基于stm32的指紋簽到系統

孫暢

摘要：本文介紹了基于STM32的指紋簽到機的總體結構和控制原理，根據個人指紋與數據庫進行簽到與考勤

關鍵詞：STM32；enWIN；數據庫；指紋光學識別

引言

整個系統使用FPM10A光學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，與后臺數據庫進行比對，本次設計硬件結構穩定，可控性強。

一、系統方案

指紋簽到系統包含光學指紋模塊、液晶屏、主控、電源及其他硬件結構。

二、光學指紋模塊

指紋模塊FPM10A ，FPM10A使用標準的串口與外界通信，默認的波特率為57600，可以進行更改，請參考通信協議。可以與任何單片機，ARM，DSP等帶串口的設備進行連接，請注意電平轉換，連接電腦需要進行電平轉換，比如MAX232電路。3.3V 5V的單片機可以直接連接。指紋模塊使用120MHZ的DSP全速工作，工作時芯片有一些熱，經過嚴格的測試，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，意即每個液晶像素點都是由集成在像素點后面的薄膜晶體管來驅動，從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色顯示設備之一。TFT的每個像素點都是由集成在自身上的 TFT來控制，是有源像素點。TFT液晶為每個像素都設有一個半導體開關，每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而每個節點都相對獨立，并可以連續控制，不僅提高了顯示屏的反應速度，同時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

本次設計主控芯片使用STM32103ZET6。ARM32位 Cortex-M3內核，最高工作頻率72MHz，1.25MIPS/MHz.片上集成32-512KB的FLASH存儲器。6-64KB的SRAM存儲器。2.0-3.6V的電源供電和I/O借口的驅動電壓。上電復位，掉電復位和可編程的電壓探測器。3種低功耗模式：休眠、停止、待機模式。

五、系統理論分析與計算

（一）指紋模塊緩沖區

模塊在FLASH中開辟了一個512字節的存儲區域作為用戶記事本。用戶可將自己需要斷電保護的數據存儲在該空間指定的頁面或獨處指定頁的內容。圖像緩沖區用于存放圖像數據和模塊內部圖像處理使用，上傳/下載圖像時，圖像格式為256*288像素，通過UART口上傳和下載圖像時為了加快速度，只用到像素字節的 高思維，即采用16級灰度，每個字節表示兩個像素（高四位為一個像素，第四位為同一行下一相鄰的一個像素，即將兩個像素合成一個字節傳送），由于圖像為16個灰度等級，上傳到PC進行顯示時，應將灰度等級進行擴展通過USB口傳送則是整8位像素，即256灰度等級。

（二）指紋模塊通訊協議

無論硬件上采用UART還是USB接口形式，都采用一套通訊協議和指令集。

指令只能由上位機下給模塊，模塊向上位機應答。模塊收到指令后，會通過應答包，將有關命令執行情況與結果上報給上位機。應答包含有參數，并可跟后續數據包。上位機只有在收到模塊的應答包后才能確認模塊的收包情況與指令執行情況。應答包的內容包括一個字節的確認碼（必須有）和可能有的返回參數。實現各種指紋識別功能。

所有指令/數據的傳輸均以數據包的形式傳遞。

（三）按指令代碼順序

結論：指紋上機系統反應速度靈敏，功能穩定，系統功能穩定，而且成本低廉，設計新穎，達到了設計的要求。