【正文】 //多次重復(fù)發(fā)命令，執(zhí)行硬件復(fù)位 mDelaymS(50)。 xWriteCH375Data(i)。 USB 初始化 首先對 CH375 芯片進(jìn)行檢測，測試其是否正常工作，如果正常則會(huì)將寫入的測試數(shù)據(jù)取反后輸出，若不正常就需對其執(zhí)行硬件復(fù)位。 (3)設(shè)置傳感器控制寄存器 B (CTRLB)。代碼段如下 : [PLLONSTART] ldr r0, =PLLCON ； temporary setting of PLL ldr r1， =((M_DIVl2)+(P_DIV4)+S_DIV) ； Fin=10MHz, Fout=40MHz 45 str r1， [r0] Ldr r0, =CLKCON ldr rl， =0x7ff8 ； All unit block CLK enable str r1， [r0] (2)設(shè)置存儲(chǔ)相關(guān)寄存器的程序 。 (5)跳轉(zhuǎn)到 stage2 的 C 入口點(diǎn)。而由于 Boot Loader 的實(shí)現(xiàn)依賴于 CPU的體系結(jié)構(gòu)，針對不同的 CPU 需要編寫不同的代碼，如果全部用匯編來寫那么代碼將不能移植到其它結(jié)構(gòu)不同的 CPU 上。映射的地址為 0x00000000 。 LED_OUT_ACT()。 // Delay 100 mS CloseIntterrupt() //關(guān)中斷，進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)置時(shí)不許打擾 MBF200Initialization()。初始化完成后就開始檢測指紋傳感器上是否有手指，如果有則進(jìn)行指紋圖像的采集，采集完成后就對這枚指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理工作。 否 是 否 是 系統(tǒng)上電 系統(tǒng)初始化 包括外圍芯片的初始化 傳感器檢測是否有手指？ 指紋采集 質(zhì)量合格？ 采樣電路、 A/D 轉(zhuǎn)換 指紋數(shù)據(jù)上傳 FLASH 等待上傳至PC 顯示不及格警報(bào) 40 圖 主程序流程圖 本設(shè)計(jì)中有三大軟件系統(tǒng)，即為 ARM, CPLD 邏輯控制程序、 USB 和上位機(jī)的通訊程序。海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的 USB存儲(chǔ)設(shè)備 (包括USB 硬盤 /USB 閃存盤 /U 盤 )。 接口電路設(shè)計(jì) CH375 是一個(gè) USB 總線的通用接口芯片，支持 USBHOST 主機(jī)方式和 USBDEVICE/SLAVE 設(shè)備方式。如果試圖將保留的 I/O 引腳連接在 VCC 或 GND 上，就會(huì)產(chǎn)生沖突，從而損壞器件的輸出驅(qū)動(dòng)器。 EPM240 有兩組 Vcc 引腳 :一組用于內(nèi)部電路和輸入緩沖器 (Vccint)。 VHDL 語言的最大特點(diǎn)是描述能力極強(qiáng)，可覆蓋邏輯設(shè)計(jì)的諸多領(lǐng)域和層次，并支持眾多的硬件模型。 (3)邏輯綜合 :文件調(diào)入邏輯綜合軟件 (QuartusII)進(jìn)行綜合，即把語言綜合成最簡單的布爾表達(dá)式和信號的連接關(guān)系。 SDRAM 電路原理圖如圖 所示。 6． 7． 圖 FLASH 電路原理圖 8． Flash ROM 映射到系統(tǒng)的 Bank0 上，也就是說，系統(tǒng)上電時(shí)處理器即從 Flash ROM 的 0x00000000 地址處取得指令開始 31 運(yùn)行。 BOOT ROM 數(shù)據(jù)線寬度為16 位 ， 選 用 ST39VF160A 地 址 空 間 范 圍 從 0x00000000 到 選用 K4S641632F 容量為 8MB，地址范圍變?yōu)?x0c800000 到 0x0CFFFFFF。 本系統(tǒng)的 JTAG 電路原理圖如圖 所示。TDI 為測試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過 TDI 引腳輸入 JTAG 接口 。這個(gè)復(fù)位邏輯需要一個(gè)復(fù)位信號才能工作。在圖中二極管 D9 是為了防止反接電源而燒毀電路， C73,C74 起穩(wěn)壓的作用。 nGCS[0:7]: pin1720,pin2326:輸出 :芯片選擇，當(dāng)存儲(chǔ)器地址在相應(yīng)段的地址區(qū)域時(shí)被激活。 00: Crystal PLL on, 01:External PLL on, 10amp。 TDMI 的基本含義為 : T:支持 16 位壓縮指令集 Thumb. D:支持片上 Debug. M:內(nèi)嵌硬件乘法器 (Multiplier). I:嵌入式 ICE，支持片上斷點(diǎn)和調(diào)試點(diǎn) S3C44B0X 芯片 S3C44B0X 是 Samsung（三星）公司的 16/32 位 RISC 處理器，內(nèi)含一個(gè)由 ARM 公司設(shè)計(jì)的 16/32 位 ARM7TDMI RISC 內(nèi)核，也是 ARM7系列中使用最廣泛的一種內(nèi)核（ T：表示支持 16 為壓縮 指令集Thumb； D：表示支持片上 Debug； M：內(nèi)嵌硬件乘法器（ Multiplier）； 23 I： 嵌入式 ICE，支持片上 斷點(diǎn) 和調(diào)試點(diǎn)）， S3C44B0 通過全面的、通用的片上外設(shè)，大大減少了系統(tǒng)電路中除處理器以外的元器件配置，從而最小化系統(tǒng)成本。 (2)極低的功耗，適合對功耗要求較高的應(yīng)用，如便攜式產(chǎn)品。利用這種合伙關(guān)系， ARM 很快成為許多全球性 RISC 標(biāo)準(zhǔn)的締造者。 為了加快圖像的采集速度，系統(tǒng)中選用了 MCU(Microcontroller Unit: 微控制單元 )模式，因此將 MODE[1:0]管腳通過 l0K 的下拉電阻接地。 MBF200 通過 MODE[1:0]管腳來控制輸出這四種狀態(tài)。 當(dāng)向 CTRLA 中寫 “0”時(shí)，除了會(huì)清除 AINSEL 之外，并不會(huì)使MBF200 放棄當(dāng)前的圖像。 GETSUB, GETIMG 和 GETROW 三位選定了一種圖像存取模式并且初始化了 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換序列。 MBF200 功能寄存器的地址和功能如表 所示。 ③ 特有自動(dòng)指紋檢測功能。 USB: USB 核電路，外部不再需要其它 USB控制器，因此可作為標(biāo)準(zhǔn)的 USB設(shè)備來使用。 (2)采用低功耗設(shè)計(jì)。本章將逐步講述以上五大模塊的硬件設(shè)計(jì)以及 ARM 的外圍電路設(shè)計(jì)。 USB 采用南京沁恒電子公司的 USB 芯片CH375, USB 不僅讓數(shù)據(jù)在 PC 于系統(tǒng)之間進(jìn)行傳輸，而且相對串口通訊來說，在數(shù)據(jù)通訊速度上得到了大大的提高 。產(chǎn)生系統(tǒng)中各個(gè)芯片的讀寫信號 。系統(tǒng)硬件框圖如圖 所示。作為一個(gè)嵌入式開發(fā)平臺(tái)，其外圍功能應(yīng)該盡量豐富?，F(xiàn)在幾乎每個(gè)半導(dǎo)體制造商都生產(chǎn)嵌入式處理器，越來越多的公司有自己的處理器設(shè)計(jì)部門。 本課題的意義和主要工作 由于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步， ARM 越來越多的應(yīng)用在各種電子消費(fèi)品中，自動(dòng)指紋采集技術(shù)正在向嵌入式的方向發(fā)展。確定模型的技巧在于，要找出一個(gè)最為理想的模型，它能將一個(gè)人的特征數(shù)據(jù)與其他人的數(shù)據(jù)精確地加以區(qū)分。52 4． 4． 2 PC 和 USB 接口程序設(shè)計(jì) 41 4． 2． 1 S3C44BOXBootloader 設(shè)計(jì) 36 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 33 3． 4 USB 與上位機(jī)通訊接口電路設(shè)計(jì) 28 3． 3 CPLD 模塊的設(shè)計(jì) 25 3． 2． 5 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 06 2． 1 嵌入式處理器概述 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 3 目 錄 第一章 緒論 畢業(yè)論文 題 目 :基于 ARM 的指紋采集系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 2 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。06 2． 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 20 3． 2． 2 S3C44BOX 芯片 35 3． 4． 1 CH375 接口電路設(shè)計(jì) 55 4． 5 上位機(jī)程序設(shè)計(jì) 57 5． 1 系統(tǒng)總結(jié) 59 參考文獻(xiàn) 生物統(tǒng)計(jì)識(shí)別有多種不同的途徑：指紋、手指、面部、手掌、虹膜、視網(wǎng)膜、語音、簽名以及靜脈識(shí)別，它們的技術(shù)特性和成功標(biāo)準(zhǔn)大大不同。本課題為了跟隨指紋識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，提出了基于 ARM 為處理器的硅電容式指紋采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課題。嵌入式處理器的尋址空間一般從 64kB 到 16MB ，處理速度為 ~20xxMIPS ，常用封裝 8~144 個(gè)引腳。 (2)開發(fā)工具及軟件支持 僅有一個(gè)好的處理器，沒有較好的軟件開發(fā)工具支持會(huì)大大增加開發(fā)的難度，增大設(shè)計(jì)失敗的可能性。 地址總線 數(shù)據(jù)總線 片選信號 片選信號 中斷信號 讀寫信號 讀寫信號 控制信號 數(shù)據(jù)信號 片選信號 地址總線 中斷信號 數(shù)據(jù)總線 圖 系統(tǒng)硬件框圖 從圖中可以看到，本系統(tǒng)主要有五個(gè)模塊組成 :指紋數(shù)據(jù)采集模塊、微處理器模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、邏輯控制 CPLD 模塊和 USB通訊模塊。產(chǎn)生系統(tǒng)中各個(gè)芯片的中斷信號。 根據(jù)硬件的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的要求，指紋采集系統(tǒng)的軟件部分可以概括成兩部分，一是系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)部分，二是指紋數(shù)據(jù)預(yù)處理部分。 指紋傳感器與處理器的接口設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)所采集的是活體指紋圖像。 MBF200 具有手指自動(dòng)檢測功能，允許主機(jī)在沒有指紋時(shí)處在低功耗待命模式，當(dāng)有手指時(shí)才喚醒主機(jī)進(jìn)行處理，從而節(jié)省整個(gè)系統(tǒng)的功耗。在 USB模式下， MBF200的圖像傳輸速度為 13 幀 /秒。 MBF200 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 15 P0 P1 D[7:0] A0 RD WR WAIT CS0 CS1 MOSI MISO DP DM EXTINT INTR TEST MODE0 MODE1 圖 MBF200 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 從結(jié)構(gòu)圖中，可以看出其中 256 300 點(diǎn)傳感陣列用于產(chǎn)生感應(yīng)電壓 。 表 MBF200 功能寄存器的地址和功能 地址 標(biāo)識(shí) 功能 0x00 RAH 行地址高位