2 系統硬件設計

　　基于RISC體系結構的ARM微處理器因其體積小、功耗低、執行速度快等優點在多個領域得到廣泛應用。本系統采用的是三星公司的嵌入式微處理器S3C2440AL，這是一款高性能、低功耗的功能強大的嵌入式應用處理器產品，它采用Intel X-Scale微結構體系框架，集成了許多常用的外圍接口，功能強大。S3C2440AL主頻為400MHz,最高為533MHz；TFS-D0303指紋傳感器由256×300個電容傳感陣列組成，其分辨率高達500dpi，工作電壓范圍為3.3~5V，傳感器內部有8位ADC，并具有2組采樣保持電路。整個硬件系統的框圖如圖2所示。

?

圖2 系統硬件結構圖

　　系統存儲器接口采用128MB SDRAM存儲器，支持16、64、128、256MB DRAM技術，4個SDRAM區，每個區支持64M存儲器。時鐘允許（一個CKE引腳用于把整個SDRAM接口置為自我刷新），支持最多至6個靜態存儲器器件（SRAM、Flash、ROM），支持2個PCMCI/CF插槽。

　　時鐘采用3.6864MHz振蕩器，具有核PLL和外圍PLL，可產生各種工作頻率，32.768kHz振蕩器可驅動實時時鐘、電源管理器和中斷控制器。電源控制器可控制快速/運行、空閑和睡眠工作方式。LCD控制器支持被動（DSTN）和主動（TFT）LCD顯示，最大分辨率800×600×16，2個專用DMA通道，允許LCD控制器支持單層或雙層顯示。實時時鐘（RTC），可產生周期性中斷，把應用處理器從睡眠狀態喚醒。串行口通信USB從模塊，符合USB規范，支持v1.1版本，支持多達16個端點提供48MHz的內部時鐘。

　　3 系統軟件設計

　　本系統的軟件設計主要有以下幾個流程：上電系統初始化、指紋識別、控制電鎖的開啟。系統的精度絕大部分取決于指紋識別的算法。程序初始化后進人低功耗模式，等待各種具體操作。當有指紋采集時，就進入指紋數據采集和處理模塊，處理結束后，又重新退回低功耗等待模式，等待其他操作。同理，當有讀卡數據或者時鐘設置響應時，便進入相應的操作模塊進行處理。

　　3.1 對S3C2440AL的初始化

　　系統初始化對于嵌人式系統，要在其程序存儲器中有系統初始化代碼（如圖3）。系統執行了初始化代碼后，才能正確執行其他應用程序，初始化在系統復位后自動完成。系統的初始化必須包含下列初始化代碼，有設置中斷向量表、初始化寄存器、初始化堆棧指針寄存器、初始化端口、改變處理器的工作模式。系統在用戶模式下才能開中斷。在對指紋傳感器的初始化中，應按要求逐步對控制寄存器進行初始化。

?

圖3 初始化流程圖

　　3.2 指紋采集

　　指紋采集可以工作在中斷方式，也可以工作在查詢方式。本系統采用的是查詢工作方式。程序流程大致如下，先初始化各寄存器，先往相應的寄存器寫入控制字，設置采集指紋的參數，當指紋被自動采集進入數據寄存器，把指紋數據存入到指定的存儲空間。

　　3.3 與計算機之間的通信

　　RS232串口用于S3C2440AL與上位機的通信，當存儲圖像過多時，可把圖像存儲在上位機上。S3C2440AL的UART可工作在中斷模式或DMA模式下。本系統選用的是中斷模式，也可以用查詢方式。程序可以控制端口的波特率、數據寬度（5、6、7、8位）、停止位（1到2位）、極性控制等通信協議的設置。

　　4 結束語

　　本文介紹了基于ARM的指紋識別門禁系統的軟硬件設計。ARM體系結構有豐富的接口，在門禁、監控等領域正發揮越來越重要的作用，面向可集成、可移植的特定嵌入式系統越來越多地出現在工程應用領域。本文實現的指紋識別門禁系統具有輕便、易安裝、成本低的優點，具有良好的發展前景。
?