基于ARM 的指纹识别门禁系统的设计

硬宏单元。ARM920T内核具有全性能的MMU、指令和数据Cache以及高速AMBA总线接口。

　　S3C2410内部结构比较复杂，可提供很多可扩展的功能模块，主要有MMU虚拟内存管理单元，LCD控制器（支持上到4k色的STN和256k色的TFT），3通道UART，4通道DMA，4通道具备PWM功能的定时器，I/O口，具有日历功能的RTC（实时时钟），8通道10bit精度ADC和触摸屏控制器，IIC总线接口，IIS数字音频总线接口，两个USB2.0全速主设备及一个从设备，SD/MMC卡控制器，2通道SPI及内臵lQ/100M的网络接口等。

　　2.2.2 NAND FLASH单元

　　Flash是一种可在系统（In-System）进行电擦写、掉电后信息不丢失的存储器。它的高集成度和低成本使它成为市场主流。Flash芯片具有低功耗、大容量、擦写速度快、可整片或分扇区在系统编程（烧写）、擦除等特点，并且可由内部嵌入的算法完成对芯片的操作，因而在各种嵌入式系统中得到了广泛的应用。作为一种非易失性存储器，Flash在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。常用的Flash为8位或16位的数据宽度，编程电压为单3.3V。

　　Flash技术根据不同的应用场合也分为不同的发展方向，有擅长存储代码的NOR Flash和擅长存储数据的NAND Flash。同时，S3C2410内部集成了NAND Flash控制器，为了支持系统从NAND Flash中启动，S3C24lO内部有一块被称为垫脚石（Steppingstone）的SRAM缓存。如果选择从NAND Flash中启动，在启动时S3C2410会自动的将NAND Flash存储器中最前面的4KB数据拷贝到S3C24lO内部的SRAM中并自动执行。如果这4KB存放的是启动代码，那么启动代码就可以从S3C241O内部的SRAM中执行，启动代码初始化系统和外部SDRAM后将存储在NAND Flash中的操作系统和应用程序拷贝到外部SDRAM中，这时整个系统就可以启动了。

　　在本系统中，采用的是三星公司的K9F5608U芯片，其电路原理图如图2-3所示。

　　图2-3 NAND FLASH原理图

　　2.2.3 SDRAM单元

　　SDRAM具有容量大、存取速度快、成本低的特点，得到了广泛的应用。与Flash存储器相比，SDRAM不具有掉电保持数据的特性，但存取速度高于Flash存储器，且具有读/写属性，因此SDRAM在系统中主要用作程序的运行空间、数据以及堆栈区，是系统启动之后进行存取操作的存储器。

　　S3C2410在片内具有独立的SDRAM刷新控制逻辑，可方便地与SDRAM连接。同时，由于S3C24lO片内的存储空间不大，大量的数据都要通过SDRAM暂时存放和交换，即动态存储区。系统启动时，CPU首先从起始地址读取启动代码进行系统初始化，在完成系统初始化后，程序代码一般调入SDRAM中运行以提高系统的运行速度。SDRAM存储单元犹如一个电容，总是倾向于放电，为避免数据丢失，必须定时充电刷新。

　　图2-4 SDRAM 外围接口

　　2.2.4 USB及USB摄像头单元

　　USB（Universal Serial Bus）即通用串行总线，是现在非常流行的一种快速、双向、廉价、可以进行热插拔的接口。随着嵌入式技术的快速发展，USB的应用已经逐渐从PC机扩展到了嵌入式技术中，并且发挥着重要的作用。USB设备之所以会被大量应用，主要具有以下优点：

　　（1）可以热插拔，使用方便。

　　（2）系统总线供电，并可提供5V/500mA电源，具有独立供电特点。

　　（3）支持设备众多，支持多种设备类，例如鼠标，键盘，摄像头等。

　　（4）连接灵活，可以连接多个设备，最多可扩127个，连接的方式也非常灵活，既可以使用串行连接，也可以使用集线器Hub把多个设备连接在一起再与PC的USB口相连。

　　（5）速度快，支持高速数据传输，USBl.1是12Mb/s，USB2.0高达480Mb/s S3C2410带有两个USB主设备控制器和一个USB从设备控制器，这样可以方便USB设备的使用。在设计开发一个USB外设的时候，主要需要编写三部分的程序：固件程序、USB驱动程序和客户应用程序。USB的电路连接图如图2-5 所示。

　　图2-5 USB电路连接图

　　USB接口的设备可以方便应用到嵌入式系统中，具有USB接口的优盘因为存储容量大，价格低，在嵌入式系统中一般可以用来存储数据。在门禁控制器中，可以用来存储初始化的资料数据也可以存储采集到的重要数据，方便用户的保存和修改。另外，本系统中应用到的视频监控就用到了USB接口的摄像头。

　　2.3 界面显示接口模块设计

LCD（Liquid Crystal Display）称为液晶。LCD显示器的基本工作原理是通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的。因此，LCD的驱动控制器是对每个液晶单元的通电的控制。液晶工作时使用的是外部的光线，其光线照明方