电路图天天读（31）：生物识别电路设计图集锦

　　TOP1 基于指纹识别的汽车防盗系统模块电路

　　主要工作原理：车主停车熄火后，防盗器进入锁定状态。此时如果汽车钥匙不在ON位，就不能进行指纹识别；只有当汽车钥匙在ON位，才可用指纹识别解锁防盗器并自动点火。在锁定状态下，汽车的油路、电路等被切断，汽车钥匙无法点火；如果强行剪断指纹采集模块和控制盒的连线，或者不识别指纹而强行用汽车钥匙点火，汽车会通过鸣号、闪灯和无线通信网络报警。在锁定状态插入密码钥匙可进入解锁状态，并可根据LCD和语音提示通过小键盘进行指纹注册／删除、手机号码设置和应急点火等操作。

　　USB接口电路

　　USB接口电路主要由文件管理控制芯片CH376T实现，CH376T支持USB设备方式和USB主机方式，并且内置了USB通信协议的基本固件、处理 MassStorage海量存储设备的专用通信协议的固件、SD卡的通信接口固件、FAT16和FAT32以及FAT12文件系统的管理固件，支持常用的 USB存储设备和SD卡。CH376T支持二种通信接口：SPI接口和异步串口。本设计采用SPI接口与MCU进行数据通信，电路连接方式如图2所示。串行数据输入SDI、输出SDO和时钟SCK分别接STM32F103VC的SPI1_MOSI，SPI1_MISO和SPI1_SCK，中断请求输出端 INT接PC0，片选端SCS由PA1控制。图中的RESET是系统复位信号，晶体振荡器Y1选12 MHz。当车主要进行指纹注册／删除或应急点火时，将密码钥匙（U盘）接入J1以读取密码信息。

　　语音电路

　　语音电路原理图如图3所示，由美国ISD公司的语音芯片ISD4004-16和美国国家半导体公司的音频功率放大器LM386等元件构成。 ISD4004 -16录放时间为16 min（可分段），它采用CMOS技术，单电源3 V工作，内含振荡器、抗混叠滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮陈列。它内置微控制器SPI总线串行通信接口。可将模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需通过A／D或D／A转换。使得ISD语音电路具有音质自然、使用方便、单片存储、反复录放、低功耗、抗断电等许多优点。 LM386工作电压范围宽，电压增益可调。具有自身功耗低、电压增益可调整电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等特点。本设计中 STM32F103VC通过SPI2给ISD4004传送语音信息。图3中的V1和V2分别经三极管与+3．3 V和+12 V电源相连，三极管的通断由STM32F103VC的PCI1和PCI2控制，只有在需要语音提示时，才使三极管导通给ISD4004和LM386供电。

　　基于ARM的光学指纹识别系统电路模块

　　整个系统设计构成了一体化光学指纹识别模块。模块设计采用光学暗背景成像原理，加入特有活体检测芯片，在解决干手指效应的同时解决残留指纹误识别、橡胶假指纹等问题。图所示为光学GC0307 CMOS 图像采集芯片应用电路原理图。该款CMOS 图像采集芯片是高精度、低功耗、微体积的高性能相机的内置式组件，它把实现优质VGA 影像的CMOS 影像传感器与高度集成的影像处理器、嵌入式电源和高质量的透镜组结合在一起，输出JPEG 图像或图像视频流，支持8/10 位数字传输JPEG 图像和YCbCr 接口，提供了完整的影像解决方案。

　　CMOS 图像采集芯功能输出串行数据引脚、时钟信号引脚、复位引脚、串行总线引脚等都接入到STM32F205RE的GPIO 口， 通过GPIO 口模拟时序读取CMOS 芯片采集到的图像信息。由于STM32F205RE 的GPIO 口工作频率可达120 MHz，因而可以非常准确高效地模拟时序，实测640×480 的原始图像能以10 帧/s 的速度采集到主处理器STM32F205RE 中进行图像处理。