視頻圖像數(shù)據(jù)采集方法的研究

視頻圖像采集的方法很多，分為2大類：自動圖像采集和基于處理器的圖像采集。前者采用專用圖像采集芯片，自動完成圖像的采集、幀存儲器地址生成以及圖像數(shù)據(jù)的刷新；除了要對采集模式進行設定外，主處理器不參與采集過程。這種方法的特點是采集不占用CPU的時問，實時性好，適應活動圖像的采集，但電路較復雜、成本較高。后者采用通用視頻A／D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)圖像的采集，不能完成圖像的自動采集，整個采集過程在CPU的控制下完成，由CPU啟動A／D轉(zhuǎn)換，讀取A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存入幀存儲器。其特點是數(shù)據(jù)采集占用CPU的時間，對處理器的速度要求高，但電路簡單、成本低、易于實現(xiàn)，能夠滿足某些圖像采集系統(tǒng)需要。基于TMS320C5402(C5402)芯片，研究一種視頻圖像數(shù)據(jù)采集的方法。

1 器件簡介
1.1 TLC5510簡介TLC5510是美國德州儀器(TI)公司生產(chǎn)的CMOS，8位高阻抗并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。它依靠+5 V單電源工作，能提供最小20 MS／s的采樣速率。與閃速轉(zhuǎn)換器相比，TLC5510采用半閃存結(jié)構(gòu)及CMOS工藝，因而大大減少了器件中比較器的數(shù)目。在縮小芯片尺寸的同時，可以保持高速轉(zhuǎn)換及較低的功率。由于其包含內(nèi)部采樣和保持電路，從而大大地簡化了外圍電路的設計，無需外部基準電壓和精密電阻，僅使用內(nèi)部基準電阻和VDDA構(gòu)成基準電壓分壓器即可實現(xiàn)2 V的滿量程轉(zhuǎn)換范圍。TLC5510的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1中可以看出：TLC5510模／數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)含時鐘發(fā)生器、內(nèi)部基準電壓分壓器、1套高4位采樣比較器、編碼器、鎖存器、2套低4位采樣比較器、編碼器和1個低4位鎖存器等元器件電路。TLC5510的外部時鐘信號CLK通過其內(nèi)部的時鐘發(fā)生器可產(chǎn)生3路內(nèi)部時鐘，以驅(qū)動3組采樣比較器?；鶞孰妷悍謮浩鲃t可用來為這3組比較器提供基準電壓。輸出A／D信號的高4位由高4位編碼器直接提供，而低4位的采樣數(shù)據(jù)則由兩個低4位的編碼器交替提供。當使用內(nèi)部電壓分壓器產(chǎn)生2 V基準電壓時，REFTS短路至REFT端，REFBS短路至REFB端。1.2 D觸發(fā)器74HC74簡介邊沿觸發(fā)器是一種在CP觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號，輸入端受干擾時間短、受干擾可能性小的觸發(fā)器。74HC74觸發(fā)器正是這種帶有預置(SD)、清零(RD)輸入、上跳沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。其功能表如表1所示：由表1可知，該觸發(fā)器在遇到時鐘信號上跳沿時發(fā)生跳變。并且正常工作時有效控制端SD、RD置高電位。1.3 TMS320C5402簡介TMS320C5402是16 b定點的，使用改進的哈佛結(jié)構(gòu)(1組程序存儲總線、3組數(shù)據(jù)存儲總線、4組地址總線)，具有專用硬件邏輯的CPU、片內(nèi)存儲器、片內(nèi)外圍設備以及一個高度專業(yè)化的指令集。該處理器芯片具有集成度高、結(jié)構(gòu)簡單、擴展方便、町靠性高、處理功能強、低功耗等特點。主要應用于語音處理、圖像采集處理、模式識別及工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域，滿足了對信號快速、精確、實時處理及控制的要求。并且已日益顯示出其巨大的優(yōu)越性。1.4 74F245簡介74F245是一種8進制的具有三態(tài)輸出、能夠雙向傳輸?shù)碾p向緩沖器。端和端分別作為其有效控制端和方向控制端，經(jīng)特殊沒計，三態(tài)輸出B端能夠有效防止輸出總線過載，起到保護芯片的作用。