【正文】 t=0。 FPS200 驅(qū)動程序設(shè)計 FPS200 驅(qū)動程序包括 和 兩個文件， 是驅(qū)動程序的源文件， 是驅(qū)動程序的頭文件 ，源程序參見附錄 B。通過 SP3232E，將 UART 接口的 TTL 信號轉(zhuǎn)換為 RS232 電平信號， SP3232E 的工作電壓為 ，如圖 所示 [1]。 JTAG 編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對芯片進行預(yù)編程再裝到板上的方式因此而改變，簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用 JTAG 編程，從而大大加快工程進度。它是 1985 年制定的檢測 PCB 和 IC 芯片的一個標準， 1990 年被修改后成為 IEEE 的一個標準，即 — 1990。該開發(fā)套件采用 USB 接口供電，標配有 USB 電源適配器。 FPS200接口電路設(shè)計參見附錄 A。本設(shè)計 選用 SPI 接口模式對指紋數(shù)據(jù)進行采集。 ? XTAL1 和 XTAL2 為內(nèi)部晶體振蕩器的輸入和輸出端。 INTR只能在 MCU 和 SPI 模式下使用，在 USB 模式下應(yīng)處于斷開狀態(tài)。 ? CS0 為低電平有效的芯片選擇端， CS1 為高電平有效的芯片選擇端， CS0 和 CS1 引腳的功能是由 MODE0 和 MODE1 這兩個引腳的狀態(tài)決定的。 ? D [7:0] 為雙向數(shù)據(jù)總線，在 SPI 和 USB 模式下處于斷開狀態(tài)。在 SPI 模式下， FPS200 的圖像傳 輸速度為 10 幀/秒。 FPS200 表面運用專利技術(shù)制成，表面涂層異常堅固耐用，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 能承受超過 8KV 的靜電放電，即便在惡劣的環(huán)境中也能正常的使用。本章將逐步講述以上三大模塊的硬件設(shè)計以及 ARM 的外圍電路設(shè)計。但是由于成本較高，限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。 圖 光學(xué)指紋傳感器 圖 電容式指紋傳感器 FPS200 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 3. 溫度 指紋 傳感器 溫度傳感器通過感應(yīng)壓在傳感器設(shè)備上的指紋的脊和谷的溫度來獲得指紋圖像。 光學(xué) 指紋 傳感器生產(chǎn)廠商如國外的 Identix、 SecuGen 等公司，國內(nèi)的長春光機所為刑偵部門研制的光學(xué)傳感器也具有相當(dāng)高的水平。由于兩枚不同的指紋不會產(chǎn)生相同的特征數(shù)據(jù)，所以通過對所采 集到的指紋圖像的特征數(shù)據(jù)和存放在數(shù)據(jù)庫中的指紋特征數(shù)據(jù)進行模式匹配，計算出他們的相似程度，最終得到兩枚指紋的匹配結(jié)果，根據(jù)匹配結(jié)果來鑒別用戶身份 [5]。 指紋是手指末端正面皮膚上凸凹不平產(chǎn)生的紋路。 2. ARM 處理器：控制指紋傳感器采集指紋圖像，將指紋數(shù)據(jù)上傳給 PC 機。 本設(shè)計采用方案 3進行設(shè)計，用 ARM處理器和 FPS200指紋傳感器實現(xiàn)指紋采集，指紋圖像的處理和顯示在 PC機中實現(xiàn)。該指紋采集系統(tǒng)能夠簡便、快速、低成本 的 獲取可靠的原始指紋灰度圖像 ，但由于控制芯片性能的限制，不能嵌入操作系統(tǒng)，系統(tǒng)實時性、穩(wěn)定性較差 。 論文的主要內(nèi)容 第 1 章 引言 介紹了 指紋識別技術(shù)， 課題 研究 的 目的 和意義 及 指紋 采集的研究現(xiàn)狀。美國的 East Shore， Digital Persona， Veridi 等公司都有自動指紋識別產(chǎn)品面世。 90 年代中期開始出現(xiàn)半導(dǎo)體的指紋傳感器。所謂“離線式”就是指在指紋采集時，利用某些中間介質(zhì) (如油墨和紙張 )來獲取指紋圖像，在 通過一定的技術(shù)手段將圖像數(shù)字化 并 輸入計算機，它屬于非實時采集。 從指紋識 別技術(shù)的特點可以看出，指紋識別技術(shù)作為身份驗證有著極大的優(yōu)越性。 生物識別技術(shù)是基于個人獨特的生理和行為特征進行自動身份驗證的一種方法，它是隨著信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種新型的身份認證技術(shù)。 關(guān)鍵詞： FPS200； 指紋 采集 ； μC/OSⅡ ； ARM615內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） The Investigation and Design of Embedded Fingerprint Acquisition System—— Fingerprint Acquisition and Comprehensive Design Abstract Fingerprint data acquisition is the most pivotal sector in the fingerprint identification technology. As the rapid development of fingerprint sensors and the wide application of related technology, high quality fingerprint image acquisition will bee a significant issue. This paper did some elementary research on embedded automated fingerprint acquisition system, it mainly includes the following several aspects: Firstly, this paper analyses the study actuality and development direction of this task, and explains the necessity of this task. Thinking of the high performance and low cost of ARMchip, in this paper we construct an embedded fingerprint acquisition system based on the EasyARM615 and μC/OSⅡ . Secondly, this paper selects the fingerprint chips, confirms the system overall concept, designs the hardware of the system. As the software aspect, we have designed the FPS200 driver, the fingerprint gathering procedure, the munication serial procedure and so on. At last, this paper elaborates some problems encountered in system debugging, gives methods how to solve them, and some suggestions for system optimization are also provided. Key words: FPS200。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日 期： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 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)下獨立進行研究所取得的研究成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7） 參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。 最后， 文 中 對 調(diào)試過程中碰到的一些問題 進行了闡述，給出了 解決 方 法，并 對 進一步優(yōu)化 系統(tǒng) 提出了建議。受啟發(fā)于人的身體特征具有不可復(fù)制的特點，人們開始把目光轉(zhuǎn)到生物識別技術(shù)上。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 5. 指紋模板存儲的不是指紋圖像，而是指紋的特征點，這對系統(tǒng)的存儲量和傳輸時間的要求比較低。 指紋采集主要分為“離線式”和“在線式”兩種。 過去指紋傳感器都是基于光學(xué)技術(shù)的傳感器，這種傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，體積龐大，造成實際系統(tǒng)價格非常昂貴，因此導(dǎo)致過去指紋識別系統(tǒng)僅僅限于公安、銀行等少數(shù)特殊部門內(nèi)應(yīng)用。美國在這一領(lǐng)域的研究水平居于世界最前沿。而相對容易切入的光學(xué)采集儀，高端市場也基本為國際廠商所壟斷 [10]。采集完一整幅圖像后通過串口傳到 PC機上做后 續(xù)處理。由于 ARM處理器實時性、穩(wěn)定性比較強，而且可以嵌入實時操作系統(tǒng)， 因而該指紋采集系統(tǒng)比較穩(wěn)定，但 ARM處理器在數(shù) 字圖像處理方面有 缺陷 ，不適于指紋圖像處理，指紋圖像的處理可以在上位機中實現(xiàn)。 系統(tǒng)各部分功能如下： 1. 指紋傳感器： 采集指紋圖像，將指紋圖像數(shù)字化，并將指紋數(shù)據(jù)傳給 ARM 處理器。 表 21 指紋采集系統(tǒng)任務(wù)優(yōu)先級及功能 任務(wù) 優(yōu)先級 功能 taskStart() 0 初始化開發(fā)板（包括時鐘初始化、 ssi初始化、 FPS200 中斷入口初始化等）、 uart、定時器，創(chuàng)建 taskFinger()和 taskUart() taskFinger() 1 采集指紋數(shù)據(jù)并將指紋數(shù)據(jù)上傳給 PC 機 taskUart() 2 與 PC 機進行 通信 ，接收 PC 機命令，設(shè)置 FPS200 的參數(shù) 指紋識別 原理 認識指紋采集的重要性，首先要對指紋識別 原理 有所了解。通常，首先從獲取的指紋圖像上找到“特征點”（ minutiae），然后 根據(jù) 特征點的特性建立用戶活體指紋的數(shù)字表示 —— 指紋特征數(shù)據(jù)庫（一種單向的轉(zhuǎn)換，可以從指紋圖像轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)，但不能從特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指紋圖像）。光線經(jīng)玻璃照射到指紋的谷的地方后，在玻璃與空氣的界面發(fā)生全反射，光線被反射到 CCD，照射向指紋的脊的光線不發(fā)生全反 射，而是被脊與玻璃的接觸面吸收或者漫反射到別的地方，于是就在 CCD 上生成了指紋圖像。系統(tǒng)提供 USB 接口、 SPI 接口和 8 位并行數(shù)據(jù)總線接口。超聲波掃描不像光學(xué)掃描，積累在手指皮膚上的 污物和油脂對超聲波影響不大，可以得到高品質(zhì)的指紋圖像， UltraScan 是首家推出超聲波采集傳感產(chǎn)品的公司。本系統(tǒng)硬件電路的繪制使用 Prote1 DXP 軟件 ，主要有三個模塊組成：指紋數(shù)據(jù)采集模塊、微處理器模塊 和 串行 通 信 模塊。 與其它的指紋傳感器相比 ， FPS200具有以下特點 ： 1. 堅固耐用的芯片表層。 (1) SPI： FPS200 內(nèi)置的 SPI 接口減小了 FPS200 對硬件的依賴，只需 6 條線就可以與帶 SPI 接口的微處理器連接。 其具體的引腳功能含義如下 [3]： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 FPS200 內(nèi)部控制邏輯電路 ? P0， P1 為輸出端口，分別由寄存器 CTRLC 的位 0 和位 1 來控制。當(dāng)讀取 A/D 轉(zhuǎn)換器內(nèi)容時，如果 A/D 轉(zhuǎn)換器還處于工作過程中，則 WAIT將變成低電平，表示需要等待 A/D 轉(zhuǎn)換器完成轉(zhuǎn)換才能讀取數(shù)據(jù)。 ? INTR為低電平有效的中斷輸出引腳，在無效狀態(tài)下 INTR處于高阻狀態(tài)，當(dāng)有中斷使能事件發(fā)生時被置為低電平。這里我們使用 56K 大小的電阻，這樣獲得振蕩器的頻率為 12MHZ，指紋的自動檢測采樣頻率將是 120KHZ?？蓪⑾到y(tǒng)配置為 SPI 主操作 ((Master)與從操作 (Slave)，其接口形式與一般的串行外圍接口方式一致，故此不再贅述； USB 接口有兩種模式 ： 一內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 種是用芯片內(nèi)部的 ROM 來存儲設(shè)備信息，一種是用外部串行 ROM 來存儲設(shè)備信息 。從圖中我們可以看到， MODE0接地， MODE1 接高電平，使 FPS200 工作在模式 0（ SPI 模式）； P0、 P1 分別通過限流電阻接 LED，用于顯示 FPS200 的工作狀態(tài)； DM、 DP 分別通過 10K 電阻接地； SPI 總線 SCLK、 SCS、 MOSI、 MISO 分別通過 10K 上拉電阻接高電平，用于數(shù)據(jù)的傳輸。電源插座采用 插座，供電極性采用外正內(nèi)負，外部供電電源的電流要求不少于 500mA。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 JTAG 電路設(shè)計 JTAG(Jo