利用USB2.0单片机实现全数字图像的实时采集

文章摘要：（4）计算机中应用软件的处理速度计算机中，应用软件的接收图像、处理图像速度，也是完成高分辨率数字图像实时传输所面临的一个很大挑战。特别是在Windows多任务作业下的延迟，更是如此。此外，USB总线的带宽、操作系统等也会影响数字图像的实时传输。3 系统实现及固件程序设计（1）系统实现本系统的具体和详细设计如图2所示的数据采集逻辑原理图。在图2中，图像采集处理芯片用OV7620/7120，时钟频率为27MHz，像素时钟为27MHz；CPU控制和USB2.0接口芯片用CY7C68013，时钟频率为24MHz，通过对CY7C68013内部的CPUCS寄存器进行修改，使其工作在48MHz方式下。根据芯

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（4）计算机中应用软件的处理速度

计算机中，应用软件的接收图像、处理图像速度，也是完成高分辨率数字图像实时传输所面临的一个很大挑战。特别是在Windows多任务作业下的延迟，更是如此。

此外，USB总线的带宽、操作系统等也会影响数字图像的实时传输。

3 系统实现及固件程序设计

（1）系统实现

本系统的具体和详细设计如图2所示的数据采集逻辑原理图。在图2中，图像采集处理芯片用OV7620/7120，时钟频率为27MHz，像素时钟为27MHz；CPU控制和USB2.0接口芯片用CY7C68013，时钟频率为24MHz，通过对CY7C68013内部的CPUCS寄存器进行修改，使其工作在48MHz方式下。根据芯片OV7620/7120及CY7C68013内部的FIFO、通用编程接口等特点，其具体接法是：将OV7620/7120的像素时钟PCLK接到CY7C68013的IFCLK上；OV7620/7120的HREF、VSYNC分别接到CY7C68013的RDY0、RDY1上；同时将OV7620/7120的VSYNC、CHSYNC分别接到CY7C68013的INT0、INT1上。将CY7C68013的PE0、PE1接在OV7620/7120的I2C BUS上。

图2

（2）固件程序设计

按照图2数据采集逻辑原理图，其固件程序设计主要由以下几部分组成。

①USB2.0接口的初始化程序设计。本段程序主要通过对CY7C68013的CPUCS寄存器进行设定，使CY7C68013重枚举后工作在频率48MHz下；通过对CY7C68013的USBCS寄存器设定，使其USB内核工作在USB2.0方式下，由固件程序应答USB的传输，而不是由USB内核应答；同时通过对CY7C68013的IFCONFIG寄存器设定，使其CY7C68013工作在通用编程接口方式下。

②图像芯片的初始化程序设计。本段程序主要通过CY7C68013的PE0、PE1模拟I2C BUS的时序，完成对图像芯片的初始化、显示窗口大小、数据格式、显示帧数等工作。

③通用编程接口（GPIF）程序设计。本接口程序设计主要完成对CY7C68013通用编程接口的初始化以及控制信号RDYx和CTLx(本设计中未用)、数据宽度（8位）、FIFO缓冲区、计数器等的编程设计，并对OV7620/7120的输入信号HREF、VSYNC等进行逻辑控制，即当HREF为高电平、VSYNC为底时，数据开始传输。

④USB2.0等时传输程序设计。本段程序主要完成USB2.0的等时传输功能。要实时采样数据，必须使用USB2.0的等时传输技术及中断技术。

⑤主程序设计。在主程序中，除要完成①～④中断论述的功能外，还要给出USB控制传输的固件应答程序及相应的中断初始化和中断服务程序，其完整程序见本刊网站www.88dzw.com。

4 结论

本系统在工业在线检测、无人驾驶汽车等领域得到了很好的应用，满足了应用的需求。

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