半岛·体育中国官方网站FPS200固体指纹识别传感器设计 - 指纹识别系统电路设计图集锦 —电路图天天读（200）FPS200固体指纹识别传感器设计 - 指纹识别系统电路设计图集锦 —电路图天天读（200）

　　现有的光学传感器的体积都较大，成像结果要经过变换才可以使用。该采集系统采用Veridicom公司的FPS200固体指纹识别传感器设计而成。 FPs200是一种性能优越，功耗低，价格便宜的指纹识别传感器。由于其特殊的EDS保护，特别窄小的物理尺寸，以及独特的省电特性，使传感器尤其适合嵌入式系统使用。主要原理是，在指纹图像感知区域集成了二维金属电极阵列，每根电极充当电容一极，在传感器表面，二极之间有一层钝化层作为电容的介电层。由于指纹的脊和谷与传感器接触时会产生不同的电容值，测量这些不同的数值即形成图像。

　　（1）支持多接口模式。FPS200有3种接口模式，8位的系统总线接口，集成全速的USB接口和集成的串行外设接口，使芯片的应用设计更加灵活。芯片集成USB，大大减少了USB电路设计的工作量，同时USB接口协议支持更高的传输速率；（2）自动指纹检测功能。FPS200可自动检测手指是否放在传感器上，如果有，则进入工作状态；否则，进入睡眠状态。此设计不需轮询检测指纹，提高了芯片的丁作效率；（3）FPS200内部包括一个新的二阶的A／D转换器，功耗低（75％）；FPS200传感器单元间距变小，提高了传感器阵列的机械强度。

　　系统采用USB接口模式，设计中请注意：①FPS200的工作电压是3.3~3．6 V，而USB的供电电压是5 V，所以要用电压转换芯片实施电压转换；②FPS200通过MODEl和MODEO 2个引脚来实现接口模式的选择。在USB接口模式下，将微处理器接口模式和SPI予以屏蔽。此时MODE［1：0］=l0b，采用FPS200内部ROM；其他部分引脚CS0，CSl，MOSI，MOSO被屏蔽，引脚悬空；XTAL1与XTAL2之间接12MHz晶体电路；FPS200内部的多频振荡器不工作。图2给出FPS200传感器和系统的连接电路。

　　系统微处理器模块采用ARM2440开发系统，该系统采用Samsung公司的ARM处理器S3C2440，由6层板设计。该开发系统在尽可能小的面板上 （120mmx90mm）集成64MB，64MB NAND Flash，lMB B00T Flash，RJ一45 网卡，音频输入和输出，USB Host，USB Slave，标准串口，SD卡插座等设备接口，支持LCD／STN液品屏接口，可以接各种单色，伪彩，真彩液晶屏，并含有触摸屏接口。通过预留的USB口可实时地将数据导入U盘或者PC机硬盘中。现在的SD卡成本低，容量大，所以存储模块采用SD卡进行图像存储。液晶显示模块采用Samsung公司的3．5寸TFT（带触摸），通过液晶屏的触摸功能或USB鼠标，可以方便的对测试系统进行窗口化操作。

　　工作原理：当指纹传感器收到指纹信息，将通过串口给单片机发送命令，单片机同意并接收相应的信息，指纹传感器采集的指纹转换成RGB格式，并且数据传输到单片机，单片机通过存储在EEPROM中的固化程序执行大量的模式识别和图像处理相关计算，当用户的指纹被确认，单片机将命令执行机构动作，开关开。硬件特性：80C51单片机是在8051的基础上发展起来的，8051单片机与80C51单片机从外形看是完全一样的，其指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），主要差别就在于芯片的制造工艺上。80C51的制造工艺是在8051基础上进行了改进。 8051系列单片机采用的是HMOS工艺：高速度、高密度； 80C51系列单片机采用的是CHMOS工艺：高速度、高密度、低功耗；

　　采用8051作为指纹识别系统的核心处理器，使用单片机内部的4K程序存储器，接+5V电源。 复位电路则采用简单RC复位电路，同时又可与一些需要复位的外围电路相连，达到复位与单片机同步。 /EA/Vpp为访问内部或外部程序存储器的选择信号。由于8051单片机有4K的内部程序存储器，又外接了128Kx8的EEPROM存储器，故该引脚必须接+5V高电平。/PSEN为外部程序存储器读选通控制信号。此电路中无扩展程序存储器。故该脚悬空。 串口通信接口设计采用MAX232实现TTL与RS-232的转换，实现与计算机通信。

　　当指纹识别系统工作时，需要+5V电源，为了使整个系统结构紧凑，在本设计中，将220v交流电源到+5V直流电的转换电路和识别集成在一块电路板上，其中的电路原理图：

　　当220V通过变压器后，得到10伏电源Vi，在电路的输入端与公共地之间，加上经整流后的不稳定直流电压Vi半岛·体育中国官方网站，在输出端便能得到固定的输出电压。为了改善纹波特性，在输入端外接电容，一般i C取值为0. 33uF，并紧接在稳压块的 输入端；在输出端连接电容0 C，这样可以改善输出电压的纹波特性，一般0 C选 为0. 1 uF 。

　　编辑点评：针对目前的指纹识别设别存储量小、处理速率慢的现状，采用高性能的51系统单片机作为处理核心，实际实现了一款高性能的网络指纹采集识别终端。系统利用数据处理服务器海量存储及处理速度高，可实现快速复杂匹配算法的优点，系统采集苏率高，识别性能好。总的来看，本文主要介绍了ARM光学指纹识别系统、MBF200固态指纹传感器、FPS200固体指纹识别传感器以及8051指纹识别系统电路设计，侧重于电路路原理分析与过程详解，以供读者品读。

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