孫暢

摘要：本文介紹了基于STM32的指紋簽到機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和控制原理，根據(jù)個(gè)人指紋與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行簽到與考勤

關(guān)鍵詞：STM32；enWIN；數(shù)據(jù)庫(kù)；指紋光學(xué)識(shí)別

引言

整個(gè)系統(tǒng)使用FPM10A光學(xué)指紋模塊采集并保存指紋信息。將指紋模塊通電并連接到stm32串口。用3.2寸TFT液晶屏ILI9341顯示登錄和enWIN界面。用mini-USB接口連接電腦，與電腦通信，與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，本次設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可控性強(qiáng)。

一、系統(tǒng)方案

指紋簽到系統(tǒng)包含光學(xué)指紋模塊、液晶屏、主控、電源及其他硬件結(jié)構(gòu)。

二、光學(xué)指紋模塊

指紋模塊FPM10A ，F(xiàn)PM10A使用標(biāo)準(zhǔn)的串口與外界通信，默認(rèn)的波特率為57600，可以進(jìn)行更改，請(qǐng)參考通信協(xié)議。可以與任何單片機(jī)，ARM，DSP等帶串口的設(shè)備進(jìn)行連接，請(qǐng)注意電平轉(zhuǎn)換，連接電腦需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，比如MAX232電路。3.3V 5V的單片機(jī)可以直接連接。指紋模塊使用120MHZ的DSP全速工作，工作時(shí)芯片有一些熱，經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試，這是沒有問題的可以放心使用。

三、液晶屏

TFT（ThinFilmTransistor）[1] 是指薄膜晶體管，意即每個(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來驅(qū)動(dòng)，從而可以做到高速度、高亮度、高對(duì)比度顯示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色顯示設(shè)備之一。TFT的每個(gè)像素點(diǎn)都是由集成在自身上的 TFT來控制，是有源像素點(diǎn)。TFT液晶為每個(gè)像素都設(shè)有一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)，每個(gè)像素都可以通過點(diǎn)脈沖直接控制，因而每個(gè)節(jié)點(diǎn)都相對(duì)獨(dú)立，并可以連續(xù)控制，不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，同時(shí)可以精確控制顯示色階，所以TFT液晶的色彩更真。

四、主控芯片

本次設(shè)計(jì)主控芯片使用STM32103ZET6。ARM32位 Cortex-M3內(nèi)核，最高工作頻率72MHz，1.25MIPS/MHz.片上集成32-512KB的FLASH存儲(chǔ)器。6-64KB的SRAM存儲(chǔ)器。2.0-3.6V的電源供電和I/O借口的驅(qū)動(dòng)電壓。上電復(fù)位，掉電復(fù)位和可編程的電壓探測(cè)器。3種低功耗模式：休眠、停止、待機(jī)模式。

五、系統(tǒng)理論分析與計(jì)算

（一）指紋模塊緩沖區(qū)

模塊在FLASH中開辟了一個(gè)512字節(jié)的存儲(chǔ)區(qū)域作為用戶記事本。用戶可將自己需要斷電保護(hù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該空間指定的頁(yè)面或獨(dú)處指定頁(yè)的內(nèi)容。圖像緩沖區(qū)用于存放圖像數(shù)據(jù)和模塊內(nèi)部圖像處理使用，上傳/下載圖像時(shí)，圖像格式為256*288像素，通過UART口上傳和下載圖像時(shí)為了加快速度，只用到像素字節(jié)的 高思維，即采用16級(jí)灰度，每個(gè)字節(jié)表示兩個(gè)像素（高四位為一個(gè)像素，第四位為同一行下一相鄰的一個(gè)像素，即將兩個(gè)像素合成一個(gè)字節(jié)傳送），由于圖像為16個(gè)灰度等級(jí)，上傳到PC進(jìn)行顯示時(shí)，應(yīng)將灰度等級(jí)進(jìn)行擴(kuò)展通過USB口傳送則是整8位像素，即256灰度等級(jí)。

（二）指紋模塊通訊協(xié)議

無論硬件上采用UART還是USB接口形式，都采用一套通訊協(xié)議和指令集。

指令只能由上位機(jī)下給模塊，模塊向上位機(jī)應(yīng)答。模塊收到指令后，會(huì)通過應(yīng)答包，將有關(guān)命令執(zhí)行情況與結(jié)果上報(bào)給上位機(jī)。應(yīng)答包含有參數(shù)，并可跟后續(xù)數(shù)據(jù)包。上位機(jī)只有在收到模塊的應(yīng)答包后才能確認(rèn)模塊的收包情況與指令執(zhí)行情況。應(yīng)答包的內(nèi)容包括一個(gè)字節(jié)的確認(rèn)碼（必須有）和可能有的返回參數(shù)。實(shí)現(xiàn)各種指紋識(shí)別功能。

所有指令/數(shù)據(jù)的傳輸均以數(shù)據(jù)包的形式傳遞。

（三）按指令代碼順序

結(jié)論：指紋上機(jī)系統(tǒng)反應(yīng)速度靈敏，功能穩(wěn)定，系統(tǒng)功能穩(wěn)定，而且成本低廉，設(shè)計(jì)新穎，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。