基于S3C44BOX的嵌入式机器视觉系统设计

基于图像传感器的图像采集系统

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基于 S C 4 O的嵌式机器视觉系统设计 3 4B X入潘宁,燕妮邓 (武汉理工大学,北武汉 4 0 7 )湖 3 0 0The De i n o sg f Em b dd d M a hi e Vii n Sy t m s d o C4 BOX e e c n so s e Ba e n S3 4PAN ng. Ni DEN G Yan— n i

( u a i e s t y o c n l g W u a 3 0 0. i a W h n Un v r ii fTe h o o y. h n 4 0 7 Ch n ) t

摘要:嵌入式微处理器 S C 4 O为中心,以 3 4B X 配置图像采集等外围器件,建了机器视觉系统的构 硬件平台.配合嵌入式多任务操作系统 ./ S一 c O Ⅱ,方便了应用程序的开发,同时保证了其上各既也个任务的实时性和可靠性,而实现了该系统的设从计.

存储器 F ah和 S AM, ls DR数码相机模块 Z 6, M4 0键盘和 L D显示等部分组成 .系统组成如图 1 C所示 .

图 1系统结构

关键词: ARM; C O u/ S一1;入式操作系统 1嵌中图分类号: N9 1 T 1文献标识码: A文章编号:0 1 2 7 2 0 ) 0— 0 2— 3 1 0—2 5 ( 0 6 1 0 5 0Absr c W e s l c e he S C4 B0 e be e t a t: e e t d t 3 4 X m dd d

2硬件系统设计2 1微处理器￥ C 4 0 . 3 4 B X

AR是一款 3 M 2位的精简指令集 ( I C处理 RS )器架构, 3 4 B X是 S SC 4 O AMS UNG(星)司的一三公

m ir p o e s r n c n i u e i a e c u st n c o r c s o a d o f r d m g a q i i o g i p rp e a e ie t e p t e h r wa e p a f r e i h r ld v c o s t u h a d r l t o mo c i i i y t m. ov d ng t e e b d fma h ne v son s s e By pr i i h m e—

款基于 A RMT D T MI S C芯片,供 3级流水线的 O提及冯·诺依曼结构,一方面具有 AR处理器低它 M功耗,高性能的优点,同时又具有非常丰富的片上资源,其特点如下所述 .

d d r a一t p r t g s se u OS一1 r a一 e e 1 i o e a i y tm c/ me n 1.e 1tm e a iiy a d r la lt h m b d d s t m i b lt n ei biiy oft e e e de ys e c n b o im e a e c nfr d

a内置锁相环 ( L,统主频最高达 6 . P L)系 6M H z .

Ke r s ARM; c/ ywo d: u os一1 e e d d o e— 1; mb d e p ra ig s se tn y t m

b 8路 1 . 0位 AD I IS总线控制器, C,I I C, 5个P M定时器 . W

c4种工作模式,常,速, .正慢闲置和停止 .可以根据需要切换系统工作方式,系统功耗降低到使

0引言 由于嵌入式系统具有体积小,能好,耗低,性功 可靠性高以及面向行业应用的突出特征,目前已经

最低限度 . d内置彩色 L D控制器 (大支持 2 6色的 . C最 5DS TN) 7, 1个通用可编程的 IO口和实时时钟/( RTC) .[

广泛应用于军事国防,费电子,息家电,消

信网络通

信和工业控制等领域 .我们的研究目的是开发出一个较为通用的嵌入式系统平台,进行嵌入式操作系统的研究和移植,并将其应用于机器视觉系统中 .

2 2存储器的选择 .

系统采用 Fa h和 S AM作为存储器, l s DR由于 Fa h的可固化性,应用程序烧写在 F ah中 .在 l s将 ls程序存储器采用 2 MB的 No Fa h芯片 r ls S T 9 6 .在图像采集系统中,系统的实时性 S 3 V1 0对要求比较高,而且数据容量要求比较大, S AM而 DR

1系统结构 该机器视觉系统由AR M微处理器 S C 4 0 3 4 B X,收稿日期: 0 6一 5一O 20 O 8

有较高的工作频率和较大的存储容量,以在系统所工作时应该选择 S RAM作为系统的主存,系统 D在《械与电子 10 6 1 )机 2 0 (0· 5· 2

基于图像传感器的图像采集系统

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中选择 K S 4 6 2作为系统内存, 4 6 13 H其数据宽度 l 6位,有 8 MB的存储容量 .由于 S C 4 O的共 34B X

bts 3 0 i s5 0 i s4 .Z 6 i,84 0bt,76 0 bt 种/// M4 0数码相机模块与系统的接口如图 2所示 .ZM 6数码相机模块 40T D X R D X G ND

B n 6 7支持 S AM,此它与 K S 4 6 2的 ak, DR因 4 6 13 H连接很简单,无需软件驱动程序 .也23 z 6 . M4 O数码相机模块与系统的接口[ 2】

S C 4B X 3 4 OR D0 X TX 0 D G ND

目前,于 P的数字摄像头有很多,是其驱基 C但动程序和应用软件不能用于一般的嵌入式系统之中.因此,能采用 C D C只 C/ MOS图像传感器来制作适合于嵌入式系统需要的数字摄像模块,者采或用某些公司开发的针对嵌入式应用的专用数字摄像头模块 .本方案选用了 Z 6 M4 0数码相机模块 . Z 6 M4 0数码相机模块提供一个 8pn的状态控 i制接口如表 1示, US输出线变为低电平,明所 B Y表模块正在进行内部操作不能响应主机的命令 .一旦主机空闲 B Y输出线为高电平 .当模块开始输 US出有效的视频数据时, 0C输出线变为低电平, E当一

图 2 Z 4 0数码相机模块与系统的援口 M 6

2 4键盘与 L D显示接口 . C

机器视觉系统的键盘输入部分,以采用外部可中断 E NT,,,, I 4 5 6 7因为这 4个中断源的中断人口

地址是同一个,加几个普通 I 0中断就可以组成再/一

个中断键盘 .系统选用了 3 0 4 2×2 0点阵的 L D C

模块,用 S C 4 O使 3 4 B X的 I0口对其进行操作 ./

3软件设计 31 Z 6 . M4 O模块通信协议 '

帧有效视频数据结束后, E则 0C输出为高

电平,

Z 6 M4 0与主机间的数据按帧来传送,共有 3一 种帧结构:命令帧,答帧和数据帧 .命令帧的结构应如图 3所示,令字介绍如表 2所示 .命l数据头"" 命令字 l命令内 I U I节 容结束标志""I#l ( ) 1B I ( ) 1B 0 I (~ B l ) ( ) 1B f

用户只要将 E C引脚低电平期间,串口或并口 O在上输出的数据存储起来,是一幅完整的 J E图就 PG片.表 1状态控制连接器引脚定义表

图 3命令帧结构

表 2命令宇介绍命令字节命令内容1960b/ . 0 k s

说明

举例UI (始化 2#初

; i初化块曩~/瑚2 t始模 10 s 9 .4 5 0 i s . 76 0 bt / 1 1 0 2像秉 . 6×1 8 bt s i )/

器

UG2#拍摄一幅

G

230 4 . 2×2 0像素 360 8 . 4×4 0像素

拍摄一幅图像

3 0 2 0像素的 2× 4图片

此外, M4 0数码相机模块提供一个主模式的 Z 6 8位并行输出接口.D~ D O 7上的数据在低电平期

S

z04 巷拍一摄S6 . 0素 摄幅一×8× 嚣… U 1 1 3像续 22晷幅拍 10 23 60 8 . 4×4 0像素像素的图片

间改变, C K的上升沿锁存,整个高电平期间由 L在都是稳定的 .并行输出的速率可以设定为 0 9 .6k i s 1 9 bts 3 8 bts 5 7 bt s bt, . 2k i,. 3k i和 . 6k i .////

P 1度黼求送像 Uc藿 6制 (,妻传图传Pb凳 )2数氅 B据进送O—姜 c幅0 斧 b xc 0cUN#UO#

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进入休眠模式停止拍摄

串行端口是 Z 6 M4 0模块的主要控制端口,以可

Z 6 M4 0在电源供电后, 3 4 B X微处理器开 SC 4 O始对 Z 6 M4 0模块初始化,送初始化命令 UI 发 4# (定通讯波特率为 5 0 i s,块应答 UI设 76 0 bt )模/ . 接下来就可以拍摄图像, 3 4 B X微处理器发送: SC 4 O UG1拍摄一幅 1 0 2#( 6×1 8像素的图片 )模块应答, UG#,块发送 UP C B#(像大小 0 eH )模 C O图 be B,

通过此端口设定数据输出速率,摄图像的尺寸等拍参数 .模块同时提供了 TT电平和 2 2电平 2种 L 3

输出鉴于串行接口比并行接口简单 …… 此处隐藏：5034字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……