基于CMOS图像传感器和USB的指纹识别仪设计

本文主要介绍了基于CMOS图像传感器和USB接口的嵌入式指纹识别仪的设计，这种技术结合了CMOS传感器的小型化、低功耗特性以及USB接口的便捷性和高速传输能力。 嵌入式系统/ARM技术是现代电子设备中的一个重要组成部分，尤其在指纹识别领域，它为设备提供了高效能、低功耗的运算平台。在这个系统中，CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器起到了关键作用。相比于传统的CCD（电荷耦合器件）传感器，CMOS传感器不仅体积小、功耗低，而且集成度高、控制更简单，成本优势明显。随着CMOS制造工艺的提升，其在图像采集系统中的应用越来越广泛。 USB（通用串行总线）接口在此系统中作为数据传输的桥梁，它的优势在于连接方便、支持热插拔，无需额外的系统设置即可实现即插即用功能。USB1.1协议提供的12Mb/s传输速率，确保了数据的快速交换，同时减轻了对系统硬件资源的需求，并且能够自动检测和配置外部设备，避免了硬件冲突。 在指纹识别仪的具体实现中，采用的是OmniVision公司的OV762M CMOS彩色数字图像传感器，它负责捕获指纹图像。而Cypress公司的EZ-USB AN2131QC芯片则作为USB控制器，内置的增强型51内核可以处理数据传输和控制任务。由于OV762M的输出速率（27MB/s）超过了AN2131QC的数据传输速率（12Mb/s），系统引入了SRAM（静态随机存取存储器）作为缓冲区，以及CPLD（复杂可编程逻辑器件）进行数据管理和协调，以解决速率不匹配的问题。 系统的硬件架构包括AN2131QC、CPLD和OV762M三部分，通过I2C（Inter-Integrated Circuit）总线进行通信。AN2131QC通过I2C接口控制图像传感器，并接收来自传感器的数据，CPLD用于数据流的管理和调度，而OV762M则持续捕获指纹图像并将其转化为数字信号。 这种基于CMOS图像传感器和USB接口的指纹识别仪设计，充分利用了嵌入式系统的优势，实现了高效、便携的指纹识别解决方案。这种技术在安全认证、门禁控制、个人信息保护等领域有着广阔的应用前景。