指纹识别系统
基于单片机指纹识别系统设计
基于单片机指纹识别系统设计一、引言随着科技的不断发展，身份识别技术在各个领域的应用越来越广泛。
传统的身份识别方式，如密码、钥匙等，存在着容易丢失、遗忘、被窃取等安全隐患。
而指纹识别作为一种生物识别技术，具有唯一性、稳定性和便捷性等优点，逐渐成为了身份识别领域的主流技术之一。
单片机作为一种微型计算机系统，具有体积小、成本低、性能可靠等特点，被广泛应用于各种控制系统中。
本文将介绍一种基于单片机的指纹识别系统的设计方案，旨在为相关领域的研究和应用提供参考。
二、系统总体设计（一）系统功能需求本指纹识别系统主要实现以下功能：1、指纹采集：能够采集用户的指纹图像。
2、指纹处理：对采集到的指纹图像进行预处理、特征提取和匹配等操作。
3、存储管理：能够存储用户的指纹模板，并对其进行有效的管理。
4、显示输出：能够将识别结果通过显示屏输出给用户。
5、通信接口：具备与其他设备进行通信的接口，如USB、蓝牙等。
（二）系统总体结构系统主要由指纹采集模块、单片机控制模块、指纹处理模块、存储模块、显示模块和通信模块等组成。
指纹采集模块负责采集用户的指纹图像，并将其传输给单片机控制模块。
单片机控制模块对采集到的指纹图像进行控制和处理，将处理结果传输给指纹处理模块进行进一步的分析和处理。
指纹处理模块完成指纹的特征提取和匹配等操作，并将结果返回给单片机控制模块。
存储模块用于存储用户的指纹模板和相关数据。
显示模块用于显示识别结果和系统状态等信息。
通信模块用于实现系统与其他设备之间的数据传输和通信。
三、硬件设计（一）指纹采集模块指纹采集模块是整个系统的关键部分，其性能直接影响到系统的识别准确率和速度。
目前，常用的指纹采集技术主要有光学式、电容式和超声波式等。
本系统采用电容式指纹采集模块，其具有体积小、分辨率高、采集速度快等优点。
（二）单片机控制模块单片机控制模块是整个系统的核心部分，负责对系统的各个模块进行控制和协调。
本系统采用 STM32 系列单片机，其具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，能够满足系统的控制需求。
指纹自动识别系统在应用中应注意的几个问题
指纹自动识别系统在应用中应注意的几个问题下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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指纹识别系统
指纹识别系统概述指纹识别系统是一种生物识别技术，通过分析和比对人体手指上的指纹图像，可以对人体进行识别和认证。
指纹识别系统已经广泛应用于各个领域，如手机解锁、门禁控制、身份认证等。
本文将介绍指纹识别系统的原理、应用场景以及一些最新的技术发展。
原理指纹识别系统的原理是基于每个人手指上的指纹图案是唯一的，没有两个人的指纹图案完全相同。
通过图像采集设备（如指纹传感器）获取手指上的指纹图像，然后对图像进行处理和特征提取，最后将提取到的特征与已存储的指纹特征进行比对，从而实现对人体身份的认证或识别。
指纹图像的采集通常使用光电传感器或压电式传感器，光电传感器使用光学透镜和光电二极管来捕捉指纹图像，而压电式传感器则是通过感应手指压力来获取图像。
采集到的指纹图像一般是二值化的图像，即黑白图像，黑色部分表示指纹线纹，白色部分表示指纹间隙。
图像的处理和特征提取是指纹识别系统的关键步骤。
常见的处理方法包括图像增强、边缘检测、细化等，这些方法可以使得指纹图像更加清晰可见。
特征提取主要是通过对指纹图像进行分析和计算，提取出一些具有唯一性和可区分性的特征，例如指纹纹线的形状、方向、密度等。
指纹特征的比对通常使用模式匹配算法，最常见的是基于特征的匹配算法和基于相似度的匹配算法。
基于特征的匹配算法将指纹特征表示为特征向量，然后计算特征向量之间的相似度或距离，从而进行比对。
基于相似度的匹配算法则是通过计算指纹图像之间的相似度来进行比对，一般使用相关性、欧氏距离等度量指标来衡量相似度。
应用场景指纹识别系统在各个领域有广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景：手机解锁手机解锁是最常见的指纹识别应用之一。
通过在手机上搭载指纹传感器，用户可以将自己的指纹注册到手机系统中，并设置指纹解锁功能。
在解锁时，用户只需将手指放在指纹传感器上，系统会自动比对并认证指纹，从而解锁手机。
门禁控制指纹识别系统在门禁控制领域也有广泛的应用。
通过在门禁系统中搭载指纹识别设备，用户可以通过指纹认证来开启门禁。
指纹识别添加指纹操作规程
指纹识别添加指纹操作规程一、简介指纹识别技术是一种常用的生物识别技术，用于确认个体身份。
为了保证指纹识别系统的安全和准确性，需要建立指纹添加的操作规程。
本文将介绍指纹识别添加指纹的操作规程。
二、操作环境要求1. 操作人员：应为经过指纹识别系统培训合格的工作人员。
2. 环境要求：操作环境应足够明亮，并保持整洁干净，以避免灰尘或杂质对指纹识别的影响。
三、操作步骤1. 选择指纹添加项：进入指纹识别系统，根据需要选择指纹添加项。
一般情况下，会有用户指纹和管理指纹两种选项。
2. 验证用户身份：对于用户指纹添加，需要首先验证用户身份。
操作员应根据系统要求进行确认，确保用户身份的真实性。
3. 准备指纹录入设备：在指纹添加之前，操作员应确保指纹录入设备的正常工作状态。
如有需要，可以进行设备检测和维护。
4. 指纹录入：将用户的手指放置在指纹录入设备上，按照操作界面提示，完成指纹录入。
录入过程中应确保手指充分接触设备，避免晃动或滑动。
5. 指纹质量检查：在指纹录入完成后，系统会自动进行指纹质量检查。
操作员应根据系统提示检查指纹质量，如有必要，可要求用户再次录入指纹。
6. 保存指纹信息：指纹质量检查通过后，将用户的指纹信息保存到数据库中。
同时，在保存前应核对录入的指纹信息，确保准确无误。
7. 管理指纹添加：对于管理指纹的添加，操作步骤类似于用户指纹的添加。
操作员需要按照系统要求验证自己的身份，并进行指纹录入和质量检查。
8. 操作记录和日志：完成指纹添加后，系统应记录操作员和操作时间，以及指纹添加的相关信息。
同时，可以生成日志文件，便于日后的追溯和查询。
四、操作注意事项1. 操作员应熟悉指纹识别系统的操作流程和规范，严格按照操作规程进行操作。
2. 指纹录入设备应定期进行维护和校准，以确保其正常工作和准确性。
3. 操作员应保持手指清洁，避免指纹录入过程中的灰尘或污渍。
4. 操作员应注意操作界面的提示，并按照系统要求进行相应的操作。
指纹认证系统管理流程
指纹认证系统管理流程指纹认证系统管理流程是指通过指纹识别技术来确保系统的安全性和可靠性的一套管理流程。
该系统管理流程包括系统部署、用户注册、用户认证、日志管理和系统维护等环节。
下面将详细介绍指纹认证系统管理流程的各个环节。
一、系统部署系统部署是指在服务器和终端设备上安装和配置指纹识别系统的过程。
首先，需要确定系统的硬件设备，包括服务器和终端设备的选型和数量。
然后，根据硬件设备的要求，选择适合的操作系统和数据库，并进行安装和配置。
最后，按照系统要求，部署指纹识别算法和相应的软件。
二、用户注册三、用户认证用户认证是指在用户进行指纹认证登录时，系统对用户的指纹特征进行匹配和比对的过程。
首先，用户输入自己的账号和密码。
然后，系统通过指纹采集设备采集用户的指纹特征，并进行质量检测和预处理。
接着，系统将采集到的指纹特征与用户在注册时保存在数据库中的指纹特征进行比对和匹配。
最后，系统根据比对结果决定是否允许用户登录。
四、日志管理日志管理是指记录和管理指纹认证系统的运行日志和事件日志的过程。
系统需要记录用户的登录日志、操作日志和异常日志等内容。
登录日志用于追踪用户的登录行为和登录时间；操作日志用于追踪用户对系统的操作行为和操作事件；异常日志用于记录系统运行中的异常事件和错误信息。
通过日志管理，可以及时发现和解决系统运行中的问题。
五、系统维护系统维护是指对指纹认证系统进行维护和管理的过程，包括系统升级、补丁安装、数据备份和系统优化等操作。
系统升级和补丁安装用于保证系统的安全性和可靠性，包括对系统软件和算法的更新和修复；数据备份用于保护用户的注册信息和指纹特征数据，避免数据丢失和损坏；系统优化用于提高系统的运行效率和性能，包括对系统硬件和软件的优化和调整。
六、风险管理风险管理是指对指纹认证系统可能存在的风险进行评估和控制的过程。
系统需要进行安全性测试和漏洞扫描，以确保系统的安全性和可靠性。
同时，需要制定和执行相关的安全策略和控制措施，例如访问控制、密码策略和安全审计等。
电容指纹识别原理
电容指纹识别原理电容指纹识别原理是一种基于物体与电容之间的相互作用来识别物体的技术。
它利用了电容传感器的特性，通过测量物体与电容传感器间的电容变化，从而获取物体的指纹信息。
电容指纹识别的原理基于电容传感器与物体之间的相互作用。
当物体接近电容传感器时，会改变电容传感器两个电极之间的电容值。
这是因为物体的电容值与电容传感器之间的电压差有关。
物体越接近电容传感器，电容值就越大；物体离开电容传感器，电容值就越小。
基于此原理，电容指纹识别系统通过测量物体的电容值变化，来区分不同的物体。
这个过程包括以下几个步骤：1. 传感器初始化：系统会先对电容传感器进行初始化，确保传感器处于合适的状态，以便接收物体的电容变化。
2. 物体接近检测：系统会实时监测物体是否接近电容传感器。
当物体接近时，电容传感器会感知到电容值的变化。
3. 电容变化测量：一旦检测到物体接近，系统会开始测量电容传感器的电容值变化。
这个变化会被转换为数字信号，并送入识别算法进行处理。
4. 指纹匹配与识别：通过比对测量得到的电容变化信号与预先存储的指纹数据进行匹配，系统可以确定物体的身份并进行识别。
需要注意的是，电容指纹识别还可以通过多点检测提高指纹的精确性。
这意味着系统可以使用多个电容传感器来获取更多的电容变化信息，进而提高指纹识别的准确性和安全性。
电容指纹识别原理的优点在于其高度可靠性和稳定性。
相比于其他识别技术，如光学指纹识别，在干湿手指、表面划伤或指纹脏污等情况下，电容指纹识别可以更好地保持准确性。
此外，电容指纹识别还能够提供更高的防伪性和抗仿冒能力，因为电容传感器可以检测到物体与传感器之间微小的电容变化。
总而言之，电容指纹识别利用物体与电容传感器之间的电容变化来识别物体的身份。
通过测量电容值的变化，并与预存的指纹数据进行匹配，电容指纹识别技术可以实现高度准确的指纹识别。
指纹识别门禁系统的设计
件主要 由计算机 、 指纹采集仪 、 门控 制器及 电锁 、３ ／ ８ ２ ２４ ５转换 器等部分组成 。门控制器主要接 收微机发 出的开 门信号以及发 送 开锁信号， 且对非法开 门进行报 警。该 系统的软件设计主要完成 了人员信 息管理 、 出入 记录查询 、 通讯功能。 【 关键词】指纹识别 门禁系统 串行接 口 报警 电路
ｐｐ ｒ ｔｅ ｆ ｇｒｒ ｔａｃｓ ｃ ｎｒｌｓ ｔ ｃｎｉｓｏ ￣ ｗａ ｄ ｓｆ ａｅｐｒ ． ｈ ａｄ ｒ ａ ｓｃｍｐ ｓｄ ｏ ｅｍａ ｒ ａｅ， ｈ ｎ ｅ ｉ ｃｅ ｏ ｔ ｙ ｅ ｏｓｔ ｆｈ ｄ ｒ ａ ｏｔ ｒ ａｓ Ｔ ｅｈｒｗａ ｐｒ ｉ ｏ ｏｅ ｆｔ ｊ ｉ ｐｎ ｓ ｏ ｓ ｍ ｓ ｅｎ ｗ ｔ ｅ ｔ ｈ ｏ
２指 纹 识 别 的基 本 流 程
１引 言
２１指 纹 识 别 系统 ．
现 今 的 门禁 技 术 主 要 有指 纹 技 术 、Ｃ 卡技 术 、磁 卡 技 术 、 Ｉ 非接 触 智 能 感 应 Ｉ ｃ卡 技 术 等 ， 于 射 频 卡 、 份 号和 口令 的 基 身
完成 指 纹 识 别 一 般 分 为 ４个 过 程 ， 图 １ 示 ： 指 纹 图 如 所 ①
ＺＨ ＡＮ Ｇ —Ｌ ＣＡ Ｏ Ａｉ ｉ Ｙ
（ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｍｐ ｔｒ ｎ ｆｒ ａ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｈｅｎｎ Ｎｏ ｍａ Ｕｎｖ ｒ ｔ， ｉｘａ ｇ Ｈｅ ａ ５ ０ ３ Ｃ ｉ ａ １ ｏ ｅｅ ｌ ｏ Ｃｏ ｕ ｅ ａ ｄ Ｉ ｏ ｍ ｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｒ ｌ ｉｅｓ ｙ Ｘ ｎ ｉ ， Ｎ ４ ３ ０ ， ｈｎ ） ｎ ｉ ｉ ｎ Ｎ （ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆ ｄ ｃｔ ｎＳ ｉ ｃｓ Ｘｉ ｉ ｇＵｎｖ ｒ ｔ， ｉｘａ ｇ Ｈｅ ａ ５ ０ ３ Ｃｈ ａ ２ ｐｒ ． ｍｅ ｔ ｕ ａ ｏ ｃ ｎ ｅ ｏＥ ｉ ｅ ， ｎ ａ ｉ ｓｙ Ｘ ｍ ｉ ， ｉ ４ ３ ０ ， ｉ ） 络 创 新 生 活
指纹识别系统的工作原理
指纹识别系统的工作原理指纹识别系统是一种常用的生物识别技术，通过分析和比对人体指纹纹理特征来进行身份验证和识别。
指纹识别系统工作原理基于指纹的独特性和不可伪造性，下面将详细介绍指纹识别系统的工作原理。
一、指纹的结构和特征人体的指纹主要由皮肤的脊状纹路和皮表皮的突起（也称为纹型）构成。
指纹的形状各异，种类繁多，但都具有三个基本的结构特征：弓形、斗形和纹。
1. 弓形特征：指纹纹路通常以一段弧线形状出现，具有起始和终止点。
2. 斗形特征：指纹纹路分叉和交叉，形成不同的斗角，从而衍生出多种纹型。
3. 纹特征：指纹纹路形态各异，如环状、线状、网状等。
指纹的这些结构特征是独一无二的，即使同一个人的十个手指上的指纹也都是不同的，这种独特性为指纹识别系统提供了可靠性和准确性。
二、指纹识别系统的组成指纹识别系统主要由以下三个部分组成：指纹采集器、特征提取器和比对器。
1. 指纹采集器：用于采集用户手指上的指纹图像。
常见的指纹采集器有光学传感器和电容传感器两种类型。
光学传感器通过照明手指并拍摄指纹图像，电容传感器则通过感应手指上的电容变化来捕捉指纹图像。
2. 特征提取器：用于将采集到的指纹图像转化为指纹特征模板。
特征提取器采用图像处理和模式识别算法，分析指纹纹理的形状、方向、细节等特征，并将其编码成数字模板，用于后续的比对。
3. 比对器：用于比对用户输入的指纹特征模板和系统中存储的已注册指纹模板。
比对器通过计算指纹之间的相似度，判断输入指纹是否与已注册的指纹匹配。
常见的比对算法包括1:1比对和1:N比对，前者用于身份验证，后者用于身份识别。
三、指纹识别系统的工作流程指纹识别系统的工作流程一般包括指纹采集、特征提取和比对三个主要步骤。
1. 指纹采集：用户将手指放置在指纹采集器上，采集器通过光学或电容技术获取指纹图像，并传递给特征提取器。
2. 特征提取：特征提取器对采集到的指纹图像进行处理，识别和提取指纹的形状、方向和细节等特征，并将其转化为数字化的指纹模板。
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指纹识别系统1.1 指纹识别系统原理指纹识别系统的组成原理。
如图1-1所示。
图中的学习模块负责采集用户指纹数据，对指纹图像进行预处理，提取这些指纹的特征，作为将来的比对模板存人数据库。
而识别模块则负责采集和处理指纹图像，在提取特征后与数据库中的指纹模板进行比对，然后判断是否匹配．得出结论。
整个系统的核心就是图像处理、特征提取以及指纹比对。
图1-11.2 指纹采集与指纹图像处理方法目前，主要的指纹采集方法有两种：一种是光学采集器；另一种是用半导体传感器。
光学采集器采集指纹是通过把手指沾上油墨后按在白纸上，然后用摄像机把图像转换为电信号。
光学采集受外界干扰小、采集精度较高，但是数据量较大，因此处理时问较长。
而对于半导体传感器来说，手指的温度、湿度对其测量结果有影响，但是数据量不大，处理比较方便。
随着半导体技术的发展，半导体传感器的成本低、体积小、方便集成等优点逐步体现，它已逐步代替光学采集器。
指纹鉴定过程的第一个阶段是指纹图像的采集阶段，也就是指纹模板的录A阶段。
为了初步确定图像预处理方法，我们必须首先了解指纹传感器获得的图像的尺寸和质量。
根据不同的指纹传感器，我们设计不同的方案进行图像采集，并将从各个图中提出特征点储存到数据库中，来产生“活模板”，为后面的指纹鉴定做准备。
指纹图像处理是整个指纹识别过程的核心。
常见的指纹图像处理包括滤波增强、二值化、细化、提取特征点四个步骤。
在采集指纹图像的过程中，由于采集环境，皮肤表面的性质，采集设备的差异等各种因素的影响，采集的图像会不同程度的受到各种噪声的干扰，从而影响了采集图像的质量。
所以实际的指纹图像首先通过一个滤波增强来改善图像的质量，恢复脊线原来的结构。
特征提取算法的性能和其它指纹识别技术的好坏取决于输入指纹图像质量的好坏。
本系统采用一种用Gabor滤波与方向滤波结合对图像进行增强的方法该方法结合Gabor滤波器善下分离粘连脊线和方向滤波器善于连接断裂接线的特点，能够对低质量的指纹图像进行有效的增强。
完成图像增强后．第二步是对图像进行二值化处理。
二值化是指把灰度指纹图像根据所选取的值化为0～1取值的二值目像。
第三步，对纹路进行细化，细化能够减少大量的多余信息．细化后的指纹图像中的每条纹线都足用单像素来表示点线，更加突出了指纹特征。
最后一步则是纹路特征点的提取，在特征提取阶段，选择脊线端点和分歧点作为特征点，记录每-特征点的类别、位置和方向信息，从而得到特征点(特征模板)。
经过以上几个步骤，系统便完成对指纹图像的处理过程，得到最终模板。
依据上述指纹识别预处理算法,通过CCS2.2的模拟功能,实现了指纹识别预处理的DSP 处理,达到了DSP处理指纹图像的应用目的。
2.1 硬件设计系统硬件电路主要包括：DSP芯片，TMS320VC5402传感器FPS200、FLASH、SROM 以及显示和键盘结构框图如图3-1所示图3-1系统的核心处理单元是TI公司推出的高性能数字信号处理器TMS20VC5402片具有精度高、灵活性太、可靠性高、时分复用等特点。
其采用程序空间与数据空间完全独立的哈佛总线结构．指令的执行采用流水线结构，内部有一到多个处理内核，带有片上硬件乘法器，指令执行速度最快为几十纳秒，处理能力为100 MIPS。
片内有8条总线、片上存储器和片上外围电路等硬件，并且有高度专业化的指令系统.MSC5402直接数据寻址空间为64kB，程序空间寻址能力可达 1 MB，但是通过程序空间来扩展数据空间将影响系统处理速度。
但是MTS320VC5402在实际使用过程中，程序和数据的一次连续处理一般都不会超过64 KB，所以把核心的程序常驻TMS320VC5402内16kB空间，一般控制在l～2kB，再留7～8kB的空间调用所需的程序，程序在片内的执行速度要比片外的快许多，通过来回到程序，就能实现程序的全速运行。
数据空间可以通过CPLD片选来进行扩展。
由于DSP外部最多支持扩展32 k 数据空间．但是我们实际扩展了64 k的SRAM，因此SRAM的A15地址线由DSP通过CPLD中的逻辑电路来控制，由此来选择使用SRAM的高地址段32 k存储空间或者地址段32 k存储空间，这样既符合DSP的外扩空间要求，又使系统增加了更多的数据存储空间。
CPI是由一种被IEEE认定的标准硬件描述语言VHDL(VHDL主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口)实现的。
在系统终端我们选用LCM液晶显示模块，直接显示需要的指纹图像和数据结果。
要显示的图像或数据先由DSP存人缓冲器，再由LCM读取，这样可以避免了由于DSP 和LCM读写速度不匹配而发生错误。
由于该模块板必须具有完全独立运行指纹图像检测;特征提取;特征提取和特征模板存储等程序综合各个方面因素因此采用了TI 公司的DSP 处理器TMS320VC5402 该芯片的主要特征有最高频率100MHz 性价比极高它含4k 16bits 片内ROM 16k 16bits 片内DARAM 6 个DMA通道2 个McBSP 2 个Timer 外部程序空间可扩展到1M16bits 可工作在3 种低功耗方式(IDLE1 IDLE2 IDLE3)本设计中为该处理器分别扩展了512k 16bits 的Flash和SRAM 各1 片使用Altera 公司的CPLD 芯片EPM3032A为Flash 和SRAM 等产生部分控制信号利用MAX3111 为DSP 扩展一个与PC 机通信的异步串口指纹检测芯片采用Veridicom 公司的FPS200 指纹检测芯片整个模块板的系统。
图像采集电路是整个系统中极其重要的部分，高质量指纹图像的采集大大的降低了在鉴定指纹时的误识率和拒识率，提高整个系统的性能。
系统采用的是美国Veridicom公司的FPS200固态指纹感器作为图像采集电路的核心器件。
芯片适用于更复杂的指纹和更恶劣的气候条件。
它采用标准COMS工艺制造，获取图像为256×300像素，分辨率为5。
OPJ。
提供二三种接口方式：标准8位微处理器总线、集成高速USB接口、串行外设接口SPI。
图像传输速度分别为30帧／s、13帧／s、10赖/s.FPS200芯片由256列和300行电容阵列组成，芯片内设计有两个采样保持电路用于指纹图像的采集。
通过测量每个传指感单元在每次充电后的电压值和放电后的电压值的差来获得每路。
系个传感单元的电容值。
每次捕捉每行图像后，在该内的每个传感单元内就有待数字化的电容值。
因此通过改变放电电流大小和放电时间就可以改变FPS200的灵敏度。
整个图像采集流程网如网3-2所示。
图3-2（1）DSP 处理器与FPS200 指纹检测芯片相连指纹检测芯片采用了Veridicom 公司的电容式指纹传感器FPS200 该芯片提供了3 种可供选择的接口分别为USBSPI 和并行接口使用了SPI 接口与DSP 的McBSP1 互联DSP 处理器的McBSP 接口为高速全双工多通道缓存串行接口每个McBSP 接口包含6 个管脚引线分别为BCLKX(传送参考时钟) BDX(传送数据) BFSX(传送帧同步信号)BCLKR(接收参考时钟) BDR(接收数据)和BFSR(接收帧同步信号) 在与FPS200 的SPI 接口互联时DSP 处理器采用主方式FPS 的SPI 采用从方式连接如图3-3所示图3-3（2）DSP 存储空间扩展由于 DSP 本身所带的数据存储器只有16kB 的DARAM程序存储器也只有4kB 的ROM 我们所采集的一幅原始指纹图像就有75kB 再加上指纹处理所需的数据空间以及运行和存储程序所需的程序空间芯片上所带空间无法符合使用要求必须扩展数据存储器和程序存储器在该模块板上扩展了512k 16bits 的Flash 芯片用于存储指纹处理程序和指纹特征模板此外还扩展了512k 16bits 的SRAM 芯片用于运行指纹处理程序提供保存采集到的指纹图像以及程序运行过程中所需的临时数据所需空间Flash 与SRAM 的D[0..15]以及A[0..14]总线直接与DSP 的Data[0..15]以及Add[0..14]相连另外的/WE /OE /CE 和A[15..18]等信号线的控制信号将通过CPLD 产生相应的译码信号如图所示CPLD 所产生的译码逻辑将在后面加以说明由于DSP 的数据寻址空间只有64 16bits 在对数据空间操作时DSP 的地址线A16-A19 将处理高阻状态，因此无法直接对512k 16bits 的数据空间进行操作将128k 16bits的SRAM 划分给数据空间将剩下的384k 16bits 的SRAM和全部512k 16bits 的Flash 划分给程序存储空间DSP 在对数据空间操作时当标志位OVLY 为1 时系统把低32kB的寻址空间映射到片内DARAM 和ROM 中外部扩展的数据空间若地址在0000h~7FFFh 范围内的则无法操作再把外扩的128k 16bits 的数据空间分成4 页分时影射到8000h~ffffh 的地址空间中即高32kB 的数据空间如图3-4所示。
最终数据空间的寻址范围为0000h~ffffh 其中高32k的空间可通过页面切换共4 个页面总共有144kB 的数据空间外部程序间共有896kB 寻址空间为00000h~dffffh图3-4（3）扩展串行通信口DSP 所提供的McBSP 的接口为高速全双工的串口与PC 机所提供的异步串口操作方式不同无法直接相连我们通过一个异步串口收发器Max3111 来实现操作方式的转换该芯片已包含了2 个RS322 电平转换器这样就不再需要MAX232 进行电平转换利用DSP 的McBSP0 端口与MAX3111 互联DSP 的发送时钟信号(BCLKX0) 作为MAX3111 的串行时钟输入发送帧同步脉冲信号(BFSX0)作为MAX3111 的片选信号(CS) BDX0 与DIN 连接作为发送数据线BDR0 与DOUT 连接作为接收数据线MAX3111的TX 与T1IN 连接RX 与R1OUT 连接以便利用其片内的转换器实现UART 到RS-232 电平的转换MAX3111 的中断信号(IRQ)与DSP 的外部中断相连连线如图3-5 所示图3-5（4）其他电路设计除以上功能模块外再就如下几点作简要说明整个模块板采用+5V 单一电源供电经电源调整模块TPS767D318 输出+3.3V 与1.8V 电压模块板中所有芯片均采用3.3V 电压DSP 的核心电压采用1.8V板中通过IO 口HD0 和HD1 扩展了两个功能按钮两个均采用低电平触发方式两个按钮连线通过或门功能产生一个中断信号连接DSP 的/INT2 管脚使用中断方法对该两个按钮进行编程模块板中提供了一个10 芯JTAG 接口用于对CPLD 芯片进行编程板中还提供了一个14 芯的JTAG接口用以对DSP 进行调试模块板中使用3 组调线分别连到DSP 的CLKMD1CLKMD2 和CLKMD3 管脚用于设置DSP 的倍频的倍数。