基于MC68HC908JB8的USB指纹采集仪

随着计算机技术的进步，图像处理与模式识别方法的发展，指纹处理技术日臻成熟，在众多领域得到了广泛的应用。而指纹采集是指纹处理的第一步，本文介绍了一种基于MC68HC908JB8的便携式USB指纹采集方案，该方案能方便灵活的采集高质量的指纹图像，文中具体讨论了系统硬件以及相关驱动和应用程序的设计。

　　指纹是指人类手指上出现的条状纹路，他们的形成依赖于胚胎发育时的环境和遗传。世界上几乎没有两个完全相同的指纹。由于指纹具有稳定性、唯一性以及易于采集的特性，一直以来被认为是最可靠的利用生物特征进行身份鉴定的依据之一。

　　随着计算机技术的进步，图像处理与模式识别方法的发展，指纹处理技术日臻成熟，经历了人工处理，半自动化处理和自动化处理等三个发展阶段。美国于1963年首先开展关于指纹识别软件的研究，随后日本(1975)也开始这方面的工作，我国开展得较慢(约于1981年开始)。1975年美国推出第一个商用系统Printrak250，而日本的NECAFIS于1982年才投入使用。近年来，国内也相继推出了自己的指纹识别系统。

　　作为指纹处理的第一步的指纹取像技术也日益成熟，这使采集到的指纹数据更真实，图像更清晰，处理结果也就越加可靠，鉴定结果的可信度也越强。目前有利用光学全反射技术、硅晶体电容传感技术、超声波扫描技术等获得指纹图像的方法。

　　而且随着现代社会的发展，安全性成为许多系统首要考虑的问题，指纹因其不可复制、不可替代的特性成为鉴定身份的可靠手段。近年来有关指纹自动识别及认证研究已成为模式识别、图像处理及计算机视觉领域的热点，指纹识别已广泛的应用于银行、保险、公安、门禁、考勤等方面。

　　本文介绍了一种基于MC68HC908JB8的便携式USB指纹采集方案，实验表明，这种方案充分利用了USB支持即插即用,有较强的纠错能力，能总线供电等优点，简化了设计，降低了成本，实现了灵活可靠的指纹图像传输，有很好的应用前景。

　　USB是Universal Serial Bus的缩写,这是近几年逐步在PC领域广为应用的新型串行接口技术。相对于并口，串口等传统的计算机接口方式，USB有很多明显的优点。它支持即插即用(plug and play)，有较强的纠错能力，能总线供电，低成本，具有强大的外设连接能力。因而选用USB接口来传送采集的指纹图像，能更方便灵活地和计算机通信，有着良好的应用前景。

　　设计概述

　　设计的目的是实现一个使用USB接口与主机通信的高性能指纹采集仪。指纹芯片选用了Veridicom公司的硅晶体电容传感器FPS110，主控芯片选用Motorola公司集成USB模块的单片机MC68HC908JB8。基本工作模式如图1所示，MC68HC908JB8控制FPS110采集指纹,然后通过MC68HC908JB8片上集成的USB模块将数据送给计算机进行存储和后期处理。

主机软件设计主要分为USB驱动和演示界面两个部分：采用Jungo公司的Windriver软件开发WINDOWS平台的USB驱动程序；采用Microsoft公司VC6.0软件开发演示平台和一些简单的指纹处理程序。

　　系统硬件设计

　　1.主要芯片特性

　　1)集成USB模块的指纹采集仪主控芯片MC68HC908JB8

　　MC68HC908JB8是Motorola公司MC68HC08系列的一款高性价比单片机，芯片有256字节的片内RAM，8K字节片内FLASH，除传统的定时器、键盘中断、串行口、等I/O设备外，其主要特点是集成了通讯速率为1.5MB的低速USB模块。

　　2)指纹采集芯片FPS110

　　FPS110是Veridicom公司的硅晶体电容传感器，该传感器采用先进的半导体CMOS工艺，面积只有邮票般大小，具有高灵敏度、高可靠性、高分辨率(500DPI)、低功耗、低价位等许多优点，特别适用于商业及户外指纹应用系统。

　　2.指纹采集仪系统硬件设计

　　指纹采集仪基本原理如图2所示，主要包含电源设计，单片机应用设计，指纹芯片应用设计。

1)供电设计

　　MC68HC908JB8和FPS110都可以支持5V供电，而且MC68HC908JB8还可提供USB接口所需的3.3V参考电压，所以整板只采用外接5V电源。设计中为了方便调试，提供了三套可选5V电源输入，分别是USB供电，仿真器接口供电，和单独电源供电。

　　2)时钟设计

　　MC68HC908JB8和FPS110分别供给时钟，MC68HC908JB8采用6M晶体接OSC1和OSC2间，FPS110采用12M晶体接XTAL1和XTAL2之间