图像采集系统的研究与设计

1、图像采集系统的研究与设计摘要：该设计利用cmos感光器件的可编程特性，设计了以16二进制位的回扫单片微型计算机mc9s12xs128为主芯片的数字成像采集和处理系统。 用通用相机ov7670拍摄的图像fifo信息帧存储器al422b进行了数据缓冲区，解决了单片微型计算机和ov7670之间速度的异步问题，最后进行了硬件和软件的设计，实现了拍摄和拍摄的功能，成功地用3.5英寸tft液晶实时显示拍摄的图像。 该系统结构简单，通用性强，可简单移植到各种类型的处理器上，根据本系统的设计化学基，结合合适的应用广泛应用于摄像、监视、防盗、识别等各领域。关牛鼻子字：图像收集s12单片微型计算机ov7670通用

2、相机fifo； 液晶显示器中图分类编号： tn964？ 34文献验证码： a报道编号： 1004？ 373x(2015)04？ 0094？ 040引言无论是在道路两旁，商店，还是公共场所，电子的目光都无法移开。 在道路两旁可以保护交通，在商店和公共场所可以保护人们的利益和安全。 指纹身份验证和电子门禁等，电子的眼睛无法移开。 目前，电脑图像采集的系统功能强，有成熟的技术和产品。 但是，这种采集系统便携性差，往往不适于使用，给人们的生活带来很多不便。 而且，该系统代价高昂，用于取得图像的资源也很多。 基于此论文的化学基，系统稳定可靠，成本低廉，携带方便，具有现实意义和广阔的应用前景。单系统设计本

3、设计以mc9s12xs128单片微型计算机为主芯片，主要使用ov7670通用相机、显视器和存储器建构图像采集和处理系统，实现图像采集、显示和高速缓存区等功能。 首先，用ov7670通用相机拍摄物体图像，将拍摄数据传输到缓冲器，最后在mc9s12xs128的控制下，在lcd画面上显示图像。 也可以按下按钮选择摄影和摄影图片摄影。 整个系统的设计如图1所示。2硬件设计硬件平台的设计主要有三个部分，分别是核心控制部分、图像采集部分、图像显示和高速缓存区。 平台的建构以s12单片微型计算机为中心，建构图像采集、显示和缓冲电路，根据需要添加必要的周边和扩展电路，使硬件具有扩展性，考虑后续的开发，适应小同

4、的应用场所。 图2是系统的硬件平台分块图1。2.1主控芯片选择本系统以飞思卡尔公司的mc9s12xs128单片微型计算机为主控芯片。 飞思卡尔(freescale )系列单片微型计算机成本低、性能高、配置灵活等。 当采用硬件结构和输油管道指令结构时，云同步可以在包括iic男低音模块、串行通讯连接u模块sci、串行外围接口模块spi、mscan08控制支重轮模块、通用串行男低音模块(usb/ps2 )等的各个区域中灵活地实现本系统主要使用该单片微型计算机的输入捕获功能。 在图3中示出了输入捕获功能的配置。2.2图像获取模块图像采集主要包括ov7670通用相机和缓冲区，采集过程中，通用相机首先采集

5、图像数据，在控制控制支重轮下将图像数据保存到缓冲区，以备后续处理。 从s12单片微型计算机通过i2c男低音接入ov7670通用相机。 能够实现ov7670通用相机的控制，能够简单地进行3。因为s12单片微型计算机只有8 kb的ram，所以收集1信息帧320480的图像数据大约是154 kb，工作频率也和通用相机的像素pclk频率不一致，所以为了解决上述问题需要使用fifo的先入先出存储器，本系统是averlogic公司发售的笔记本系统是利用omnivision公司的cmos图像传感器0v7670芯片拍摄的。 ov7670具有小体积、低工作电压和提供单片vga摄像头和图像处理器的所有功能。 sc

6、cb男低音的控制使得能够输入多种分辨率的8二进制位视频数据，如子采样、子采样、取窗口等，产品的vga图像可达到高达30 f/s，用户可完全控制自各儿的影像质量、数据格式和传输方式，并图片处理omnivision感光器件应用其独特的传感器技术，减少和消除固定模式噪声、托尼、悬浮等光学电子缺陷，提高影像质量，获得鲜明稳定的彩色图像5。2.3 ov7670、al422b和单片机的接口电路scl和sda分别是scb连接协议的时钟线和数据线控制端。 行同步信号和单片微型计算机的gpio通讯端口一个和非男同性恋地实现fifo的写入动作控制，用通用相机的pclk像素同步信号实现fifo的写入时间节点控制，数

7、据写入的同步、保证正确的re侧直接接地，gpio通讯端口模拟rck序列进行选择性的读取操作ov7670、al422b和单片机的接口电路如图4所示2.4图像显示tft型液晶显视器的构成是导光板、偏光板、滤光板、背面光管、薄模式晶体管、玻璃基板、取向膜、液晶材料等。 在tft型液晶显视器中，在导电玻璃上画出网状的细线路，电极是用薄膜晶体管型排列的沉积基质开关，线路相交的地方有节制闸，各显示点节制闸配合驱动信号动作。 由于信号可以使液晶分子的电压导通或截止，使液晶分子的轴成为“暗”或“亮”的托拉斯，所以电极上的晶体管沉积基质不再依赖于显视器的场效应，可以将晶体管的导通和截止速度改变为决定步骤。 所以

8、tft？ lcd的显示质量比tn/stn好，画面显示的控制托拉斯达到1501以上，反应速度更接近30 ms以上。 lcd由两层玻璃基板夹着液晶而构成，是形成一个平行板的电容器，能够通过埋入下部玻璃基板的tft对该电容器和内置的蓄积电容进行充电。 保持每个图像所需的电压在下一个图像更新之前不会转换。 液晶的颜色都是透明的，要表现5色6色，必须在lcd上裱糊白色的背面光。 lcd实际上将来自背面光的光用r、g、b的滤色片合成，实现彩色显示，为了反射白色的背面光，必须在周围增加白色的光。 在tft吗？ lcd的下部装有ccfl和led等照明器具。 当通用相机中图像的取入完成时，从控制支重轮取出缓冲技

9、术在网络视频信息帧存储器al422b中的图像。 上传到液晶显视器，液晶显视器显示高清图像，驱动芯片，从而驱动3.5英寸液晶ts8002f显视器。该系统采用3.5英寸液晶ts8002f，驱动芯片为ssd2119。 如果选择8080接口16二进制位数据传输方式，则r6电阻必须焊接。 在8080接口模式中，lcd_rs是数据/命令选择线(1:数据读写，0 :命令读写)，lcd_cs是片选信号信号线(如果有多个芯片组技术，则是多条片选信号信号线)。 lcd_wr是指mcu将数据写入到lcd中的控制线。 lcd_rd是由mpu从lcd读入数据的控制线，lcd_rst是重定径套控制线。 lcd和单片微型计

10、算机的接口设计如图5所示。2.5电源电路模块因为系统的电源供给是5 v，电脑cpu和fifo，液晶电源供给都是3.3 v，液晶背面光电源是12 v，所以需要必要的电源变换的ov7670需要2.8 v的电源，用3.3 v的电源串联提供一个二极管in4007。 系统电源电路的设计电路如图6图8所示。2.8 v电源电路mc34063是具备dc/dc转换器所需的主要功能的单片控制电路，具备温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比控制震荡器、r？ 由s触发器和大电流输出开关电路等构成。 简单地说，在芯片内部的开关管接通时，电源经由采样电阻r3和1、3大头针接地，此时电感量l1开始存储能量，c5向

11、负载供给能量。 当开关管断开时，电源和发电厂向负载和电容器c5提供能量。 在电感量释放能量时，电感量两端的电动势极性与电源极性相同，相当于两个电源串联连接，因此负载得到的电压比电源电压高。 开关管的接通和断开频率可称为芯片的操作频率。 只要该频率相对于负载的时间常数高至一盏茶，在负载中就能够得到连续的直流电压。 用c4确定工作频率，调整电位器r1，使输出电压为12 v。2.6串行模式本系统要求单片微型计算机与pc通讯，将收集到的数据传输给上位机，串行进行多次调试工作。 串行电路是必不可少的，连接电路如图9所示。2.7牛鼻子电路模块使用两个按钮选择系统的运作模式。 是摄影图片摄影和摄影。 分别连

12、接单片微型计算机的pt6和pt7通讯端口，连接电路如图10所示。3整个软件的设计使用软件可以完成各硬件的初始化，在lcd上观察各初始化状况。 按钮选择拍摄和拍摄功能。图11中示出软件实现功能的流程。4结语介绍了mc9s12单片微型计算机图像采集的结构。 通过调整，可以清晰地观察在lcd上捕捉到的图像。 本文的创新点是该系统有效结合mc9s12单片微型计算机的低成本、高性能优点，大大降低成本，非常适合保密工作监测，具有广阔的市场前景。参考文献1刘南平.电子产品的设计与制作技术m .北京牌：科学出版社，20082何希才.传感器ic集成电路手册m .北京牌：化学工业出版社，20043张志伟、张灵、王爱乐等. i2c男低音原理及其通讯的初