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ARM7实现指纹考勤系统硬件设计
发布时间:2015-10-13 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]生物识别技术依靠其鉴别的唯一性和可靠性，经过近十年的发展，应用已经越来越广泛和成熟，目前指纹识别技术已趋向民用市场普及，1机就是其主要的应用之一。
引言
目前指纹识别技术已趋向民用市场普及，大功率电感1机就是其主要的应用之一。笔者采用功能强大的S33C44B0X处理器设计了一款1机，在功能、接口、价格等方面都有着极大的优势。
所设计的考勤机具有指纹采集和刷卡采集两大基本功能。指纹采集部分采用CMOS光学传感器。刷卡采集相应的射频模块，它可以通过串口的方式与CPU通工字电感器信。考勤机和上位机的通讯则采用通用的模拟USB接口，有效地达到了即保证低成本又方便用户使用的目的。另外还加入了USB充电，实时时钟显示，语音提示等众多人性化功能。系统的框图如图1所示。
基于ARM7的1系统硬件设计
本系统主CPU采用的是三星公司塑封电感器的S3C44B0X处理器，该处理器具有功能多、功耗低、运算速度快、价格低廉等优点。
硬件设计主要包括指纹采集、刷卡采集、和电源管理三个部分。
存储器采用外接的方式，分别接了64M的HY57V641620HG的SDRAM和16M的39VF1601的flash。语音提示模块采用的是总长为
21S录音时间的AP8921A芯电感器厂家片。
上位机通讯通过CH341芯片进行异步串口转USB1.1接口，用户对外可以按照正常的USB接口使用，省去了麻烦的串口。系统采用了MAX1508芯片通过USB接口给锂电充电，平时采用电池供电，插上USB接口后即可通过USB接口给系统供电，并给锂电充电。
按键总共有三个，一个是系统的开关机按键，另外两个分别是实时时钟设的置按键和方向键。
指纹采集
指纹采集传感器采用OV7620，并以I2C总线及DMA的数据传输方式实现与CPU的信息交互。图2为指纹采集接口。
J1为采集头的接口，主要有15个引脚，其中引脚8至引脚15为数据输出接口，连接至锁存器，最终接到数据总线上;引脚6、7为I2C总线，用于对传感器寄存器进行初始化设置;引脚3到引脚5分别为传感器的时钟信号、行同步信号和帧同步信号。帧同步信号直接连接至CPU的通用I/O端口GPF3上，行同步信号和时钟信号通过与非门接至CPU的外部DMA请求输入nXDREQ1。
当nXDREQ1输出由高电平变得低电平时，传感器便有数据输出，并且数据能够维持至下一个同样的过程的到来。这正好符合44B0的外部DMA请求的单步模式的要求。于是自然就可以采用DMA的方式来读取数据。最终的数据读取是通过片选锁存器来实现的。由于DMA的方式不干预CPU，因此也大大提高了读取的速度。刷卡采集
刷卡采集选用的是MTP-125K4模块，并选择ASCII方式以及固定的9600bps输出RS232数据，感应距离为30cm，其输出数据端口直接连接CPU的串口1接收端即可。输出的数据格式为头码(02)+10ASCII数据+Checksum校验码+结束码(03)，事实上我们只需存储10电感规格位数据信息中的4位卡号。具体电路如图3所示。
电源管理
电源管理部分采用了1150mAh的LI电，通过DC-DC升压至5V，再通过LDO给系统所需要的3.3V和2.5V电压。其中DC-DC是LT1308A芯片，LDO采用AMS1117-3.3V和AMS1117-2.5V，可以为系统提供稳定的电压供给。
图4是电源开关控制部分电路，功能为实现USB和电池供电的切换。当未插入USB时采用电池供电，而连接时系统采用USB供电。S9为总电源开关。具体的实现过程为：电池供电时，开关S9按下，TEST1点由高变低，Q0导通，NAND网络为高，系统开始供电，此时程序运转并给与SHDN引脚高电平信号，促使Q6导通，此时即使按键抬起TEST1点仍为低电平，维持Q0的导通。当插上USB后，按键的按下使得Q4导通，Q0此时截至，系统由电池供电切换为USB供电，其它道理相同。关机时按键按下，Power_DET网络检测电平由高变低，给予SHDN低电平，Q6截至，按键抬起后无论是Q0还是Q4均截至，系统断电。
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