基于DSP5416水表号码图像采集系统

随着科学研究对图像采集的要求日益提高，对号码图像采集系统的存储量、速度都提出了越来越高的技术要求。为了实现号码图像的自动读取， 以前采用CCD图像传感器加显示器推出新型高集成视频解码/解交织和缩放系统方案。视频解码芯片SA7113实现号码图像的采集，经过数据缓存器FIFO后存入外扩的随机存储器RAM中， 图像的截取是通过可编程逻辑器件CPLD来实现的［1］［2］。虽然该种方法实现了图像的截取，但硬件电路复杂，增加了设计成本。本文使用的信号处理器TMS320VC5416的片上程序存储器ROM为16K，数据存储器RAM为128K，而一幅640*480的灰度图像就有300K左右，显然处理器的存储容量不够。因此本文针对这种情况采用具有图像截取功能的CMOS数字图像传感器OV7620，取代CCD模拟传感器加视频解码芯片SA7113，简化了硬件电路，解决了信号处理器TMS320VC5416的存储容量有限的问题。
　　2系统采集方案的确定
　　号码图像采集的方法有一种是采用CCD图像传感器加视频解码芯片，从CCD摄像头出来的视频模拟信号需经过视频解码器转换为视频数字信号，再经过先进先出存储器FIFO缓存，最后通过可编程逻辑器件CPLD进行图像截取才能进入信号处理器（DSP）处理。由于DSP的控制能力比较差，本身的通用I/O口少，而对视频解码器的控制是通过内置的I2C总线来实现的。为了实现对视频解码器的控制，I2C总线是用单片机的P1口模拟完成对视频解码器的初始化，虽然这种方案实现了号码采集，但硬件结构复杂。
　　TMS320VC5416最大允许访问的数据存储空间为128K，而一幅640*480的灰度图像就需要大约300K的存储空间，因此系统针对信号处理器的TMS320VC5416存储容量有限的特点，选择了内部集成模数转换器A/D且具有图像开窗功能的CMOS图像传感器OV7620。这种传感器具有内部默认工作模式和I2C总线模式，为实现图像截取功能，将TMS320VC5416的主机接口HPI改为通用I/O口，分别用HD2和HD3模拟I2C总线的数据线SDA和时钟线SCL进行I2C总线的设置。通过设置OV7620内部各个寄存器实现开窗等
　　一系列功能，将感兴趣的图像截取出来，数据输出只采集OV7620低8位（Y7-Y0）亮度数据，减少了TMS320VC5416的数据存储量和处理量，节省了TMS320VC5416的存储空间。
　　3 采集系统硬件设计
　　3.1号码图像采集系统的基本结构
　　如图1所示，该号码图像采集系统是由CMOS图像传感器OV7620，信号处理器TMS320VC5416及数据隔离器74LVCH16245A三部分组成。
　　
　　这里主要介绍图像传感器的确定和图像采集系统的实现过程，系统采用CMOS数字图像传感器OV7620采集水表号码，存入TMS320VC5416内部的RAM中，在OV7620与TMS320VC5416之间采用菲利普公司的74LVCH16245A作为数据隔离芯片。用TMS320VC5416的HD2和HD3分别模拟数据线SDA和时钟SCL， 即在硬件电路上保证图像传感器工作在I2C总线格式，在软件上系统将TMS320VC5416的HP0改为通用I/O口作为水表号码采集的使能。当/1OE为低电平时，74LVCH16245A将数据通道打开，TMS320VC5416开始接收数据从而系统完成水表号码的采集工作。