Разработка биометрического комплекса на основе считывания отпечатка пальца, страница 5

В блоке управления микроконтроллера используется две кнопки (S1, S2).

S1 – назначение этой кнопки определяется выполняемой программой.

S2 – кнопка позволяющая произвести сброс контроллера в исходное состояние.

Определим номиналы элементов R2, R4 по закону Ома для участка цепи (формула 4.1), исходя из ограничения по току в 0,25-0,30 мА (из документации на микроконтроллер MC9S12NE64).

 кОм

Необходимо заметить, что по рекомендации разработчика контроллера, в схеме сброса не предусмотрено задание длительности импульса, приводящего микроконтроллер в исходное состояние.

На рисунках 4.2, 4.3  представлен печатный монтаж разрабатываемого комплекса.

Рисунок 4.2 – Печатный монтаж верхней стороны платы комплекса

Рисунок 4.3 – Печатный монтаж нижней стороны платы комплекса

4.2 Разработка принципиальной схемы на базе отладочного комплекта MC9S12NE64

Отладочный комплект MC9S12NE64 имеет  все необходимые компоненты:

- блок стабилизации питания;

- блок подключения Ethernet;

- COM-порт для программирования микроконтроллера;

- светодиоды индикации и кнопки управления;

- порты ввода/вывода(на разъеме BLD-40).

Датчик установлен на заводской плате FDC-FPC1010 FingerPrint Daughter Card (в дальнейшем FDC) .При разработке схемы подключения FDC к отладочному комплекту задача сводится к правильному подключению разъемов. В связи с тем, что FDC имеет разъем Flex Connector (male), а отладочный комплект – BLD-40, необходимо разработать плату-переходник. Принципиальная схема соединения с помощью платы-переходника показана на рисунке 4.4. Печатная плата данной схемы показана на рисунках 4.5, 4.6. К локальной сети устройство подключается с помощью разъема X3 (RJ-45), который находится на отладочном комплекте MC9S12NE64.

Рисунок 4.5 – Печатный монтаж нижней стороны платы-переходника

                        Рисунок 4.6 - Печатный монтаж верхней стороны платы-переходника

5  Разработка алгоритма управления интерфейсом SPI

В данном разделе приводится описание интерфейса SPI и способ его использования применительно к данному проектированию.

5.1 Описание интерфейса SPI

Особенности SPI-интерфейса MC9S12NE64:

- режимы ведущего (master) и ведомого (slave);

- возможность двунаправленной передачи по одному проводу;

- двойная буферизация регистра приема/передачи;

- синхронизация с программируемой фазой и полярностью;

- управление SPI в режиме Wait (режим ожидания с пониженным питанием);

- наличие прерываний на прием, передачу, ошибку передачи;

- 3 режима работы.

Режимы работы:

- «Run Mode» – основной режим работы SPI;

- «Wait Mode» – в данном режиме SPI находится в режиме пониженного потребления питания.  Режим задается с помощью регистра SPICR2. Вывод из режима можно осуществить по прерыванию на прием.

- «Stop Mode» - SPI находится в неактивном режиме.

На рисунке 5.1 представлена структурная схема блока SPI микроконтроллера MC9S12NE64. На ней можно выделить основные части:

- блок регистров управления;

- блок генерации синхросигнала;

- блок сдвига (Shifter);

- блок прерываний;

- блок управления портом приема/передачи.

Блок регистров управления. Содержит регистры SPICR1 (SPI Control Register1) и SPICR2 (SPI Control Register 2). Названия бит каждого регистра представлено в таблице 5.1.

Рисунок 5.1 – Структурная схема блока SPI

Таблица 5.1 – Назначение битов регистров SPICR1 и SPICR2