摘要：介绍mbf200的性能、结构及工作原理。实现基于mbf200的spi型指纹采集系统设计。该采集系统具有自动检测指纹、结构简单、使用方便的特点。

    关键词：dsp spi mbf200 指纹采集系统

    引 言

    1 mbf200结构与性能

    mbf200是富士通公司的电容式固体指纹采集传感器，能采集到500dpi的指纹图像。它的传感器是256×300的阵列，可以在3.3v~5v的宽电压范围内操作。mbf200的性能主要有以下几点：

    ① 集成了一个8位a/d变换器。a/d变换器的输入可以是mbf200的指纹传感器阵列的输出，也可以是由

    mbf200的ain引脚接入的模拟信号。

    ② 带有3种总线接口，即8位微处理器(mcu)总线接口、集成的usb全速接口及串行周边设备接口(spi)，使芯片的应用设计更加灵活。

    ③ 特有自动指纹检测功能。

    mbf200的内部结构如图1所示。

    无论在哪一种总线接口模式下，对mbf200的控制都是通过写它的控制寄存器来完成的，包括ctrla、ctrlb、ctrlc。mbf200共有19个寄存器。

    值得提出的是，mbf200的时钟有两种选择。根据图1可以看出：“多谐振荡”和“晶体电路”就是它的两组可选的时钟源。ctrlb中的位1(xtalsel)是用来在这两者之间进行选择的。xtalsel=0，表示选用内部的“多谐振荡”作为mbf200的时钟；xtalsel=1，表示时钟源来自芯片的xtal1引脚，此时，芯片既可以外接有源晶体，也可以接无源晶体。ctrlb的各位含意会在后面介绍。

    在mbf200的三种接口之中，spi接口是比较简捷的一种，包括sck、miso、mosi和scs四条信号线。此时，它的时钟源可以从外部输入；也可以在外接一个晶体后，利用mbf200内部的晶体电路来获得时钟源。图1中，在选择了spi模式后，它的其它两种模式(usb、mcu)是自动禁止的。实际上，mbf200与控制芯片的spi接口时，它只能工作在spi的从模式下(slave)，只有当mbf200工作于usb模式下时，它才是作为一个spi的主设备(master)。

    mbf200的一些状态寄存器，如dtr、dcr、pgc、thr等，需要在进行指纹采集之前被初始化。mbf200共有19个寄存器。这里仅仅对两个比较重要的寄存器ctrla、ctrlb进行说明。

    1.1 ctrla(控制寄存器a)

    写该寄存器来初始化图像转换；读该寄存器来读取a/d转换的结果。

    getsub、getimg和getrow三位选定了一种图像存取模式并且初始化了a/d转换器的转换序列。 ainsel位选定了a/d转换器的来源。向getsub、getimg和getrow中的任意一位写入一个“1”，都将放弃当前对应模式的图像摄取并重新开始新的该模式的图像摄取，而且这三位每次最多只能有一位被置成“1”。如果这三位中有多于一位被置成“1”，那么图像的转换就不会开始。当getimg被置成“1”后，mbf200会完成以下一系列动作：

    ◇行地址被置成0；

    ◇列地址被置成0；

    ◇自动开始图像的行摄取；

    ◇第一个象素的a/d转换自动开始。

    当向ctrla中写“0”时，除了会清除ainsel之外，并不会使mbf200放弃当前的图像。读ctrla的状态可以得到a/d的转换的结果。的上升沿会使a/d转换器开始下一次转换。

    1.2 ctrlb(控制寄存器b)

    ctrlb必须在程序的最开始对它的位0和位2置“1”，以使能mbf200。

    控制寄存器a、b的各位含意如表1所列。

    2 mbf200的spi接口特点

    spi协议是一个同步串行数据传输协议，协议假定微控制器的spi移位寄存器在sclk的下降沿动作。对于mbf200而言，在时钟上升沿锁存mosi引脚的数据，在下降沿将数据送至miso引脚，如图2所示。mbf200的spi通信协议的具体内容如下：

    ◇mosi线上的数据在sck的上升沿被采样；

    ◇miso线上的数据在sck的下降沿发生改变；

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