2022年机器人视觉识别系统研究大学课程设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 西南科技高校城市学院毕业论文（设计）论文题目：机器人视觉识别系统讨论系别：机电工程系专业：自动化名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明 本人正式承诺：所呈交的毕业设计（论文）,是我个人在指导 老师的指导下进行的讨论工作及取得的成果；尽我所知,除文中特 别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布 过的讨论成果,也不包含我为获得及其它训练机构的学位或学历而 使用过的材料；对本讨论供应过帮忙和做出过奉献的个人或

2、集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意；作者签名：日期：期：指导老师签名：日使用授权说明本人完全明白 XX 高校关于收集、储存、使用毕业设计（论文）的规定,即：依据学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子 版本；学校有权储存毕业设计（论文）的印刷本和电子版,并供应 目录检索与阅览服务；学校可以采纳影印、缩印、数字化或其它复 制手段储存论文；在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的 部分或全部内容；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 作者签名：日 期：机器人视觉识别系统讨论摘要现实生活和工业生产中,具有视觉识别

3、系统的机器人的应用越来越多,本文目标是设计出一个基于嵌入式微处理器ARM （S3C2440）与CMOS构建的图像数据采集系统,完成高质量的图像数据采集功能及星形图形的识别；论文重点对图像数据采集系统总体方案进行了探究和设计,构造了一种基于ARM OV7725的图像采集系统方案,通过ARM 处理器、 OV7725图像传感器、及 LCD 显示器构成整个图像采集系统的硬件部分,并通过相应的软件设计 完成对整个系统的掌握,最终实现图像数据采集和识别功能；关键词 :图像采集识别 ARM处理器 OV7725名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - -

4、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - Robot Vision Recognition System AbstractIn real life, and industrial production, a robot with a visual identification system used more and more and more, this goal is to design a microprocessor-based embedded ARM S3C2440 and CMOS image

5、data acquisition system built to complete the high-quality The image data acquisition and star identification graphics. Paper focuses on the general scheme of image data acquisition system are explored and the design, construction which is based on ARM + OV7725 image acquisition system, through the

6、ARM processor, OV7725 image sensor, and LCD monitor system constitutes the entire image acquisition hardware, and through Completion of the appropriate software to control the whole system, and ultimately the image data acquisition and recognition.Keywords: ARM processor OV7725 image acquisition Rec

7、ognition名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录第一章绪论 11.1 背景 11.2 意义 21.3 总结 3其次章系统方案设计4452.1 系统处理器挑选2.2 图像传感器的挑选2.3 系统方案 7第三章硬件设计 83.1 S3C2440 处理器 83.2 ARM 处理器与 OV7725图像传感器接口设计 103.3 ARM 处理器与液晶屏接口 113.4 本章小节 12第四章软件设计 134.1 图像数据采集系统软件总体设计 134.2 相机程序 144.3 相机接口程序设计 204.4 OV7725 图

8、像传感器模块 244.5 LCD 显示模块 314.6 源代码文件说明 344.7 图形识别的算法 344.8 本章小节 36第五章系统调试优化 365.1 优缺点 365.2 实物图 36致谢 38参考文献 39名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 绪论1.1 背景进入 21世纪以来,机器人的讨论取得了长足的进展,从论文发表和成 果报道来看,视觉识别机器人已成为机器人领域目前最引人注目的拘谨热 点；从 2000年起, IEEE 每年召开视觉识别机器人专题的学术会议（Int.conf.on Humanoid R

9、obots）,学术期刊 Int.J.ofhumanoid Robotics也于 2004 年创刊；视觉识别机器人的讨论论文也频见于机器人相关领域其它学 术刊物,这些都说明视觉识别机器人座位机器人学的一个重要分支,已经受到学界的充分重视 目前世界各国都在进展,日本的视觉识别机器人讨论在企业界的大力支持下进展较快,无论从仰慕数量或是讨论成果看,都占据着明显的领先 位置,此外,美英德韩也都在开展相关讨论；. 机器人视觉对于智能机器人就相当于眼睛和人的关系一样,为了使机器人实现智能化,就必需让机器人具有感知功能,是机器人能够“看到”四周世界,第一代工业机器人由于没有视觉系统,只能依据预先规定的动作来回

10、操作,一旦 工作环境变化,机器就不能胜任工作,由于无法感知四周环境和工作对象的情 况,因此对于机器人来说,视觉系统是必不行少的,所以对于图像采集的讨论 和探究那是肯定不行少的；且随着科学技术的进展,更高速,更牢靠,更低成本成为各种技术开发的 要求；图像采集与处理技术的应用越来越广泛,技术要求也越来越高,设计能 实现图像采集与图像处理一体化,结构紧凑,并能有效降低成本的专用图像处 理系统,将具有很大的市场应用前景,这种系统具有安装便利、配置敏捷,便 于携带等突出优点；运算机技术已经进入嵌入式产品时代,嵌入式产品将逐步成为行业进展的主流,而作为这个时代的代表行产物ARM 嵌入式微处理器的应用将更加

11、广泛, ARM 实业界领先的16/32 位嵌入式RISC 处理器技术供应商,占据了大约75%的市场；它可为一个完整系统的开发供应全面的技术支持,具有性能高,低成本和能耗省等特点, ARM 嵌入式处理器采纳PCA 架构,支持大容量Fllash 和ARM 储备器,支持实时操作系统,ARM 的微处理器核心正快速地在便携通信设名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 备、手持设备、工业掌握仪器外表,信息家电及消费类电子等各个领域得到广 泛的应用；1.2 意义近年来,随着电子技术、运算机技术、自动掌握技术、多媒体技术的 快速进展,图

12、像数据采集系统技术也取得了长足的进展；在智能仪器外表 和工业测控系统中图像采集占据着重要位置；传统的图像采集系统大多采纳PCI 图像采集卡进行图像采集和微型计算机软件进行图像处理或采纳单片机作为掌握核心的设计方案；采纳 PCI 图像采集卡的设计方案致使系统体积巨大、成本高、携带不便,且因微型 运算机总线插槽数目和采集卡通道数目有限,实现多点采集困难；而以单 片机作为掌握核心的设计方案由于单片机资源有限,实现图像采集需要大 量的系统资源和强大的运算处理才能,因此难以实现；从而提出了一种基 于 ARM 处理器的实现图像数据采集的方案,此方案提高了系统图像数据的 采集与处理才能,整个系统速度快、功耗

13、低、体积小、易于升级保护 近 20 年来由于微电子学的进步以及运算机应用的日益广泛,我国图像 据采集系统技术也取得了巨大的进展,从技术背景上说,硬件集成电路的 不断进展和创新是一个重要因素；各种集成电路芯片都在朝超大规模、全CMOS 化的方向进展；微电子技术的不断进展特殊是微处理器的显现引 发了图像采集结构的根本变革,显现了各种采纳微处理器的图像采集系 统新的设计思想和新的集成电路不断涌现,图像数据采集系统已进入了 崭新的进展阶段,图像数据采集系统广泛应用于我们的日常生活中,如我 们用的摄像机、 DV 等；在工业掌握方面,图像采集系统也起着重要的作用；我国图像数据采集系统讨论成果很丰富,如基于

14、FPGA 的图像采集系统、基于 USB 总线的图像采集系统、基于 ARM 的图像采集系统等；并且这些图像采集系统大量应用于机械、电子、安防、化工、探测、侦查等领域；而基于 ARM 的图像采集系统在工业生产中的应用仍不是许多；案,为此,本文特殊采纳基于 ARM 微处理器的图像采集和处理系统的解决方并对其可行性,实现方法以及相应的理论进行了深化的探讨,基于 ARM 嵌入式平台图像采集与处理系统具有体积小,成本低,稳固性高等优点,将来会在诸名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 如只能交通移动机器人,只能产品检测,医学仪器,视

15、频监控系统,便携式多媒体设备等各种应用领域得到越来越广泛的应用；1.3 总结所以,综合各方面的因素,本文提出了基于嵌入式微处理器 ARM（S3C2440）与 OV7725（CMOS）构建的图像数据采集识别系统,完成高质量的图像数据采集功能及星形图形的识别；以下详细介绍该系统的软件硬件设计；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 系统方案设计2.1 系统处理器挑选目前,市面上常用的芯片有单片机、别介绍这几类芯片的优缺点：FPGA、 DSP、 ASIC、ARM9 ,以下分单片机：采纳 Atmel 公司的 AT89S5

16、2 单片机作为主掌握器； AT89S52 是一个低功耗,高性能的 51 内核的 CMOS 8 位单片机,片内含 8k 空间的可反复擦些1000 次的 Flash只读储备器,具有 256 bytes的随机存取数据储备器（RAM ）,32 个 IO 口, 3个 16 位可编程定时计数器；且该系列的51 单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序；但是考虑到本系统要进行图像采集和 OV7725 传感器的检测以及LCD 显示,如使用 AT89S52 可能在数据处理方面有一些不足,且占用 CPU 资源较多而使得单片机同时处理其他任务的 速度和才能降低,这样图像采集起来速度太慢；FPG

17、A：采纳 FPGA（可编程规律门阵列）作为主掌握器,它可实现系统集 成,基于实现宏函数的嵌入式阵列及实现一般功能的规律阵列,供应异步的“乘 积项 ”或者 “和项 ”构成的寄存器的置位 /复位信号,且仍可以单独的可编程的输出 电压摆率掌握位；虽然他仍具有高速,高牢靠性,开发周期短,质量稳固；开发软件投入小、开发工具先进,可多次擦写等优点；但是本系统主要是对图像 进行采集,不需要规律性很强的掌握器,基于这一点也不挑选此方案；DSP：采纳 DSP（数字图像处理）作为图像采集掌握器,它是在原有通用CPU 的基础上,进展改进硬件结构和指令集结构而来的；DSP 能够更好的完成在数字信号处理的滤波、卷积和

18、FFT 中最重复显现的乘法器,地址产生器,使得 DSP在相同时间内能够完成更过的操作,提高程序执行速度,精简指令,有利于 DSP 结构上的简化和成本的降低,总线结构,专用寻址单元,DSP中采纳独立程序总线和数据总线,能够同时取指令和取操作数,区分于传统 CPU 采纳统一城乡和地址空间的冯 .诺曼结构,共享程序和数据总线,专用寻址单元；名师归纳总结 DSP 有地址产生器,与ALU 并行操作,地址运算不额外占用CPU 时间,片内存第 10 页,共 46 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 储器,存放参数和数据,解决了外部储备器的总线竞争和拜访速度不匹配问题

19、,拜访速度快,缓解DSP数据瓶颈,流水处理,使得两个或更多不同的操作可以重叠执行,提高 DSP 程序执行效率；但是它掌握系统比较复杂,实时图像处理比较复杂,基于本系统立志于简洁高速考虑也舍弃此种方案；ASIC：采纳 ASIC 芯片,与通用集成电路相比,ASIC 芯片具有体积小,重量轻、功耗低、牢靠性高等几个方面的优势,而且在大批量应用时,可降低 成本,但 ASIC 得缺点在于设计周期长,非大批量应用场合,造价昂贵且功能单 一,而且 ASIC 一旦投入应用,构建的系统敏捷性差,新的技术和算法只能重新设计芯片来实现,这样导致 ASIC 芯片通用性较差；ARM9 ：ARM 微处理器是一种高性能、低功

20、耗的32位微处器,它被广泛应用于嵌入式系统中；ARM9 代表了 ARM 公司主流的处理器,已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用；由于ARM 处理器体积小、低功耗、使用0.13um的CMOS制造技术和记忆体编程器制造、有 16K的指令快取、 MU 快取、强大的索引地址模式、且支持 ARM 处理器 16-bit指令模式主频可以达到 499MHZ ,提高了系统图像数据的采集与实时处理才能；综合上述几种芯片,我们从硬件、完成高质量的图像采集和实时处理能力、简洁处理速度快速等几个方面考虑,挑选 器；2.2 图像传感器的挑选ARM9 作为本设计的系统处理

21、目前图像传感器类型有两种：一种是广泛使用的 CCD（电荷藕合）图像传感器；另一种是 CMOS（互补金属氧化物导体）图像传感器；这两种都是基于核心成像部件 CCD 和 CMOS 而区分的CCD 中文译为 电子耦合组件 charged coupled device,它就像传统相机的底片一样,是感应光线的电路装置,可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子,铺满在光学镜头后方,当光线与图像从镜头透过、投射到 会产生电流,将感应到的内容转换成数码资料储存起来；CCD 表面时, CCD 就 CCD 的尺寸其实是说感光器件的面积大小, CCD 像素数目越多、单一像素尺寸越大,捕获的光子越名师归纳总结 多,感光性能

22、越好,信噪比越低,收集到的图像就会越清晰；因此,尽管CCD 数第 11 页,共 46 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 目并不是打算图像品质的唯独重点,我们仍旧可以把它当成相机等级的重要判准之一；互补性氧化金属半导体CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）和 CCD 一样同为可记录光线变化的半导体；CMOS 的制造技术 和一般运算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导 体,使其在 CMOS 上共存着带 N（带电）和 P（带 +电）级的半导体,这两个 互补效应所产生的电流即可被处理芯片

23、记录和解读成影像；同样,CMOS 的尺寸大小影响感光性能的成效,面积越大感光性能越好；CMOS 的缺点就是太容易显现杂点 , 这主要是由于早期的设计使 CMOS 在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象；由两种感光器件的工作原理可以看出,CCD 的优势在于成像质量好,但是由于制造工艺复杂,只有少数的厂商能够把握,所以导致制造成本居高不下,特殊是大型 CCD,价格特别昂扬；在相同辨论率下, CMOS 价格比 CCD 廉价,但是 CMOS 器件产生的图像质量 相比 CCD 来说要低一些； CMOS 影像传感器的优点之一是电源消耗量比 CCD 低, CCD 为供应优异的影像品质

24、,付出代价即是较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输成效；但 像素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用CMOS 影像传感器将每一 3.3V 的电源即可驱动,电源消耗量比 CCD 低； CMOS 影像传感器的另一优点,是与周边电路的整合性高,可将 ADC 与信号处理器整合在一起,使体积大幅缩小；综合考虑既满意功能要求又有较高的性价比,我们选用 CMOS 芯片的 OV7725 图像传感器；OV7725 是一款高度整合的1/4 英寸 CMOS CameraChipTM传感器,在一个单芯片上供应一部VGA 摄像头和影像处理器的全部功能；OV7725 的一个特殊性能是有很大

25、的主光线角度,它能显著减小模块高度,而高度是让相机能够装配进当前超薄笔记本电脑的关键因素；OV7725 以 OmniVision 的 OmniPixel2TM专利技术为基础,弱光环境中也能供应杰出的性能,在 VGA 模式下能够以 60帧每秒 fps或在 QVGA 模式下 120fps 运行； OV7725 无铅、 28 引脚 CSP2封装；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.3 系统方案本图像数据采集系统由 块构成；ARM 处理器、 CMOS 图像传感器、储备器和电源模OV7725 ARM9 Interface

26、 电源模块LCD LCD 掌握器SDRAM 硬件总体结构图电源模块启动后,在ARM 处理器的掌握下 ,CMOS 图像传感器片上采集到的数据经帧同步信号触发产生中断后被拷贝到 SDRAM ；然后通过 ARM 处理器的处理由 LCD 显示出来,通过二值化识别出星形图形；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章硬件设计3.1 S3C2440 处理器处理器概述 三星公司推出的 16/32位 RISC 微处理器 S3C2440A, 为手持设备和一般类型 应用供应了低价格、低功耗、高性能小型微掌握器的解决方案； S3C244

27、0A采纳了 ARM920T 的内核, 0.13um 的 CMOS 标准宏单元和储备器 单元；其低功耗、简洁、文雅、且全静态设计特殊适合于对成本和功率敏锐型的应用；它采纳了新的总线架构 AMBA ；Advanced Micro controller Bus Architecture S3C2440A的杰出的特点是其核心处理器 CPU,是一个由 Advanced RISC Machines 有限公司设计的 16/32位 ARM920T 的 RISC 处理器； ARM920T 实现 了 MMU , AMBA BUS 和 Harvard 高速缓冲体系结构构；这一结构具有独立的 16KB 指令 Cach

28、e和 16KB 数据 Cache；每个都是由具有 8 字长的行组成；通过供应一套完整的通用系统外设,组件； S3C2440A 削减整体系统成本和无需配置额外的S3C2440A 集成的片上功能* 1.2V 内核供电 , 1.8V/2.5V/3.3V 储备器供电, 3.3V 外部 I/O 供电,具备 16KB 的 I-Cache 和 16KB DCache/MMU 微处理器；* 外部储备掌握器 SDRAM 掌握和片选规律 ；* LCD 掌握器（最大支持 用 DMA ；4K 色 STN 和 256K 色 TFT）供应 1 通道 LCD 专* 4 通道 DMA 并有外部恳求引脚；* 3 通道 UART

29、IrDA1.0, 64 字节 Tx FIFO ,和 64 字节 Rx FIFO；* 2 通道 SPI ；* 1 通道 IIC-BUS 接口（多主支持）；* 1 通道 IIS-BUS 音频编解码器接口；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - * AC 97 解码器接口；* 兼容 SD 主接口协议 1.0 版和 MMC 卡协议 2.11 兼容版；* 2 端口 USB 主机 /1 端口 USB 设备（ 1.1 版）；* 4 通道 PWM 定时器和 1 通道内部定时器 /看门狗定时器；* 8 通道 10 比特 ADC 和触摸屏

30、接口；* 具有日历功能的 RTC；* 相机接口（最大 4096 4096像素的投入支持； 2048 2048像素的投入,支持缩放）；* 130 个通用 I/O 口和 24 通道外部中断源；* 具有一般,慢速,闲暇和掉电模式；* 具有 PLL 片上时钟发生器；S3C2440 方框图S3C2440 方框图如图 31 所示名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图3-1 3.2 ARM 处理器与 OV7725图像传感器接口设计图像传感器接口电路是硬件设计的关键部分,如何有效地采集数据也是系统的关键问题； OV7725集成了

31、SCCB Serial Camera Control Bus掌握接口以拜访片内寄存器；该芯片内部功能寄存器地址从0X000X7C（其中不少是保留寄存器）；通过对片内寄存器的读写可以便利地对图像帧频、曝光时间、增益进行掌握；各寄存器的功能见参考文献；由于S3C2440处理器有一个特地的相机接口,所以 CPU可以直接和 CMOS图像传感器连接；图像传感器输出的数据及掌握信号包括像素时钟 PCLK 、水平参考 HREF、帧同步 VSYNC 和数据总线 Y0Y7 ,分别和主处理器的相应信号相连；PCLK 与HREF在处理器内部相遇后产生名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 46 页

32、精选学习资料 - - - - - - - - - 有效的像素时钟信号 ,在有效时钟信号的上升沿将数据锁定；OV7725和S3C2440接口电路如图 32所示；IICSDA SIO-0 IICSCL SIO-1 OV7725CAMRESET RESET CAMCLKOUT XCLK1 CAMHREF HREF CAMVSYNC VSYNC CAMPCLK PCLK CAMDATA7Y7 CAMDATA6 Y6 CAMDATA5 Y5 CAMDATA4 Y4 CAMDATA3 Y3 CAMDATA2 Y2 CAMDATA1 Y1 CAMDATA0 Y0 AGND AGND DGND DGND S3

33、C2440图3 2 OV7725 和S3C2440接口电路图3.3 ARM 处理器与液晶屏接口液晶显示器 LCD 为英文 Liquid Crystal Displayer 的缩写,它是一种数字显示技术,可以通过液晶和彩色过滤光源,并在平面面板上产生图像；与传统的阴极射线管 CRT相比, LCD 占用空间小、功耗低、辐射低、无闪耀、降低视觉疲劳等优点,本设计选用 LCD 作为显示设备；S3C2440处理器供应有 LCD 掌握器, S3C2440的 LCD 掌握器是由一个规律单元组成,它的作用是：把 LCD 图像数据从一个位于系统内存的 video buffer 传送到一个外部的 LCD 驱动器；

34、 LCD 掌握器使用一个基于时间的像素抖动算法和帧速率掌握思想,可以支持单色,2 位每像素 4 级灰度 或者 4 位每像素 16 级灰名师归纳总结 度屏,并且它可以与256 色8BPP和 4096 色12BPP的彩色 STN LCD 连接；第 17 页,共 46 页它支持 1BPP,2BPP,4BPP,8BPP的调色板 TFT 彩色屏,并且支持64K 色16BPP和- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 16M 色24BPP非调色板真彩显示；LCD 掌握器是可以编程满意不同的需求,如水平、垂直方向的像素数目,数据接口的数据线宽度,接口时序和刷新速率；本设计中

35、所使用的液晶屏是 TFT LCD 屏；图 3-3 S3c2440 与 LCD 接口电路图3.4 本章小节本章主要对图像采集系统的硬件系统做了系统设计,同时给出了图像传感器与 ARM 处理器之间的接口电路图；并介绍了ARM 处理器与液晶屏接口；这样硬件搭建完成,为下一步的软件开发做好了预备；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章软件设计4.1 图像数据采集系统软件总体设计上面一章主要介绍了图像数据采集系统的硬件搭配,如何让硬件在我们的掌握下正常工作,实现图像数据采集的目标,便是本章要做的工作；软件设计名师归纳总结

36、 的模块方框图如图41 所示；AHB PCLKDMASDRAM第 19 页,共 46 页相机接口S3C2440 中断I/O Port处理器START- - - - - - -VSYNHREF精选学习资料 - - - - - - - - - 图 41 软件设计模块图S3C2440处理器初始化,通过GPIO 模拟 SCCB 总线初始化 OV7725 图像传感器,使 OV7725 产生 PCLK 、HREF、VSYNC 三个同步信号, S3C2440处理器 初始化 LCD 显示器与相机接口,全部初始化完成后,处理器发出开头图像数据 采集命令, VSYNC 处于低电平常,开头图像数据采集,图像传感器随

37、着三个同步信号,开头送出数据,并通过相机接口储存在 制器以 DMA 方式在 SDRAM 中调出数据并显示在SDRAM 中,LCD 通过 LCD 控 LCD 上,当 VSYNC 处于高电平常,一帧图像数据采集完毕,系统会产生一个中断,并由处理器判定其为 何种中断,打算图像采集是否连续；为此,我们可把图像采集系统分为以下四个模块：ARM 处理器初始化模块、相机接口模块、图像传感器模块和 LCD 显示模块；4.2 相机程序相机接口概述S3C2440A 中的 CAMIF （相机接口）由7 部份组成 多元仿真 , 捕获单位,预览缩放,编解码器缩放,预览 DMA ,编解码器 DMA 与 SFR ；该 CA

38、MIF 支持国际电联 - R 的 BT.601/656 YCbCr 8 位标准,最大输入尺寸 4096x4096 像素（ 2048x2048 像素缩放）和两个缩放存在；预览缩放致力于制造小尺寸图像 PIP（画中画）,编解码器缩放致力于产生图像编解码器有用的图像如平面型名师归纳总结 YCbCr 4:2:0 或 4:2:2 ；两个主要的DMAs 可以做镜相和旋转捕获的移动环境图第 20 页,共 46 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 像；这些特点在文件夹类型的手机中是特别有用的并且生成的测试图案在同步信号输入校准中是有用的,如 CAMHREF, CAMV

39、SYNC. 此外,视频同步信号和像素时钟极性可以通过寄存器组在 CAMIF 处被转化；相机接口特点* 外部接口支持 ITU-R BT. 601/656 8 位模式* DZI 数字变焦 才能* 可编程极性视频同步信号* 最大值支持 4096 4096 像素输入不缩放（支持2048 2048像素输入缩放）* 最大值支持 4096 4096 像素输出为编解码器路径 * 最大值支持 640 x 480像素输出为预览路径 * 镜头旋转（ X 轴, Y 轴和 180 旋转）* 画中画和图像编解码器输入图像形式（4:2:2 格式信号种类特点：16/24 位的 RGB 格式与 YCbCr 4:2:0 / 支持

40、 ITU-R BT.601/656 8bit 模式外部接口,具有 DZI （Digital Zoom in）功能；视频同步型号的极性可编程；在没有缩放比例（scaling）时,支持 40964096 像素的输入；在有缩放比例时,支持 2048 2048 像素的输入；CODEC path 时,支持 4096 4096 像素输出, PREVIEW path 时,支持 640 480 像素输出；支持图像的镜像和旋转的方式；信号种类如表 41 表 41 相机接口信号种类名师归纳总结 名称输入 /输出作用描述第 21 页,共 46 页CAMPCLK 输入像素时钟,由相机处理器驱动CAMVSYNC 输入H

41、/L 帧同步,由相机处理器驱动CAMHREF 输入H/L 水平同步,由相机处理器驱动CAMDATA 输入像素数据,由相机处理器驱动CAMCLKOUT 输出相机处理器掌握主时钟CAMRESET 输出H/L 相机处理器掌握软件重启或关机- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 方框图CAMIF 的方框图如图 42 所示；图 4-2 时序图ITU-R BT 601 时序图如图 43所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 4 3 ITU-R BT 601 时序图两个 DMA 路径CA

42、MIF 有 2 个 DMA 路径； P 路径（预览路径）和C 路径（编解码器路径） ,在 AHB 总线上是相互分隔的；由于系统总线,两个路径是独立的；P 路径为 PIP 储备 RGB 图像数据到内存中； C 路径为编解码器储备 YCbCr 4:2:0 或4:2:2 图像数据到内存中,如MPEG4,H.263 等；这两个主要的路径支持变量应用,如 DSC（数码相机）,MPEG - 4 的视频会议,视频录制等例如,P 路径图像可以用作预览图像, C 路径图像可被用作在数码相机应用中的 JPEG图像；寄存器组可以单独禁用P 路径或 C 路径；两个 DMA 路径如图 45 所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 46 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 45 两个 DMA 路径时钟域CAMIF 有两个时钟域；一个是系统总线时钟,是 钟,是 CAMPCLK ；系统时钟必需比像素时钟快；图HCLK ；另一种是像素时 46 显示 CAMCLKOUT必需从固定频率如 USB PLL 时钟中被分开；假如外部时钟振荡器被使用,CAMCLKOUT 应浮动；内部缩放时钟是系统时钟；两个时钟域没有必要彼此同步；其他信号如 CAMPCLK 应同样连接到史密特触发电平转换器；图 46 CAMIF 时钟发生器名师归纳总结 - - - - - - -第