AT89C52基于DSP的指纹识别系统设计+仿真图+流程图(4)
(6)片上存储空间64K×16bBit的片上ROM以及64K×16bBit的片上RAM。
(7)功耗控制IDLEl、IDLE2和IDLE3控制功耗，实物图如图4所示。
图3 FPS200的实物图图4 DSP的实物图
3. 硬件电路设计
3.1 总体硬件设计
指纹系统总体设计方案框图如图5所示。该系统是由FPS200、单片机、SRAM 和Flash等硬件组成。RS232用于数据传输，PC机可以通过该接口得到指纹特征数据，Flash用于存储指纹信息库、LCD用的字符和DSP程序，单片机在DSP的控制下从取指器中取出图放入SRAM中。
图5 系统总体硬件框图
3.2 AT89C52时钟振荡电路及复位电路设计
时钟振荡电路及复位电路如图6所示。
时钟振荡电路采用内部时钟电路，单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入和输出端。单片机的这个放大器与作为反馈元件的片外晶振一起构成稳定的自激振荡器，发出的脉冲直接送人内部的时钟电路。
图6 时钟振荡电路及复位电路
复位电路采用上电复位。上电复位是利用电容充放电来实现的，只要VCC的上升时间不超过1ms，振荡器建立时间不超过10ms，这个时间常数足以保证完成复位操作。
3.2 存储空间的设计
本系统需要访问的存储器有三个：DSP内部DARAM、SRAM 和Flash。由于C5404拥有20根地址线用来对程序空间进行寻址，所以就存在1M寻址空间，用地址线A19来分辨Flash和SRAM。其中SRAM是Boot Loader后程序运行的空间，因而把Flash就放在了高地址。因此C5404的数据寻址空间只有64K，因而要进行扩展。以防和DARAM的访问起冲突，不能再使用64K一页。因为64K中低地址的16K实际上无法进行访问，它也没有被DARAM访问，所以定义32K的一数据页。同时分配给一个I/O地址，然后通过I/O地址的译码来控制74LS273的使能，最后再把锁存I/O的数据作为数据页。对数据空间的访问，分为下面几步：①解析分割地址。低15位当作页内地址，高6位为页地址。②判别页地址是否为0。假如为0，说明访问的是DARAM，直接使用访问数据指令；需要的16位地址就是高位补零和前15位的地址。③把页地址送到寄存器里，页地址就进入到SRAM的高地址上了。④然后用访问数据指令，其中16位地址就是高位补零和高15位地址。同时存储器的管理，编写一定量的程序。可以设置一个全局变量存储页地址。因为扩展页只有32K，所以比32K大的数组是无法开辟出来的，使用链表时，应该注意的是释放空间，把相邻的并且未被使用的空间尽可能连接成一块，同时还需要一个一个地把用过的堆栈拷贝到堆空间的尾部，使自己空间聚合成一个块。
图7、图8分别为外部程序扩展和外部存储电路设计示意图。
XCP=0 XCP=1 XCP=127
图7 外部程序扩展示意图
图8 外部存储电路设计
3.4 RS232 通信接口硬件设计
本系统利用MAX232连接DSP和PC机，通过控制不同的分频比可得到通用的300baud～230kbaud的波特率。MAX3110E内部UART和RS232收发器都能够进行单独的工作。McBSP的时钟停止模式兼容SPI主-从协议。McBSP的时钟停止模式就是其时钟在每次数据传输结束时停止，并又一次数据开始传输时立即启动。其中接收器，发送器同步，即CLKX和FSX分别与CLKR和FSR相连；在传输时，CLKX和FSX又作为SPI的移位时钟SCK和从方使能SS，可以是主方，也可以是从方。McBSP初始化程序需要遵守以下几面几步：①将SPCR中的XRST、RRST置为0，处于复位状态。②McBSP保持复位的状态下，设置有关的寄存器为需要的值，由于SPI协议要求McBSP在移位输出数据之前，FSX信号须由DXR->XSR产生的FSX，所以XCR寄存器中XDATAL位必须为1。③设置SPCR->GRST为0，采样率发生器则退出复位状态，然后开始工作。④等待或者暂停两个周期，保证McBSP在初始化时内部能够正确同步。然后，配置MAX3110E的波特率和发送波形，发送数据时根据MAX3110E手册拼装成一个16位字进行发送。接收通过DSP的Int0中断进行处理。