作者：合肥工業大學 齊美彬 來源：《單片機與嵌入式系統應用》

tms320c54x dsp的視頻圖像采集接口設計 摘要：介紹一種基于dsp的黑白電視信號采集電路。電路由通信視頻a/d轉換器構成，dsp啟動a/d轉換并讀取a/d轉換結果。電路結構簡潔、成本低、容易實現，能滿足黑白電視信號采集的需要。 關鍵詞：視頻圖像采集 a/d轉換 dsp tms320c54x 引言 視頻圖像采集的方法很多，基本上可分為2大類：自動圖像采集和基于處理的圖像采集。前者采用專用圖像采集芯片，自動完成圖像的采集、幀存儲器地址生成以及圖像數據的刷新；除了要對采集模式進行設定外，主處理器不參與采集過程。這種方法的特點是采集不占用cpu的時間，實時性好，適合活動圖像的采集，但電路較復雜、成本高。后者采用通用視頻a/d轉換器實現圖像的采集，不能完成圖像的自動采集，整個采集過程在cpu的控制下完成，由cpu啟動a/d轉換，讀取a/d轉換數據，將數據存入幀存儲器。其特點是數據采集占用cpu的時間，對處理器的速度要求高，但電路簡單、成本低、易于實現，能夠滿足某些圖像采集系統的需要。下面以ti公司的tms320vc5402（以下簡稱c5402）dsp[1]為例，介紹基于數據信號處理器（dsp）的視頻圖像采集電路和采集方法。

1 電路原理 采集電路如圖1所示，由視頻緩沖器、視頻a/d轉換器和視頻同步分離電路等組成。 1.1 視頻緩沖器 來自攝像機的標準黑白全電視信號的幅度峰-峰值為1v，要送往a/d轉換器和行、場同步分離電路，而a/d轉換器的滿量程為2v，因此，視頻緩沖器要對全電視信號進行阻抗匹配和電壓放大，并能對全電視信號進行黑電平調整。圖1中，u8構成視頻緩沖器，增益為+2；調整電阻w1可以調整輸出信號的直流電平；r16是輸入匹配電阻，阻值大小由信號源決定，本電路中為75ω。 1.2 a/d轉換器 a/d轉換器采用ti公司的tlc5510芯片。tlc5510為5v電源、8bit、20msps的高速并行a/d轉換器，最大量程為2v。 tlc5510的參考電壓可由其內部的3個電阻r1、rref、r2設定，如圖2所示。按圖2連接，將參考低電壓設定為0.6v，參考高電壓設定為2.6v，電阻rref上的2v壓降即為滿足程電壓。當輸入電壓為0.6v時，a/d轉換的輸出數據為0；當輸出電壓為2.6v時，a/d轉換的輸出數據為255。 tlc5510有1個轉換時鐘輸入端（clk）和1個片選端（oe）。clk的下降沿啟動a/d轉換，1次a/d轉換需要2.5個clk周期，即第1個clk的下降沿啟動a/d轉換后，要等第3個clk的上升沿出現時，第1個a/d轉換數據才會準備好。當片選信號（oe）為低電平時，a/d轉換數據輸出到外部數據總線上，供dsp讀取。 1.3 采集電路的dsp的連接 采集電路與c5402的連接如圖3所示。其中，u19是16位寬度的高速總線收發器，并具有電平轉換的功能，將5v的奇偶場信號、復位同步信號和a/d轉換器輸出的數字信號轉換為c5402能接受的3.3v信號。 仔細分析了tlc5510的工作原理和c5402的讀/寫時序[1]后，沒有將tlc5510作為c5402的擴展i/o口，而是將tlc5510作c5402的一個擴展的外部存儲單元。用該單元的讀選通信號（adr）與tlc5510的clk和oe相連（如圖3所示），這樣c5402讀tlc5510時，1條讀數指令完成2個操作：啟動a/d轉換并讀取a/d轉換數據。不過當前的a/d轉換結果要等到第4次讀該端口時才能得到，a/d轉換的時序如圖4所示。讀選通信號（adr）是由高速譯碼器（74ahct138）經過一級譯碼得到。這種設計方案既簡化了線路，又簡化了數據采集的程序設計，減少了dsp參與a/d轉換的時間。實驗證明該設計方案性能優越——dsp在采集圖像數據時只要直接讀tlc5510就可以了。 1.4 同步分離電路 同步分離電路