刘杰薇 沈阳航空航天大学自动化学院
摘要：传统的工业级图像处理采集系统大多是由CCD摄像头、图像采集卡和PC机组成，虽已得到了广泛的应用，但是它具有结构复杂，成本高，体积大，功耗大等缺点。随着单片机的迅速发展，开发一种智能控制及智能处理功能的微型图像处理采集系统成为可能，并且也克服了传统图像处理采集系统的诸多缺点。
本设计的图像采集系统采用AT89C51单片机为中心器件，利用74LS373寄存器、62256存储器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现对摄像头传输的图像信号的采集，并保存在外置存储芯片中。其中软件系统采用C语言编写程序，包括延时程序、地址顺延程序等，硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。
关键字：单片机；图像采集；数字摄像头
0 前言
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动着传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还要根据具体的硬件结构，以及针对具体的应用对象的软件结合，加以完善。数字图像采集由于其大数据量通常采用DSP等高速处理器来实现。在某些领域方面图像实时性的要求并没有那么高，因此，本文采用STC89C51单片机作为控制器进行图像采集。 1总体方案设计
方案一：
由于C51单片机的RAM存储容量有限，而且受到C51单片机的IO工作频率的限制，直接通过C51单片机采集完整一帧的数字信号很难实现。因此，在C51单片机和数字摄像头之间加入一个先进先出存储器，由PC端通过串口控制C51单片机启动采集信号，采集一帧数据先放入存储器，然后单片机从存储器读出数据并通过串口发送至PC显示。整体设计框图如下：
图1 系统整体框图
整个系统由OV7670感光元件，先进先出存储器AL422B,STC89C51单片机，以及其他外围电路构成。OV7670是由omnivision公司产生的图像感光元件，其主要提供了D0-D7八个数字像素输出信号。AL422B这个先进先出的DRAM数据存储器主要用于存放完整的一帧OV7670的图像数据。在系统初始化后，等待上位机发出采集命令或配置寄存器命令，若接收到采集命令则在启动一帧采集，开始往AL422B 写入数据，在外部中断检测到下一个下降沿的时候发出采集一帧结束标志符，结束一帧数据写入。
方案二：
由STC12LE5A60S2 单片机和OV7670 图像传感器及相应的外接电路组成。其硬件电路如图2所示。
图2 SO 图像采集系统硬件电路图
STC12LE5A60S2 单片机和OV7670 图像传感器的输入电压均为3． 3 V，由于多数的供电装置提供的直接电压为5 V，系统增加了5 V 转3． 3 V电压转换电路。STC12LE5A60S2 单片机的内存储器仅为1 280 Byte，不足以存储一幅用于处理与识别的数字图像，因此，
系统外接了32 KB的存储器BS62LV256 用于存储像素灰度值。由于单片机资源限制，P0 口既作为数据输入口，又作为数据输出口，通过使用74HC573 锁存器扩展端口资源。系统的外接电路多，降低了系统的抗干扰性，同时采集到的图像数据传输途径长，降低了系统速度。
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