STM8單片機(jī)的CMOS圖像采集系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 STM8單片機(jī)的CMOS圖像采集系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì) while(!(SPI_SR&0 x02)；/等待總線空閑 SPI_DR=Oxff；/產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)硬件SPI在且僅在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候才產(chǎn)生SCK時(shí)鐘 while(!(SPI_SR &0 x01)；/等待數(shù)據(jù)接收完畢 return SPI_DR；/將接收到的數(shù)據(jù)返回 3.3 Flash模塊軟件設(shè)計(jì) SST25VF020是一款2Mbit SPI Serial NOR型Flash芯片，在系統(tǒng)中作為圖像存儲(chǔ)器使用。該Flash通過(guò)SPI的串口接收指令和數(shù)據(jù)，支持3/4的SPI協(xié)議，其工作時(shí)序如圖8所示。 圖8 SST25VF0

2、20的工作時(shí)序圖 從上圖可以看出，CE#f氐電平使能芯片正常工作，該芯片在SCK的上升沿讀入信號(hào)，在SCK下降沿的時(shí)候輸出信號(hào)。STM8單片機(jī)有專門(mén)的硬件SPI接口，但是圖像傳感器也需要單片機(jī)的硬件sPI接口與之通信，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種分時(shí)復(fù)用單片機(jī)硬件SPI接口的方式。CE#片選連接單片機(jī)的普通I/O口PD0，該I/O口在不同的時(shí)刻與圖像傳感器的片選PD7分別選中，如此，一個(gè)硬件SPI接口便可操作2個(gè)SPI設(shè)備。SPI時(shí)鐘輸入引腳連接單片機(jī)的SPI_SCK口，SI讀人信號(hào)連接單片機(jī)的SPI_MOSI，SO輸出信號(hào)連接單片機(jī)的SPI_MISO。硬件SPI配置與前文所述圖像數(shù)據(jù)采集Sial一致。

3、此外，與圖像采集相比，在程序部分還要多加一個(gè)單片機(jī)輸出信號(hào)函數(shù)。Flash模塊主要功能函數(shù)如下： void sst_send_byte(unsigned char byte) while(!(SPI_SR&0 x02)；/等待總線空閑 SPI_DR=byte；/將要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)byte存入SPI_DR while(!(SPI_SR&0 x01)；/等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢完畢 tmp=SPI_DR；/清空接收緩沖區(qū) void flashwrite_byte(unsigned long addr，unsigned char data)/向緩沖區(qū)l的指定位置(0263)寫(xiě)入指定字節(jié) write_en()；/

4、寫(xiě)使能命令 mss0()；/片選端選中，低電平有效 send(0 x02)；/寫(xiě)命令 send(unsigned char)(addr16)；/發(fā)送數(shù)據(jù)的地址 send(unsigned char)(addr8)； send(unsigned char)addr)； send(data)；/發(fā)送要寫(xiě)入的數(shù)據(jù) mssl()；/釋放片選 unsigned char flashreadbyte(unsigned long addr) unsigned char byte； mss0()；/片選端選中，低電平有效 send(0 x03)；/讀命令 send(unsigned char)(addr16)

5、；/發(fā)送數(shù)據(jù)的地址 send(unsigned char)(addr8)； send(unsigned char)addr)； byte=get()；/讀取數(shù)據(jù) mssl()；/釋放片選 return byte； 3.4圖像的多幀采集和拼接模塊軟件設(shè)計(jì) 為保存圖像數(shù)據(jù)，系統(tǒng)引入Flash存儲(chǔ)器，而數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存入Flash存儲(chǔ)器需要占用中斷響應(yīng)時(shí)間，這就導(dǎo)致了中斷響應(yīng)時(shí)間不夠的問(wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題，根據(jù)所采圖像為靜態(tài)圖像這一應(yīng)用背景，提出一種多幀圖像的部分采集與拼接算法，在中斷響應(yīng)時(shí)間中，只讀取圖像傳感器中的圖像數(shù)據(jù)，而后占用兩次中斷的時(shí)間，把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存入Flash。每幀圖像有160次中斷，每幀圖

6、像只取其1/3，取3幀圖像的數(shù)據(jù)，即可拼接成一幅完整的圖像。多幀采集方法如圖9所示。圖中，實(shí)線表示捕獲到的中斷，虛線表示因轉(zhuǎn)存人Flash錯(cuò)過(guò)的中斷。 圖9 多幀采集圖像方法示意 單片機(jī)把采集的數(shù)據(jù)按照采集時(shí)間的順序轉(zhuǎn)存入Flash數(shù)據(jù)在Flash中的排列順序如圖10所示。 圖1O 圖像數(shù)據(jù)在Flash中的存儲(chǔ)順序 在Flash中讀取圖像數(shù)據(jù)的時(shí)候，按照中斷次數(shù)的先后順序讀出，即第l幀第1次中斷、第2幀第2次中斷、第3幀第3次中斷、第1幀第4次中斷、第2幀第5次中斷第2幀第158次中斷、第3幀第159次中斷、第1幀第160次中斷。這樣，3幀圖像的數(shù)據(jù)拼接成一幅完整的圖像。在讀取圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)，單片機(jī)以2個(gè)字節(jié)為單位，拼接成一個(gè)無(wú)符號(hào)整型，即一個(gè)像素點(diǎn)，通過(guò)RS232接口傳送至上位機(jī)。 4 試驗(yàn)及分析 圖11是系統(tǒng)的實(shí)物圖，硬件系統(tǒng)面積是(7.57.5)cm2，雙層PCB板，系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng)對(duì)圖像的處理速度是4幀/s，滿足實(shí)時(shí)性的要求。 圖12為采集的一幅圖像，大小為240320，圖像格式為bmp，像素格式為RGB565，該圖像是3幀圖像拼接而成，是單片機(jī)通過(guò)RS232接口傳輸至上位機(jī)，并在顯示器上顯示的。 圖11 系統(tǒng)實(shí)物圖 圖12 試驗(yàn)結(jié)果圖像 5 結(jié)語(yǔ) 與其他嵌入式圖像采集系統(tǒng)相比，有3點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：，價(jià)格低廉，有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；第二，方法新穎，提出了一種多幀圖