基于arm92440的图像采集系统

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1、基于ARM9的图像采集系统参赛队员:陈金辉、谭程豪、廖伟2010年11月12日15摘要本文基于ARM9的S3C2440A平台设计了一款具有多功能的嵌入式图像采集系统。阐述了嵌入式测控系统的特点。以其价格低、便携式等特点在安防、智能家居等场所得到了越来越广泛的应用。结合目前比较流行的CMOS摄像头技术,以及目前较普遍的SD卡技术,对构建一个既能进行本地图像信息采集又能进行图像浏览、文件管理以及具有人机交互界面的嵌入式系统进行了架构设计,即采用ARM+UCOSII系统架构。重点研究了OV9650CMOS摄像头芯片流接口驱动的实现过程和开发方法,并应用DMA高速内存

2、传输通道对采集到的图像数据进行传输,提高了大批量图像传输的效率。应用了uC/OSII开源代码系统,实现了实时性多任务的操作系统的移植。本文采用了320x240的点阵型彩色LCD模块,实现了RGB16的真彩色图像的呈现。并选用了电阻技术的触摸屏,通过模/数转换得到坐标,摒弃了传统式键盘体积庞大、操作复杂的缺点。移植了znFAT文件系统,实现了对FAT32格式的SD卡的存储访问,提供了文件的浏览、打开、删除、磁盘总容量查询等功能。SD卡驱动设计、IIC串行通信技术、RTC时钟设置。操作直观,界面友好,体现了本平台具有一定的应用前景。系统具有集成度高、可靠性高、功耗

3、低、稳定性好等特点,可应用在远程监控、工业控制、视频会议、智能家居等诸多领域。该系统架构也为视频监控系统的发展提供了一种新思路。关键字:ARM9、OV9650、uC/OSII、zn_FAT、TFT、SD、IIC15目录1.总体方案设计11.1方案比较11.2方案选择12.硬件模块22.1OV965022.2真彩TFT32.3触摸屏42.4SD卡42.5IIC接口53.软件模块63.1系统平台63.1.1μCOS-II63.1.2zn-FAT73.2系统任务83.2.1主菜单显示83.2.2触屏扫描93.2.3图像采集93.2.4文件管理103.2.5时钟设置1

4、13.2.6背光调整113.2.7触屏校正113.2.8图片浏览124.系统调试135.设计总结13参考文献14附录一程序组织结构图15151.总体方案设计为了适应采集图像的真实性、数据的大量性,我们并针对本设计的要求和目标,经过仔细的分析和考证,结合多方参考,对处理器、操作系统、摄像头模块进行了选型。1.1方案比较以往的8位单片机如51,AVR,430因价格便宜,硬件搭建简单,程序控制方便而广泛应用于工控,消费电子等产品中,但系统主频太低,存储容量小,难以满足高速图像采集及TFT显示。目前流行的32位处理器,具有其完整的体系结构以及较高的处理速度,极小的体积

5、、极低的功耗、极低的成本、极高的性能,已在众多嵌入式微处理器中脱颖而出。对于操作系统,Linux和WindowCE虽然经过多方调试和移植,源码公开,运行稳定,界面友好,但代码容量偏大,不适应本设计大量图像数据的传输,且移植不容易。而uC/OSII操作系统相对于前两者而言,代码容量偏小,移植简单,具有高速稳定的特点。对于摄像头模块,USB摄像头虽然占用的系统资源少,运行简单,但无法满足本系统图像采集清晰度、读取速度、帧速的要求,而支持8位/16位数据总线传输的0V系列摄像头正达到了本系统的要求,且其可通过SCCB串行总线进行控制,操作简单。1.2方案选择在处理器

6、方面,本系统使用了三星公司的S3C2440A微处理器为主控芯,采用ARM920T内核,最高时钟频率533MHz,298引脚的BGA封装。该芯片具有MMU虚拟内存管理,独立的8K指令和8K数据缓存,支持DSP指令集,支持数据Cache和质量Cache,LCD控制器,NAND控制器,3通道UART,4通道DMA,带脉宽调制的4路定时器,I/O端口,RTC(realtimeclock),8路10位ADC和触摸屏接口,IIC总线接口,IIS总线接口,USB主机,USB从机,SD座和多媒体卡接口,2路SPI和同步时钟发生器。在操作系统方面,本系统使用了uC/OSII可抢

7、占实时内核,并结合输入输出设备(触摸屏),以及自制的操作界面,移植了操作直观,界面友好,功耗低、稳定性好的嵌入式图像采集系统界面。在摄像头方面,本系统选用了具有130万像素的OV9650CMOS摄像头模块,支持8位或16位数据输出,通过SCCB接口进行串行控制,图像清晰度好,帧速可调,且可支持320X240、640X480、1280X1024等多种分辨率的图像采集。152.硬件模块图2.1硬件模块连接示意本系统采用OV9650采集图像,使用320x240分辨率的TFT进行图像呈现,同时采用触摸屏进行人机交互,最后将采集到的图像信息保存到SD中,并将系统设置的重

8、要信息参数以IIC方式写入24C02的

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