课程设计（论文）-基于arm9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：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

2、发方法，并应用DMA高速内存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

3、，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-FA

4、T73.2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113.2.6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

5、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、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

6、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

7、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

8、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，并将系统设置的重要信息参数以IIC方式写入24C02的EEPROM中。2.