1 指纹硬件电路

　　指纹采集芯片采用美国Veridicom先进的电容式指纹传感器芯片FPS200，FPS200内部的控制电路如图1所示。

　图1 FPS200内部控制逻辑电路

　　FPS20O电容式指纹传感器在1.28cm×1.50cm的表面集成了256×300个电容器，外表面是绝缘层，当用户的手指放在上面时，由皮肤来组成电容阵列的另一面。电容器的电容由于导体间的距离而降低，即脊 （近的）和谷（远的）相对于另一极之间的距离。通过读取充放电之后的电容差值来获取指纹图像。FPS200提供有与8位微 处理器相连的接口，并且内置8位高速A/D转换器，可直接输出8位灰度图像。传感器采用标准CMOS技术，获取的图像大小为 256×300，分辨率为500DPl。

　　FPS200传感器的每一列都有两个采样一保持电路，一个用来存储放电前电容两端的电压，另一个用来存储放电后电容两端 的电压。两个采样一保持电路的差值可以度量电容的变化。首先指定行高阶地址寄存器（RAH）和行低阶地址寄存器（RAL） 中的数据以指定待读取的行，再指定列地址寄存器（CAL）从而启动行捕获，等待一段时间（行捕获时间）后，连续读取控 制寄存器（CTRLA），获得某一点的指纹采样值。读完会自动触发下A/D转换，读完一行后再写入RAH，RAL以读取下一行 ，直至一个像素。

　　在参数设置方面，其中PGC是放大倍数，通过它不能消除汗渍（模糊）；DCR和DTR的组合大小和背景色及双指纹现象有关 。

　　·DCR：越小DTR要越大，DTR可变范围越大（可变范围是指图像不太黑，同时没有双指纹）。

　　·PGC：越大DTR可调范围变小，PGC太小使整个图像将变成灰色，很难区分指纹和背景。

　　·DCR：越大将有效抑制汗渍（模糊）。但是DCR达到时背景为灰色，虽然指纹没有模糊，但用减小PGC来看，此时整 个图像为灰色。而PGC很大时调整范围小，图像不是很好。

　　2 电路原理图

　　设计指纹采集模块时由于考虑到指纹芯片价格昂贵，万一设计存在错误将会造成很大的浪费，同时也考虑到以后在制作产 品时指纹采集模块安装方便，所以将指纹模块单独设计成一块电路板连接在扩展板上面。

　　FPS200接口电路如图2所示。

　　FPS⒛0和ARM CPU接线（布线要求）建议如下：

　　（1）为了减少干扰，ARM输出到FPS、ARM的RD/WR输出到FPS，这些数据线段中间不能再接其他线，即其他器件的数据线和 RD线不能和FPS共用。

　　（2）这些线周围0．5cm左右不能有敷铜或者其他导线。这样来减少数据线和地之间的电容。

　　（3）其中的数据线应并排走，长度相等。这些线应尽量短，导线较粗。

　　（4）驱动输入引脚和地之间接一个30pF的电容。尽量贴近管脚。                                                                                              图2 FPS200接口电路

　　（5）FSET引脚和指纹自动探测有关。FSET引脚的干扰将触发指纹采集，所以“FSET引脚”和“接在FSET引脚上的电阻”之 间的引线要尽量短，并且引线和周围引线之间有较大距离。

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