【正文】 int Test Action Group 聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組 )是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議 (IEEE 兼容 )，主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試。 具有 JTAG 接口的芯片其相關(guān)引腳的定義為 ： TCK 為 測(cè)試時(shí)鐘輸入 ； TDI 為測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)通過(guò) TDI 引腳輸入 JTAG 接口； TDO 為測(cè)試數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)通過(guò) TDO 引腳從 JTAG 接口輸出； TMS 為測(cè)試模式選擇， TMS 用來(lái)設(shè)置 JTAG 接口處于某種特定的測(cè)試模式； TRST 為測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。 圖 JTAG 接口電路 UART 通 信 接口 電路 設(shè)計(jì) 圖 RS232 接口電路 EasyARM615 開(kāi)發(fā)套件設(shè)計(jì)了一個(gè) RS232 接口電路，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)套件與 PC 機(jī)串口通內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 信。為了實(shí)現(xiàn)指紋采集的功能，本設(shè)計(jì)主要編寫(xiě)了 FPS200 驅(qū)動(dòng)程序、指紋采集程序 taskFinger()、串行 通信程序 taskUart()，其中 taskFinger()和 taskUart()的初始化是在啟動(dòng)任務(wù) taskStart()中完成的。 void SPIFingerDetect (void) { while (1) { uint16 i。 result=((result+detectrow[i])/2)。當(dāng)讀 A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)，主機(jī)應(yīng)該保持 SCS－低電平以讀出連續(xù)的點(diǎn)。 F P S 2 0 0 W r i t e返 回清 零 S C S 發(fā) 送 寫(xiě) 代 碼 0 x 0 2發(fā) 送 寄 存 器 地 址置 位 S C S 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)F P S 2 0 0 R e a d返 回清 零 S C S 發(fā) 送 讀 代 碼 0 x 0 3發(fā) 送 寄 存 器 地 址置 位 S C S 讀 數(shù) 據(jù) 圖 FPS200 讀、寫(xiě)寄存器流程圖 典型參數(shù)調(diào)整 為了獲取比較理想的指紋數(shù)據(jù)，首先得對(duì)傳感器的放電時(shí)間、放電電流和可編程增益控制寄存器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 整幅圖像 獲取 方式把數(shù)據(jù)采集方式初始化為從 0 行 0 列到 299 行 255 列，以獲取整幅圖像數(shù)據(jù)。 //寫(xiě) PGC } 指紋圖像獲取 指紋圖像獲取包括行獲取 (GETROW)、整幅圖像獲取 (GETIMG)和指定圖像獲取(GETSUB)三種方式。命令開(kāi)始時(shí) SPI主機(jī)置 SCS低電平并往 MOSI 引腳發(fā)送命令字節(jié) (編碼為 0x02)。命令系列開(kāi)始時(shí)， SPI 主機(jī)置 SCS低電平并往 MOSI 引腳發(fā)送讀命令 (編碼為 0x03)。 SPIGetRow(detectrow,0,0x96)。 5. 清除所有中斷： FPS200Write(FPS200R， 0x03)； 6. 最后，打開(kāi)傳感器指紋檢測(cè)中斷，一旦有手指放下將開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 首先介紹了指紋傳感器 FPS200 結(jié)構(gòu)與性能、輸出模式 ，并設(shè)計(jì)了與處理器的接口電路； 其次 介紹了 EasyARM615 開(kāi)發(fā)套件的硬件電路， 包括 LM3S615 芯片、電源電路 和 JTAG 電路 ； 最后對(duì) UART 通信 接口 電路 的進(jìn)行了簡(jiǎn)要的 說(shuō)明 。 JTAG 的邏輯則由運(yùn)行在 PC 上的軟件實(shí)現(xiàn)，所以在理論上，任何一個(gè)簡(jiǎn)單 JTAG 電纜，都可以支持各種應(yīng)用軟件，如 Debug 等。標(biāo)準(zhǔn)的 JTAG接口是 4 線： TMS、 TCK、 TDI 和 TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。 F1 為一個(gè)電流為 500mA 的自恢復(fù)保險(xiǎn)絲 SMD050，電源經(jīng)過(guò) F1 后，通過(guò) TVS 管 與電源地連接。 圖 LM3S615 芯片 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） Stellaris 系列的 LM3S615 微控制器（如圖 所示）擁有 ARM 微控制器所具有的眾多優(yōu)點(diǎn)，如擁有廣泛使用的開(kāi)發(fā)工具，片上系統(tǒng)（ SoC）的底層結(jié)構(gòu) IP 的應(yīng)用，以及眾多的用戶群體。 FPS200 的 SPI 接口的通信速度最高可以達(dá)到 10Mbps。 FPS200 通過(guò) MODE[1:0]管腳來(lái)控制輸出這四種狀態(tài)。 ? AIN 為輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)輸入端，可通過(guò)設(shè)置 CTRLA 寄存器中 的位AINSEL 來(lái)實(shí)現(xiàn)。DP 和 DM 都要加一大小為 43 歐姆的串聯(lián)電阻。當(dāng) WR 為高電平時(shí)使 RD 為低電平就可以選中芯片從芯片中讀取數(shù)據(jù)了。 (3) MCU： 通過(guò)自動(dòng)增加行列地址寄存器的值以及模數(shù)轉(zhuǎn)換的路徑優(yōu)化功能，標(biāo)準(zhǔn) 8位微處理器總線的性能大大加強(qiáng)，圖像傳輸速度達(dá)到 30 幀 /秒，可以滿足連續(xù)指紋圖像的采集和比對(duì)。 3. 適應(yīng)更復(fù)雜的手指識(shí)別。 FPS200 是一種觸摸式 CMOS 傳感器件，基于電容充放電原理，其外面是絕緣的表面，傳感器陣列的每一點(diǎn)是一個(gè)金屬電極，充當(dāng) 電 容器的一極，當(dāng)人把手指放在傳感器上時(shí)，手指充當(dāng)電容器的另外一極，而兩者之間的傳感面形成電容兩極之間的介電層，由于指紋的脊和谷相對(duì)于另一極之間的距離不同，導(dǎo)致硅表面電容陣列的各個(gè)電容值不同，電容陣列的值描 述了一幅指紋圖像。首先分析了指紋采集系統(tǒng)的各種方案，然后介紹了 總體設(shè)計(jì)方案 ，最 后 對(duì)指紋識(shí)別 原理 和指紋采集 技術(shù) 進(jìn)行了闡述 。 4. 壓力 指紋 傳感器 壓力傳感器其表面的頂層是具有彈性的壓感介質(zhì)材料，他們依照指紋的外表地形轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電子信號(hào)。 通過(guò)測(cè)量空間中不同的電容值而得到完整 的指紋圖像。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，指紋傳感器從結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴 ，體積龐大的基于光學(xué)技術(shù)的傳感器，發(fā)展到 90 年代中期開(kāi)始出現(xiàn)的半導(dǎo)體指紋傳感器，價(jià)格越來(lái)越低、體積也越來(lái)越小，而采集的圖像質(zhì)量 卻 越來(lái)越高?？傮w特征是指那些用人眼就可以直接觀察到的特征，包括基本紋路圖案、模式區(qū)、核心點(diǎn)、三角點(diǎn)、式樣線和紋數(shù)等。 μC/OSⅡ 是源代碼公開(kāi)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它是專為微控制器系統(tǒng)和軟件開(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)的多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，是一段微控制器啟動(dòng)后首先執(zhí)行的背景程序，并作為整個(gè)系統(tǒng)的框架貫穿系統(tǒng)運(yùn)行的始終。本系統(tǒng)可分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩大部分。由于 DSP處理器具有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，非常適合乘法和加法的計(jì)算，可以在指紋采集系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)指紋圖像的預(yù)處理，而且不會(huì)影響指紋采集速度。 第 5 章 電路板設(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試 介紹了在調(diào)試系統(tǒng)過(guò)程中遇到的問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法以及一些心得體會(huì)。 但在應(yīng)用技術(shù) 特別是硬件采集技術(shù)上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外存在著較大的差距?，F(xiàn)在這兩類指紋傳感器在市場(chǎng)上基本是平分天下?；谥讣y傳感器的“在線式”實(shí)時(shí)采集設(shè)備以其操作簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、采集效率高、圖像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)指紋識(shí)別領(lǐng)域 [6]。可見(jiàn)，指紋識(shí)別技術(shù)的飛速發(fā)展及廣泛應(yīng)用將開(kāi)創(chuàng)個(gè)人身份鑒別的新時(shí)代。 在這些人體特征中，人的指紋相對(duì)于其它的人體特征具有下述的特點(diǎn) [8]： 1. 穩(wěn)定性：指紋有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，并且終生不變，一個(gè)人從少年一直到老年，其指紋的特征始終是不變的。 ARM615 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................V Abstract .................................................................................................................................... VI 第一章 引 言 ............................................................................................................................ 1 指紋識(shí)別技術(shù)概述 ..................................................................................................... 1 課題研究的目的和意義 ............................................................................................. 2 指紋采集發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 ................................................................................. 3 論文的主要內(nèi)容 .......................................................................................................... 4 第二章 指紋采集系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .............................................................................................. 5 指紋采集系統(tǒng)方案分析 ............................................................................................. 5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 7 設(shè)計(jì)思想 .......................................................................................................... 7 硬件設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 7 軟件設(shè) 計(jì) .......................................................................................................... 8 指紋識(shí)別原理 ............................................................................................................. 8 指紋采集技術(shù)概述 ..................................................................................................... 9 本章小結(jié) ................................................................................................................... 12 第三章 指紋采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................................................ 13 指紋傳感器與處理器接口設(shè)計(jì) ............................................................................... 13 FPS200 的結(jié)構(gòu)與性能 ................................................................................... 14 FPS200 輸出模式選擇 ................................................................................... 17 FPS200 與處理器接口電路設(shè)計(jì) .................................................................... 18 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） ARM 處理器及外圍接口電路設(shè)計(jì) .......................................................................... 19 LM3S615 芯片 ................................................................................................ 19 電源電路設(shè)計(jì) ..................................................................................