2.1.3 MSP430F1121组成I2C配置电路
设计中采用MSP430Fll2l单片机配置OV7620,单片机通过JTAG接口下载程序,接入32.768 kHz的低速晶体振荡器,供单片机使用。单片机的P1.1,P1.0端口分别作为I2C总线的SCLK,SDA引脚,各接10 kΩ电阻上拉到3.3 V,增强了总线的驱动能力。单片机内部程序实现P1.1和P1.0组成的I2C总线。
2.1.4 OV7620主设备工作模式
OV7620有主设备和从设备两种工作模式。该系统设计选用主设备工作模式。在主设备工作模式时,0V7620可提供以下信号:水平行同步信号Hsync,即CHSYNC引脚(输出状态),高电平有效;垂直场同步信号Vsync,即VSYNC引脚(输出状态),高电平有效;图像数据信号,由UV7~UV0和Y7~Y0输出。图像数据同步时钟信号Pclk,即PCLK引脚。通过这些信号,系统可采用FPGA接收OV7620的数据,正确采集每一帧图像数据,为后续数据存储和处理奠定基础。
2.2 FPGA的图像数据接收缓存板
2.2.1 图像缓存方案
采用高速SRAM切换模式,即“乒乓模式”。高速SRAM只有一个数据、地址和控制总线,可通过三态缓冲门分别接图像传感器和嵌入式系统。当图像传感器输出数据时,SRAM由三态门切换至图像传感器一侧,以使图像数据写入。当图像传感器输出数据结束后,SRAM再由三态门切换到嵌入式系统一侧以便嵌入式系统读写。在切换过程中,还应保证帧图像数据的完整性。这种方式的优点是SRAM可随机存取,同时易于得到较大容量的高速SRAM且价格适中。
2.2.2 FPGA板模块电路
图4为电源部分的设计电路。其中,FPGA板接9 V直流电源的输入,经7805后,9 V的电压转换为5 V,经电容平滑滤波后,5 V的电压输人给1117—3.3,得到3.3 V电压。电源工作指示灯VD2指示电源是否正常工作。同时,5 V的电压经1117—1.5,转换为1.5 V的电压输出,供给FPGA使用。
图5为RS一232接口电路。该接口电路采用MAX232。图中,TX_OUTl_FPGA,RX_INl_FPGA,TX_OUT2_FPGA,RX_IN2_FPGA连接至FPGA的I/0引脚,FPGA的输出经MAX232的电平转换后,通过DB9的插座与PC机串口连接,实现FPGA与PC机通信,便于后续Nios II嵌入式软核调试。为了实现高速图像的采集与存储,保证在高速图像采集中图像的完整性,必须含有缓冲区。利用两片SRAM,其成本较低、容量大、操作简单,能够完成图像数据缓冲功能。SRAM选用IDT71V416,容量为256 Kxl6 bit,访问速度为10 ns,使用两片SRAM即可构成256 Kxl6 bitx2=8 Mbit的高速缓存,从而可实现图像数据的不间断传输。