基于FPGA的圖像采集模塊的設(shè)計(jì)
2.1.3 MSP430F1121組成I2C配置電路
設(shè)計(jì)中采用MSP430Fll2l單片機(jī)配置OV7620,單片機(jī)通過(guò)JTAG接口下載程序,接入32.768 kHz的低速晶體振蕩器,供單片機(jī)使用。單片機(jī)的P1.1,P1.0端口分別作為I2C總線的SCLK,SDA引腳,各接10 kΩ電阻上拉到3.3 V,增強(qiáng)了總線的驅(qū)動(dòng)能力。單片機(jī)內(nèi)部程序?qū)崿F(xiàn)P1.1和P1.0組成的I2C總線。
2.1.4 OV7620主設(shè)備工作模式
OV7620有主設(shè)備和從設(shè)備兩種工作模式。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用主設(shè)備工作模式。在主設(shè)備工作模式時(shí),0V7620可提供以下信號(hào):水平行同步信號(hào)Hsync,即CHSYNC引腳(輸出狀態(tài)),高電平有效;垂直場(chǎng)同步信號(hào)Vsync,即VSYNC引腳(輸出狀態(tài)),高電平有效;圖像數(shù)據(jù)信號(hào),由UV7~UV0和Y7~Y0輸出。圖像數(shù)據(jù)同步時(shí)鐘信號(hào)Pclk,即PCLK引腳。通過(guò)這些信號(hào),系統(tǒng)可采用FPGA接收OV7620的數(shù)據(jù),正確采集每一幀圖像數(shù)據(jù),為后續(xù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理奠定基礎(chǔ)。
2.2 FPGA的圖像數(shù)據(jù)接收緩存板
2.2.1 圖像緩存方案
采用高速SRAM切換模式,即“乒乓模式”。高速SRAM只有一個(gè)數(shù)據(jù)、地址和控制總線,可通過(guò)三態(tài)緩沖門(mén)分別接圖像傳感器和嵌入式系統(tǒng)。當(dāng)圖像傳感器輸出數(shù)據(jù)時(shí),SRAM由三態(tài)門(mén)切換至圖像傳感器一側(cè),以使圖像數(shù)據(jù)寫(xiě)入。當(dāng)圖像傳感器輸出數(shù)據(jù)結(jié)束后,SRAM再由三態(tài)門(mén)切換到嵌入式系統(tǒng)一側(cè)以便嵌入式系統(tǒng)讀寫(xiě)。在切換過(guò)程中,還應(yīng)保證幀圖像數(shù)據(jù)的完整性。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是SRAM可隨機(jī)存取,同時(shí)易于得到較大容量的高速SRAM且價(jià)格適中。
2.2.2 FPGA板模塊電路
圖4為電源部分的設(shè)計(jì)電路。其中,F(xiàn)PGA板接9 V直流電源的輸入,經(jīng)7805后,9 V的電壓轉(zhuǎn)換為5 V,經(jīng)電容平滑濾波后,5 V的電壓輸人給1117―3.3,得到3.3 V電壓。電源工作指示燈VD2指示電源是否正常工作。同時(shí),5 V的電壓經(jīng)1117―1.5,轉(zhuǎn)換為1.5 V的電壓輸出,供給FPGA使用。
圖5為RS一232接口電路。該接口電路采用MAX232。圖中,TX_OUTl_FPGA,RX_INl_FPGA,TX_OUT2_FPGA,RX_IN2_FPGA連接至FPGA的I/0引腳,F(xiàn)PGA的輸出經(jīng)MAX232的電平轉(zhuǎn)換后,通過(guò)DB9的插座與PC機(jī)串口連接,實(shí)現(xiàn)FPGA與PC機(jī)通信,便于后續(xù)Nios II嵌入式軟核調(diào)試。為了實(shí)現(xiàn)高速圖像的采集與存儲(chǔ),保證在高速圖像采集中圖像的完整性,必須含有緩沖區(qū)。利用兩片SRAM,其成本較低、容量大、操作簡(jiǎn)單,能夠完成圖像數(shù)據(jù)緩沖功能。SRAM選用IDT71V416,容量為256 Kxl6 bit,訪問(wèn)速度為10 ns,使用兩片SRAM即可構(gòu)成256 Kxl6 bitx2=8 Mbit的高速緩存,從而可實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的不間斷傳輸。
評(píng)論