ARM7實現(xiàn)指紋考勤系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　刷卡采集選用的是MTP-125K4模塊，并選擇ASCII方式以及固定的9600bps輸出RS232數(shù)據(jù)，感應(yīng)距離為30cm，其輸出數(shù)據(jù)端口直接連接CPU的串口1接收端即可。輸出的數(shù)據(jù)格式為頭碼(02)+10ASCII數(shù)據(jù)+Checksum校驗碼+結(jié)束碼(03)，事實上我們只需存儲10位數(shù)據(jù)信息中的4位卡號。具體電路如圖3所示。

　　電源管理

　　電源管理部分采用了1150mAh的LI電，通過DC-DC升壓至5V，再通過LDO給系統(tǒng)所需要的3.3V和2.5V電壓。其中DC-DC是LT1308A芯片，LDO采用AMS1117-3.3V和AMS1117-2.5V，可以為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓供給。

　　圖4是電源開關(guān)控制部分電路，功能為實現(xiàn)USB和電池供電的切換。當(dāng)未插入USB時采用電池供電，而連接時系統(tǒng)采用USB供電。S9為總電源開關(guān)。具體的實現(xiàn)過程為：電池供電時，開關(guān)S9按下，TEST1點(diǎn)由高變低，Q0導(dǎo)通，NAND網(wǎng)絡(luò)為高，系統(tǒng)開始供電，此時程序運(yùn)轉(zhuǎn)并給與SHDN引腳高電平信號，促使Q6導(dǎo)通，此時即使按鍵抬起TEST1點(diǎn)仍為低電平，維持Q0的導(dǎo)通。當(dāng)插上USB后，按鍵的按下使得Q4導(dǎo)通，Q0此時截至，系統(tǒng)由電池供電切換為USB供電，其它道理相同。關(guān)機(jī)時按鍵按下，Power_DET網(wǎng)絡(luò)檢測電平由高變低，給予SHDN低電平，Q6截至，按鍵抬起后無論是Q0還是Q4均截至，系統(tǒng)斷電。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　軟件部分除了CPU的底層初始化部分采用ARM匯編，其余全部用C語言編寫。

　　程序初始化后進(jìn)入低功耗模式，等待各種具體操作。當(dāng)有指紋采集時，就進(jìn)入指紋數(shù)據(jù)采集和處理模塊，處理結(jié)束后，又重新退回低功耗等待模式，等待其他操作。同理，當(dāng)有讀卡數(shù)據(jù)或者時鐘設(shè)置響應(yīng)時，便進(jìn)入相應(yīng)的操作模塊進(jìn)行處理。值得注意的是，系統(tǒng)有兩種關(guān)機(jī)方式。一種是通過手動關(guān)機(jī)，另一種則通過系統(tǒng)定時器定時到后自動關(guān)機(jī)。

　　圖像數(shù)據(jù)讀取

　　根據(jù)前面的分析，圖像數(shù)據(jù)的采集采用的是DMA方式的單步模式。初始化時，除了設(shè)置單步模式外，還需要將DMA讀取的源地址設(shè)為鎖存器上的片選地址，目的地址則是存儲數(shù)據(jù)的緩存地址;數(shù)據(jù)的大小設(shè)置為一幀數(shù)據(jù)的大小，這里為480×640字節(jié)。

　　在讀取數(shù)據(jù)過程中，系統(tǒng)首先檢測幀同步信號，以確定一幀的開始，然后等待傳感器發(fā)出的DMA請求(與非門輸出低電平)。當(dāng)接收到請求后，便按DMA的方式傳輸數(shù)據(jù)，每接收一個字節(jié)，相應(yīng)的用于指示剩余字節(jié)數(shù)的寄存器的值便會減一，直至減到零，表示數(shù)據(jù)接收完畢。

　　讀卡

　　考慮到刷卡的隨機(jī)性，決定采用中斷的方式來讀取數(shù)據(jù)。即通常情況下，系統(tǒng)是在低功耗下等待;當(dāng)有刷卡時，跳出低功耗并讀取數(shù)據(jù)。

　　整個讀取過程就是對串口通信的操作過程。當(dāng)有數(shù)據(jù)進(jìn)來時，串口模塊會產(chǎn)生一個中斷。因此在相應(yīng)的中斷響應(yīng)便可以讀取這一數(shù)據(jù)，直至數(shù)據(jù)完整讀取;所讀取的數(shù)據(jù)中有一個校驗和，可以幫助驗證數(shù)據(jù)的正確性。

　　結(jié)語

　　本本產(chǎn)品目前已經(jīng)研制出樣機(jī)，經(jīng)調(diào)試檢測各項指標(biāo)合格，實現(xiàn)了上述各項功能，滿足了產(chǎn)品的設(shè)計指標(biāo)。