TOP8 基于FPGA的指紋識別系統電路模塊

　　指紋采集模塊

　　本設計中采用的是富士通的MBF200指紋傳感器，MBF200硬件框圖如圖6所示，采用SPI模式，所以MBF200與FPGA只通 MISO，MOSI，/S/C/S，SCLK四個端口相連接。 /S/C/S為MBF200的使能端，SCLK為MBF200的系統時鐘，當需要采集指紋信號時，FPGA向/S/C/S發送低電平，則MBF200開始工作。FPGA通過MOSI向MBF200發送控制命令，控制MBF200的數據輸出方式及傳輸模式。VDD［3:1］為數字電源輸入，VDDA［2:1］為模擬電源輸入，VSS［3:1］為數字地，VSSA［2:1］為模擬地，所以如圖所接。而為了防止數字信號對模擬信號的干擾，用 10歐電阻隔開。并且數字電源輸入與相應的數字地之間均接有電容用來閣除非直流信號。為了防止數字地與信號地之間的干擾，本設計采用0歐電阻隔離。0歐電阻相當于很窄的電流通路，能夠有效地限制環路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用（0歐電阻也有阻抗），這點比磁珠強。

　　MODE［1:0］引腳是用來設定MBF200所用接口模式的，在本設計中，置MODE［1:0］為01，選定SPI傳輸模式。 在SPI模式當中，AIN，ISET，FEST三個接口都不會用上，但根據MBF200內部電路結構，最好接電阻與地相接。

　　指紋數據存儲模塊

　　SPCE061A單片機與指紋識別模塊的接口電路

　　SPCE061A單片機［10］通過串行口與指紋識別模塊OM—20通信［11］。SPCE061A單片機內部有一個標準全雙工的通用異步接收器／發送器UART。UART的接收信號Rx和發送信號Tx分別與IOB7和IOB10共用，屬于B口的特殊功能。 由于SPCE061A單片機串口采用TTL電平，而指紋識別模塊OM—20串口采用RS232電平，為了實現兩者之間的通訊必須進行電平轉換。 RS232標準是美國電子工業聯合會正式公布的串行總線標準，RS232串行接口總線適用于設備之間的通訊距離不大于15ｍ，傳輸速率最大為 20kBps。RS232采用負邏輯規定邏輯電平。

　　實現RS232與TTL邏輯電平轉換可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛使用的集成電路轉換器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL電平到RS232電平的轉換，而MC1489、SN75154可實現RS232電平到TTL電平的轉換。 圖3.1為SPCE061A單片機與指紋識別模塊OM—20的接口電路，MAX232對電源噪聲很敏感，因此Vcc加1μf去耦電容，電容 C1，C2，C3，C4取1μf去耦電容，用于提高抗干擾能力。