综上所述，由于方案一设计算法太过复杂且在实际应用上还不太成熟，所以 我们从硬件、软件系统设计的可行性、性能要求、成本等出发，综合各方面考虑 选择方案二。

2。2。2 硬件系统设计

硬件系统由主电路部分和控制电路部分构成，各主要组成部分包括：电源管 理部分、显示部分、输入电路、复位电路、无线数据传输电路、指纹处理部分和 模拟演示电路部分。

硬件系统框图如下图 2-1、图 2-2 所示：

图 2-1 主电路部分

图 2-2 控制电路部分

电源管理部分：我们提出一种新的研究思路，就是将现有的已有一定成熟技 术的太阳能供电模块运用到汽车钥匙的设计上，由于专业知识及研究时间的限 制，本课题暂时先提出一种研究思路。由于本系统中外围设计电路包含多个模块， 并且每个模块所选用的电子元器件所需的工作电压不同，因此，该系统电源供电 模块需设计多种电源供电输出，并进行了电源转换设计，以满足不同的工作电压 需求。实验室阶段，电源供电部分采用 3。7V 的锂离子充电电池，外加 3。3V 的稳 压芯片。其电源部分设计电路如图所示：图 2-3 为锂离子充电电池电路，TP5400

是一款移动电源专用的单节锂离子电池充电器和 5V 升压控制器。图 2-4 为一种 有效的线性稳压 3。3V 输出电路。

图 2-3 锂离子充电电池电路

图 2-4 线性稳压 3。3V 输出电路

显示部分：采用晶联讯的 12864LCD 显示屏，用于显示指纹信息登记、匹配 的结果，以及提示用户如何进行下一步处理的功能，包括系统初始化、临时授权、 解除授权和转让主权等操作。由于本作品尚处于实验室阶段，结合系统设计开发 周期与实际功能需求，并未对显示电路部分，人机交互系统等进行软件和硬件设 计。文献综述

输入电路：使用 4 个独立 AD 按键，为用户提供解锁、增加或删除指纹信息 等功能。分别有 Key1-Key4 4 个按键，依次接入 STM32 单片机 PA0，图 2-5 为 AD 按键电路原理图。

图 2-5 AD 按键电路原理图

其中，Key1 为解锁按键，Key2 为临时授权按键，Key3 为解除授权按键，

Key4 为转让主权按键，系统通过 AD 口进行相应的按键扫描，按键电路回路中， 不同的按键按下时会产生不同的电压，且按键具备一定的优先级，越靠近单片机 I/O 口的按键优先级越高。

复位电路：对于单片机系统而言，复位电路的设计是必须存在的，系统通电 时，一般都需要进行一次复位操作，以使 CPU 及芯片内部各个部件都处于初始 状态，系统便从初始状态开始进行工作，程序开始执行。STM32 单片机上的 RST 为复位引脚，其中系统上电自动复位和手动按键复位构成了单片机的外部复位电 路，本系统设计为按键复位和上电复位组合电路，图 2-6 为组合复位电路原理图。

 组合复位电路原理图

无线传输电路：使用 NRF24L01 无线模块，实现数据的远距离通信。它采用 2。4Ghz 全球开放 ISM 频段，拥有 126 个频道，可在 1。9V-3。6V 范围内供电。并 以其低功耗、高速率抗干扰能力强的特点，广泛应用于工业控制领域。图 2-7 为 NRF24L01 无线模块接口说明以及图 2-8 为 NRF24L01 与单片机的硬件连接原理 图。MHDR1X8 为单排插针，有 8 个口。

7 NRF24L01 无线模块接口说明

其中 GND 为接地端，VCC 为电源端，CE 为数据输入端，控制 TX、RX 的 模式选择，CSN 为 SPI 片选信号选择，SCK 为 SPI 时钟，MOSI 为从 SPI 数据输 入脚，MISO 为数据输出端，从 SPI 数据输出脚，IRQ 为可屏蔽中断脚。 STM32F103具有指纹识别功能的汽车钥匙设计(7):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_82746.html