基于DSP-的视频监控系统的硬件设计.doc

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1、课程报告（DSP技术发展与应用）题目基于DSP的视频监控系统的硬件设计学生姓名张钦理学号院系成人教育学院专业电子信息工程二Ｏ一Ｏ年六月十八日摘要：本文提出了一种基于DSP的视频监控解决方案，通过硬件实现对CCD图像传感器输出的模拟视频信号的采集、图像处理，完成后可直接在LCD显示屏或CRT显示器上显示。本文分别从电源模块、存储模块、图像处理模块和接口模块这四方面对系统进行了描述，并详细介绍了存储模块的读写时序。关键词：数字信号处理器；视频监控；CCD图像传感器；硬件电路设计AbstractThispaperintroducesthehardwaredesig

2、nofvideosurveillancesystembasedonDSP.ThetasksofcollectingandprocessinganalogvideosignalwhichisfromCCDimagesensorareexecutedbyhardware.Then,theprocessedsignalsaredirectlydisplayedontheLCDorCRTscreen.Thispaperexplainsthesystemhardwaredesign,includingpowermodule,memorymodule,imageproc

3、essingmoduleandinterfacemodule.Thetimingsequenceofreadingandwritingofmemoryarealsogiven.Keywords:DSP;VideoSurveillance;CCDImageSensor;HardwareDesign1．引言目前视频监控应用越来越广,在社会治安、工业控制、交通系统等领域起了很大的作用。视频监控系统的发展大致经历了三个阶段：首先是基于模拟信号的电视监控系统，其功能单一、易受干扰且不易扩展。随后出现基于PC机的图像监控系统，该系统的终端功能较强，但价格比较昂贵，稳定性

4、不好。近年来，随着嵌入式技术的发展、成熟，嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。本文就是基于嵌入式系统的上述优点，提出了一种基于DSP的视频监控系统解决方案。该系统具有很强的稳定性和实时性，可广泛用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。2．系统硬件设计及工作原理2.1系统整体硬件结构整个系统由电源模块、存储模块、图像处理模块和接口模块组成。图像处理模块接收CCD图像传感器传出来的模拟视频信号，并把模拟视频信号进行模数转换，转换成数字信号，由DSP对数字信号进行处理后，转化成标准的YUV4：2：2格式的数字视频

5、信号，再将获得的数字视频信号送到FPGA模块，由FPGA对YUV数字信号进行处理，使之产生标准的SVGA格式，帧频为60HZ的行、场同步信号。系统整体框图如图2.1所示：2.2电源模块电源模块将外部输入的12V的直流电源转换成各模块所需的工作电压。下面主要介绍为CCD图像传感器、DSP和FPGA提供所需的电压。系统中各模块所需的工作电压为：CCD所需的电压为15V和-7V，DSP所需的3.3V和5V，FPGA所需的电压为1.2V、2.5V和3.3V。在本设计中采用MOTOROLA公司的DC-DC电源转换芯片MC34063A将12V直流电压转换成5V直流电压，

6、选用TexasInstruments公司的电源转换芯片TPS75003将5V直压电源转换成1.2V、2.5V和3.3V直流电压。CCD的工作电压由NE555和78L15产生。2.3存储模块本设计采用了由SONY公司推荐的AK6420AF[3]EEPROM存储芯片，该芯片是由ASAHIKASEI公司生产的一款低功耗、高效的EEPROM，它采用了先进的CMOS处理技术，内部具有2Kbits存储单元，最高工作主频为1MHz,工作电压范围1.8~5.5v。为了便于与外部电路连接，我们采用3.3v供电。除此之外，它还可以和处理器的串行通信接口直接相连。该芯片存储DSP

7、正常工作时的寄存器值。下面介绍存储器的读写时序：2.3.1存储器写操作系统上电复位后，AK6420AF开始读DI脚的数据，先读地址，再读数据。每当SK信号的上升沿到来时，AK6420AF自动读取数据，然后再将数据写入寄存器中。当读完最后一个数据后，AK6420AF进入自动写终止时期。在这段时间内，RESET信号必须保持低电平，否则，AK6420AF将停止内部写指令，刚写入寄存器中的数据将会产生错误。当执行新的写指令时，必须在写终止时期结束后，并且把CS信号设置成高电平。如果RESET信号一直保持高电平，将不执行写操作。具体时序图如2.2所示：2.3.2存储器

8、读操作AK6420AF只有在DO脚有连续数据输出时，