限等級(jí)，按鍵 2 發(fā)送CMD=0x01 指令，指 示燈 2 亮 讀取失敗，返回 Q3=FAIL 應(yīng)答 操作失敗指示燈亮 第一次采集圖像 采集失敗 若返回 Q3=FAIL，顯示： FAIL 若返回 Q3=FULL，顯示： FULL 若返回 Q3=TIMEOUT，顯示： OU 操作失敗指示燈亮 采集成功 返回 Q3=SUCCESS 應(yīng)答 顯示：用戶 ID+AFFI 開始 返回 第一次采集成功，則進(jìn)行第二次采集 采集失敗 若返回 Q3=FAIL，顯示： FAIL 若返回 Q3=EXIST，顯示： EIS 若返回 Q3=TIMEOUT，顯示： OU 操作失敗指示燈亮 32 程序設(shè)計(jì)見附錄 F。成功返回 SUCCESS 應(yīng)答，失敗返回 FAIL應(yīng)答。 當(dāng)按下操作鍵或返回應(yīng)答信號(hào)后，指示燈響應(yīng)內(nèi)容如表 14 所示： 表 14 指示燈響應(yīng)含義 指示燈 1 2 3 4 5 6 7 8 響應(yīng) 含義 休眠 添加 用戶 刪除指定用戶 刪除所有用戶 用戶認(rèn)證 超時(shí) 失敗 程序設(shè)計(jì)見附錄 F。 . 通信模塊程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)和指紋模塊的通信首先需要將串口初始化，即設(shè)定二者之間的串口通信命令：波特率為 19200bps， 1 起始位， 1 停止位，無校驗(yàn)位。在用臨時(shí)頁緩沖器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對一頁存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，首先要將這 一頁擦除。此外單片機(jī)一般采用 5V以下的電源供電，USB 接口也采用 5V電源，所以，該下載線還可以通過電腦向單片機(jī)提供工作電源。在編寫好程序后，利用仿真器來設(shè)置斷點(diǎn)，觀察變量和程序的流程，逐步對程序進(jìn)行調(diào)試，修正錯(cuò)誤。 本次設(shè)計(jì)用到的晶振大小為 ，故需在目標(biāo)文件屬性里對晶振頻率進(jìn)行設(shè)置如下： 39 圖 21 Keil 仿真晶振設(shè)置 下面以發(fā)送添加用戶指令為例。發(fā)送添加 01 號(hào)用戶指令時(shí)，完整的命令數(shù)據(jù)應(yīng)該是： 0xF5, 0x01, 0x00, 0x01, 0x01, 0x00, 0x01, 0xF5。因?yàn)榘l(fā)送完一個(gè)字節(jié)之后，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)將 TI 置 1 以表示幀發(fā)送結(jié)束，所以運(yùn)行到此步時(shí)需要手動(dòng)將串口調(diào)試窗口中的 TI 選框標(biāo)記，而后由程序清零，以繼續(xù)執(zhí)行。對于一些較新的芯片或者是表面貼裝的芯片， 往往缺少 合適的仿真器或仿真頭 。 . 串口調(diào)試 在單片機(jī)編程中，串口占了很重要的地位。臨時(shí)頁緩沖器的寫入可以在頁擦除命令之前完成，也可以在頁擦除和頁寫操作之間完成。 通信中的發(fā)送流程（以單片機(jī)為參考）如圖 19 所示： 開始 選擇最右邊的 LED 送位選碼 延時(shí) 段碼 緩沖區(qū)下移一位 LED 左移一位 是否到最后一位 N Y 送段碼 結(jié)束 36 圖 19 通信發(fā)送流程 圖 （以單片機(jī)為參考） 通信中的接收流程（以單片機(jī)為參考）如圖 20 所示： 圖 20 通信接收流程 圖 （以單片機(jī)為參考） 開始 檢測接收緩存是否有數(shù)據(jù) 繼續(xù)等待 判斷返回?cái)?shù)據(jù)第四位 顯示相應(yīng)結(jié)果 N Y 返回 開始 串口初始化 檢測發(fā)送緩存是否有數(shù)據(jù) 繼續(xù)等待 向 DSP 發(fā)送數(shù)據(jù) DSP 響應(yīng)并返回應(yīng)答 N Y 返回 37 程序設(shè)計(jì)見附錄 F。 開始 返回 指示燈 4 亮，刪除所有用戶 按鍵 4 發(fā)送 CMD=0X05 指令 返回 Q3= SUCCESS 應(yīng)答 顯示： ALLD 刪除失敗，返回 Q3= FAIL 應(yīng)答 操作失敗指示燈亮 開始 返回 指示燈 5 亮，采集圖像比對 按鍵 5 發(fā)送 CMD=0x0C 指令 返回 Q3= SUCCESS 應(yīng)答 顯示： ID+ACCE 比對 失敗 若返回 Q3= FAIL，顯示： FAIL 若返回 Q3=NOUSER，顯示： NOUS 若返回 Q3=TIMEOUT，顯示： OU 操作失敗指示燈亮 34 . LED 顯示模塊設(shè)計(jì) 當(dāng)操作不同功能按鍵或者返回 不同的應(yīng)答信號(hào)時(shí)，數(shù)碼顯示管顯示相應(yīng)的內(nèi)容，對應(yīng)各功能，具體顯示內(nèi)容如表 15 所示： 表 15 LED 顯示 應(yīng)答 顯示 添加用戶成功 “ ID” +“ AFFI” 刪除指定用戶成功 “ ID” +“ DELE” 刪除所有用戶成功 “ ALLDELE” 用戶認(rèn)證成功 “ ID” +“ ACCE” 續(xù)表 15 添加、刪除、搜索失敗 “ FAIL” 用戶存儲(chǔ)已滿 “ FULL” 用戶已存在 “ EIS” 用戶不存在 “ NOUS” 超時(shí) “ OU” 其中，“ AFFI”表 Affixion，“ DELE” 表 Delete， “ ACCE”表 Access，“ EIS”表“ EXIST”，“ NOUS”表“ NOUSER”，“ OU”表“ TIMEOUT”。 需要驗(yàn)證用戶時(shí)，按下鍵 5 即執(zhí)行搜索比對操作，單片機(jī)向 DSP 發(fā)送采集圖像并進(jìn)行 1:N 比對命令，比對成功后，返回信息， LED 數(shù)碼管顯示用戶 ID，若用戶不存在，則返回相應(yīng)信息， LED 顯示 NOUS。 程序流程如圖 15 所示： 圖 15 刪除指定用戶流程圖 程序設(shè)計(jì)見附錄 F。 程序流程如圖 14 所示： 31 圖 14 添加用戶流程圖 鍵 8 用于權(quán)限管理，循環(huán)按鍵，在 3 之間循環(huán)滾動(dòng)，按鍵停留時(shí)，顯示數(shù)字表示當(dāng)前要添加的用戶權(quán)限， 1 為最低， 3 為最高。 程序設(shè)計(jì)見附錄 F。 . 29 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì) . 鍵盤管理及指示燈響應(yīng)程序設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)各按鍵功能，需要對按鍵編號(hào)定義。（這里僅列出第一次） 表 5 添加指紋（第一次）指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x01 用戶號(hào) （高 8位） 用戶號(hào) （低 8位） 0 0 CHK 0xF5 應(yīng)答 0xF5 0x01 0 0 ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0 CHK 0xF5 26 ACK_FULL ACK_TIMEOUT (2) 刪除指定用戶（命令應(yīng)答均為 8 字節(jié)） 表 6 刪除指定用戶指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x04 用戶號(hào) （高 8位） 用戶號(hào) （低 8位） 0 0 CHK 0xF5 應(yīng)答 0xF5 0x04 0 0 ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0 CHK 0xF5 (3) 刪除所有用戶 （命令應(yīng)答均為 8 字節(jié)） 表 7 刪除所有用戶指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x05 0 0 0 0 CHK 0xF5 應(yīng)答 0xF5 0x05 0 0 ACK_SUCCESS ACK_FAIL 0 CHK 0xF5 (4) 比對 1： 1（命令應(yīng)答均為 8 字節(jié)） 表 8 比對 1： 1 指令格式 字節(jié) 1 2 3 4 5 6 7 8 命令 0xF5 0x0B 用戶號(hào)（高 8位） 用戶號(hào)（低 8位） 0 0 CHK 0xF5 應(yīng)答 0xF5 0x0B 0 0 ACK_SUCCESS ACK_FAIL ACK_TIMEOUT 0 CHK 0xF5