0 引言
在嵌入式图像处理系统中,经常需要对图像进行采集,并将采集图像的处理结果显示在嵌入式系统的彩色LCD之上,以使人能够对处理后的图像结果进行直观的观察,进一步对图像识别的正确与否进行人工判断。本设计主要是将嵌入式系统应用到智能饮水控制系统之中,从而实现对水位状况的检测。本系统可对所采集的图像进行边缘提取,并将结果显示在TFTLCD上。该设计将BF533提供的PPI接口同时连接到CMOS图像传感器MT9Vlll和TFTLCD显示器TS35NDl50l上,并采用分时工作方式来实现对图像的采集和显示。
Blackfin处理器的PPI(并行外设接口)是一种多功能的并行接口,它可以配置为8 bit和16 bit两种带宽,并可支持双向数据流,同时包含了3条同步线以及一个与外部时钟相连的时钟引脚。PPI可以对ITU—R BT.656数据进行无缝解码,可实现对输入视频流进行解码,并能自动忽略有效视频之外的任何信号。
1 系统结构
Blackfin系列处理器是ADI公司研制的一款嵌入式处理器,它集微控制器、DSP和媒体处理器的优势于身,可广泛应用于消费类多媒体、网络通信等多个领域。
MT9V111是Micron Technology公司推出的一款l/4英寸图像传感器,它能够输出分辨率为640x480的数码图像信号。通过以I2C总线对其IFP(Image Flow Processor)寄存器进行配置,即可输出ITU_R BT.656 (YCbCr)、YUV、565RGB、555RGB和444RGB等数据格式的视频信号。
TS35NDl50l是台湾台盛公司生产的一款以薄膜场效应晶体管为开关器件,能显示彩色图像的矩阵型液晶显示器。使用时可通过SPI总线对其内部的寄存器进行配置,如果没有对这些寄存器进行配置,该LCD将会自动运行在默认模式。在应用中,可将图像传感器MT9V111与TFTLCD TS35ND1501同时连接在BF533的PPI总线上,并采用分时方式完成图像的采集与显示,其系统硬件框图如图1所示。图中,ADG704为4选1的四通多路复用器,用以选择图像传感器和TFTLCD时对PPI总线提供的时钟进行切换。在图像采集方面,可将BF533的可编程I/O接口PF4与图像传感器的SCLK端口相连,并将PF2与SDATA相连,同时采用I2C总线方式实现对图像传感器MT9Vlll的配置。将PF0置l,PFI清0,可使FTFLCD处于复位状态,图像传感器处于工作状态。这时,ADG704的接口S2与接口D处于连通状态。而将图像传感器MT9V111提供的PIXCLK时钟信号提供给BF533的PPI_CLK接口,则可实现BF533对图像传感器传来数据的正确接收。图像显示可采用BF533内部提供的TIMERl作为帧同步信号,TIMER2作为行同步信号来控制图像的显示,不对TS35NDl501进行配置,系统将采用默认工作方式。进行图像显示时,可将可编程I/O接口PF0清0,以使图像传感器处于复位状态,将PFl置1使TFTLCD处于工作状态,这时,ADG704的接口S3与接口D处于连通状态,从而为BF533的PPI_CLK接口提供数据输出的20MHz时钟信号。需要指出,当有更多的外设需要和BF533通信时,采用CPLD进行逻辑扩展,可以解决GPIO接口不足的问题。
2 图像的采集
在首次进行图形采集和图像显示之前,首先应对BF533的PLL、EBIU和系统的SDRAM进行设置,以使BF533能够正常稳定的工作。
图2所示是图像采集的软件流程。通过设置BF533的FIO_DIR,FIO_FLAG_C,FIO_LAG_S寄存器,可使可编程I/O接口PFO为高电平,PF1为低电平,从而使图像传感器处于工作状态,TFTLCD处于复位状态。然后,就可以采用如下代码来实现对BF533的PPI接口初始化。