ARM7實現指紋考勤系統硬件設計

　　刷卡采集選用的是MTP-125K4模塊，并選擇ASCII方式以及固定的9600bps輸出RS232數據，感應距離為30cm，其輸出數據端口直接連接CPU的串口1接收端即可。輸出的數據格式為頭碼(02)+10ASCII數據+Checksum校驗碼+結束碼(03)，事實上我們只需存儲10位數據信息中的4位卡號。具體電路如圖3所示。

　　電源管理

　　電源管理部分采用了1150mAh的LI電，通過DC-DC升壓至5V，再通過LDO給系統所需要的3.3V和2.5V電壓。其中DC-DC是LT1308A芯片，LDO采用AMS1117-3.3V和AMS1117-2.5V，可以為系統提供穩定的電壓供給。

　　圖4是電源開關控制部分電路，功能為實現USB和電池供電的切換。當未插入USB時采用電池供電，而連接時系統采用USB供電。S9為總電源開關。具體的實現過程為：電池供電時，開關S9按下，TEST1點由高變低，Q0導通，NAND網絡為高，系統開始供電，此時程序運轉并給與SHDN引腳高電平信號，促使Q6導通，此時即使按鍵抬起TEST1點仍為低電平，維持Q0的導通。當插上USB后，按鍵的按下使得Q4導通，Q0此時截至，系統由電池供電切換為USB供電，其它道理相同。關機時按鍵按下，Power_DET網絡檢測電平由高變低，給予SHDN低電平，Q6截至，按鍵抬起后無論是Q0還是Q4均截至，系統斷電。

　　系統軟件設計

　　軟件部分除了CPU的底層初始化部分采用ARM匯編，其余全部用C語言編寫。

　　程序初始化后進入低功耗模式，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。值得注意的是，系統有兩種關機方式。一種是通過手動關機，另一種則通過系統定時器定時到后自動關機。

　　圖像數據讀取

　　根據前面的分析，圖像數據的采集采用的是DMA方式的單步模式。初始化時，除了設置單步模式外，還需要將DMA讀取的源地址設為鎖存器上的片選地址，目的地址則是存儲數據的緩存地址;數據的大小設置為一幀數據的大小，這里為480×640字節。

　　在讀取數據過程中，系統首先檢測幀同步信號，以確定一幀的開始，然后等待傳感器發出的DMA請求(與非門輸出低電平)。當接收到請求后，便按DMA的方式傳輸數據，每接收一個字節，相應的用于指示剩余字節數的寄存器的值便會減一，直至減到零，表示數據接收完畢。

　　讀卡

　　考慮到刷卡的隨機性，決定采用中斷的方式來讀取數據。即通常情況下，系統是在低功耗下等待;當有刷卡時，跳出低功耗并讀取數據。

　　整個讀取過程就是對串口通信的操作過程。當有數據進來時，串口模塊會產生一個中斷。因此在相應的中斷響應便可以讀取這一數據，直至數據完整讀取;所讀取的數據中有一個校驗和，可以幫助驗證數據的正確性。

　　結語

　　本本產品目前已經研制出樣機，經調試檢測各項指標合格，實現了上述各項功能，滿足了產品的設計指標。