CMOS图像传感器与USB接口在指纹识别仪中的应用

本文主要介绍了基于USB传输及CMOS图像传感器技术实现的指纹识别仪的设计原理和系统架构。这种指纹识别仪具有结构紧凑、体积小巧、便携性强等特点，适用于各种场景下的身份验证。 CMOS图像传感器是现代图像处理领域的重要组成部分，其高度集成的特性使得传感器体积减小，功耗降低，且价格相对低廉。相较于传统的CCD图像传感器，CMOS传感器还具有更高的集成度、更简单的控制方式以及更低的成本。随着技术的进步，CMOS传感器被广泛应用到各种图像采集系统中。 USB接口作为一种高速通信接口，因其易于连接、支持热插拔、高传输速率、自动检测和配置外围设备等优点，成为连接指纹识别仪与计算机的理想选择。USB1.1协议支持的最大传输速率为12Mb/s，能够满足大多数数据传输需求。 本设计中，选用的是OmniVision公司的OV762M CMOS彩色数字图像传感器，用于捕获指纹的图像信息。同时，采用 Cypress公司的AN2131QC USB控制传输芯片，该芯片内置了增强型51内核，能有效地管理和传输数据。 然而，OV762M传感器的数据输出速率（27MB/s）超过了AN2131QC控制器的传输速率（12Mb/s），为解决这一问题，系统采用了SRAM（IS61C1024）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）构建一个高速缓冲区。这一缓冲区可以暂时存储OV762M采集的指纹数据，确保数据流与USB控制器的读取速度和时序匹配。 系统的硬件结构主要包括AN2131QC、CPLD、OV762M以及SRAM。AN2131QC通过I2C接口对OV762M进行配置，设置合适的参数。OV762M捕获的图像数据经过光学透镜后，由CMOS传感器进行数字化处理，随后通过SRAM和CPLD的缓冲，最终由AN2131QC进行USB传输。 该指纹识别系统巧妙地结合了CMOS图像传感器的高效采集能力与USB接口的快速传输特性，克服了两者速率不匹配的问题，实现了高效稳定的指纹信息采集和传输。这种设计对于移动设备、安全门禁等领域具有很大的实用价值。