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1、毕 业 设 计题目：机器人图像识别系统设计姓 名： 李彤 学 号： 2007080303317 学 院： 信息 专 业： 电子信息工程 指 导 教 师： 刘佳 协助指导教师： 2011年 5 月 25 日29北京联合大学 毕业设计 摘 要图像信息的获取和传输是图像处理系统的重要组成部分，机器人图像识别系统是利用摄像头采集在机器人面前图像获取所需要信息，经过处理之后传输pc系统，作为调试和分析的依据。本设计主要内容：设计并制作机器人图像识别的数据采集主站。完成利用单片机芯片采集图像并实现图像分析后计算控制信号，并由串口传输到PC的无线数据通信；主要由单片机、接口电路、摄像头、供电系统等组成。本文
2、论述了设计机器人图像识别系统的原理、实施方案、运行结果和分析。主要内容有数据采集系统、稳压技术、OV7620摄像头原理、及各部分的程序设计方案。其中，对串行接口、摄像头原理、图像采集及分析进行重点论述。关键词：图像采集 单片机 串行接口 Abstract Image recognition system is the use of robotic cameras capture images in front of the robot needed to obtain useful, accurate and timely information, image data is transmit
3、ted to the robot after processing the underlying movement of the module, and rely on the RS-232 serial port to the top The a PC acquisition system as the basis fordebugging and analysis. The design of the main elements: the design and production of image recognition of thedata collection robot maste
4、r. Images collected using single chip to complete and implement the control signal calculated after image analysis by the serial port to the PCs wireless data communications; mainly by the microcontroller, interface circuit, camera, power supply system components. This paper discusses the design pri
5、nciples of robotic image recognition system, the implementation of the program, the results and analysis. The main contents of the dataacquisition system, the regulator technology, OV7620 camera principle, each part of the program design. Among them, the serial interface, camera principles, image ac
6、quisition and analysis focuses on. Key Words: image acquisition Microcontroller Serial Interface 目 录摘 要IAbstractII引言11机器人图像识别系统设计方案11.1机器人图像识别系统方案论证11.2 机器人图像识别系统的结构组成31.3 摄像头电路设计31.7 串口设计41.8存储器分配52 机器人图像识别系统程序设计62.1 机器人图象识别系统的原理62.1.1 图像采集原理62.1.2 图像传输原理72.1.3 CMOS器件的基本结构及工作原理82.1.4 OV7620芯片介绍82.2
7、 图像采集系统原理82.2.1 PAL信号格式92.2.2 MC9S12XS128MAA介绍92.2.3 MCU简介102.2.4 采集流程112.3 机器人图像识别系统工作过程122.3.1 配置摄像头132.3.2 配置中断152.3.3 时钟超频182.3.4 I/O初始化182.3.5 串口初始化192.3.6 等待场同步202.3.7 循环处理程序203 机器人图像识别系统结果分析263.1 制作过程273.2 开发问题分析27结论29致谢30参考文献31北京联合大学 毕业设计 引言图象就是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述。它是用各种观察系统以不同形式和手段观测客观世界而
8、获得的，可以直接或间接作用于人眼。照片、各种类型绘画、电视画面等是图象的直观的例子，还包括视觉无法观察的其他物理图象和空间物体图象。例如，温度、压力、高度等物理量的平面或空间分布，就是无法直接用人眼进行观察的图象。科学研究和统计表明，人们通过视觉系统所获得的信息量大约占所有信息量总和的75%，这就是从图象中获得。常见的图象是连续的，随着计算机技术的发展，为了能对图象进行加工和处理，数字图像技术出现了许多有关的新理论、新方法、与新设备，并在科学研究、工业生产、医疗卫生等方面得到了广泛的应用。因此，数字图像处理自然而然地便成了一门重要的综合学科。其中，高分辨率、实时的图像处理技术就是较为引人注目的
9、领域之一。展望21 世纪，图象技术必将得到进一步的发展和应用。1机器人图像识别系统设计方案图像信息的获取和传输是图像处理系统的重要组成部分，直接影响图像处理系统的性能。图像信息的采集包括对图像数据、各种附带参数信息以及状态控制信号的采集，一般图像信号和状态参数信号以及控制信号是独立产生的，因此需要设计一种系统能够将外部设备产生的图像数据和状态控制信号同步采集，综合考虑到图像采集系统所要求的实时性，可靠性，以及FPGA在数字电路的设计中的优势，为此利用FPGA实现的图像数据采集传输技术。1.1机器人图像识别系统方案论证作为机器人的图像传感器，需要结构简单兼容性良好，而且还要价格低廉运行稳定。因此
10、使用需要使用一款基于CMOS的数字图像传感器，因为CCD一般需要12V电压，很难在5V系统或者3.3V系统工作，而数字摄像头自带了图像引擎，可以做自动白平衡、曝光时间等控制任务，使得采集系统不需处理就能获得清晰图像。综合这些条件，OV7620数字CMOS图像传感器。OV7620是1/3”CMOS彩色黑白图像传感器。它支持连续和隔行两种扫描方式，VGA与QVGA两种图像格式；最高像素为664492，帧速率为30fps；数据格式包括YUV、YCrCb、RGB三种，能够满足图像采集系统的要求。而单片机虽然工作速度慢，但是成本低廉，最重要的就是支持C语言。本方案中使用了MC9S12XS128MAA单片
11、机，工作时钟40MHz，又兼容3.3V和5V系统。下图1-1所示为一个典型的机器人图像识别系统。图中的成像部分用的是OV7620 CMOS数字图像传感器，目标物通过镜头在CMOS芯片是形成像并，产生信号电压，经由10位AD转换后由内置的图像处理芯片根据SCCB寄存器内的设定进行处理后输出8位图像，能够自动增益和自动白平衡控制,能进行亮度、对比度、饱和度、校正等多种调节功能;其视频时序产生电路可产生行同步、场同步、混合视频同步等多种同步信号和像素时钟等多种时序信号。 OV7620MC9S12单片机PC机 图1-1图像识别系统框图从摄像头传来的图像信号在MC9S12XS128MAA芯片采集之后经过
12、处理和运算产生坐标和控制信号传给PC机。Pc端可以通过RS-232串口接收单片机采集的图像和处理后的结果。通过单片机使用I2C连接摄像头配置SCCB寄存器，能进行亮度、对比度、饱和度、校正等多种调节功能，还可以根据视野调整镜头焦距，最终得到清晰的图像。如图1-2 所示，OV7620摄像头在8位输出的时候pclk周期只有37ns，处理器读取的读入速度必须要在27MHz以上否则会丢失图像数据。用于图像处理的单片机频率为40MHz，一般可以稳定超频到80MHz。4个时钟周期只够执行两条指令，有的指令需要4个周期，用for循环连续的采数也不够，采一次大概需要10-16个周期才能完成。所以速度不能满足采
13、集的需要。而MC9S12XS128MAA芯片，不仅速度不够，片内8K RAM也不足以存储一副图像，所以必须在设计之初就考虑到图像的压缩。图1-2 OV7620的8位输出时序图1.2 机器人图像识别系统的结构组成如下图1-3所示，机器人图像识别系统使用OV7620作为图像传感器，使用MC9S12XS128MAA作为采集和处理芯片，回送处理后的控制信号，并使用串口输出采集图像，以便于调试。使用开关稳压芯片LM2940CS-5芯片分别提供5V电源。OV7620成像Freescale单片机PC5v电源图1-3 机器人图像识别系统框图1.3 摄像头电路设计OV7620摄像头虽然兼容3.3v和5V电源，但
14、是为了稳定使用5V电源，摄像头接口如下图1-4所示。飞思卡尔单片机使用5v电源，连接如下表1-1所示，亮度信号接在A口，行场中断接在T口，电路如下图1-5所示。单片机与图像接口连接表MC9S12XS128MAA单片机引脚号视频数据接口引脚号P48P1P47P2P46P3P45P4P44P5P43P6P42P7P41P8P7P14P8P16P5P11P6P13表1-1 单片机与图像接口连接表图1-4 单片机图像接口图1-5单片机图像接口连接图1.4 串口设计RS-232-C是美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）制定的一种串行物理接口标准。RS是
15、英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。RS-232-C标准规定的数据传输速率为50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。传输距离短的另一原因是RS-232属单
16、端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。 单片机处理完一帧数据后将处理完的数据通过串口传出，使用MAX232做电平转换。单片机串口使用PS0和PS1。具体电路如图1-6所示。图1-6单片机串口电路1.5存储器分配MC9S12系列单片机片内有RAM、EEPROM和Flash，MC9S12XS128内有8KB RAM；2KB EEPROM； 128KB Flash。如图1-7所示，若地址分配出现重叠，按优先级自动屏蔽级别较低的资源存储器分配优先级B A图1-7 图 A为单片机存储器分配，图B为存储器优先级2 机器人图像识别系统程序设计对图像识别系统进行系统的
17、分析与研究需要做三方面的准备。第一方面对CMOS图象采集系统的原理有深刻的理解。做为进行研究的入门。第二方面，CMOS 采集到的模拟信息需经过模数转换图像处理后输出8位数字信号，需要使用高速的芯片进行采集解决单片机采集速度过慢的问题。第三方面，采集后的图像在FPGA中，利用消隐时间产生行场同步信号，把图像数据传送给单片机。2.1 机器人图象识别系统的原理机器人图象识别系统通过FPGA采集摄像头传出的图像数据，再交给单片机处理得到稳定的机器人位移坐标，对CMOS采集图像原理详细阐述如下：2.1.1 图像采集原理人眼的彩色视觉具有同色异谱特性，即颜色与光谱分布之间并不是一一对应的关系。根据三基色原
18、理，自然界的大部分彩色都可以用红、绿、蓝三种基色光按不同的比例相混配而成，这样任何一幅彩色电视图象都可以只传送三种基色颜色，接收端再对三个基色进行复合，便能重现彩色图象。对于一幅彩色图像，无论其光谱分布如何，都可以分解成红、绿、蓝三幅单色图像，然后利用光电变换和电子束扫描把每一幅单色图像分解成象素并顺序传送，从而得到与三幅单色图像各象素亮度成比例的红、绿、蓝三基色电信号，在接收端利用这三基颜色电信号分别控制三个电子枪的束电流，轰击三色荧光粉，得到彩色的重现。这就是彩色图像的传送过程。光电转换及处理光电转换及处理光电转换及处理 显Ur 示Ub 系 统Ug图 2-1 彩色图像传送原理框图图 2-1
19、 是彩色图像传送原理的典型方框图，在摄像端，分光系统把投射的景物分解为红、绿、蓝三种基色光，分别送到光电转换及处理模块，进行光电转换、编码处理及信号放大，然后再输出。在接收端，信号在图像显示模块中，经过解码与电光转换，还原为三基色信号电压，分别在彩色显象管的控制下，产生三个电子束流，分别激励各自的荧光粉发光，从而产生三幅单色光象，由于空间混色的结果，虽然产生的是单色图象，可人眼看到的却是一幅彩色图象。2.1.2 图像传输原理电子扫描，就是在摄像管及显像管中，电子束以某种周期按一定的规律在靶面或荧光屏上来回运动。摄像管利用电子束的扫描，将靶面上按空间分布的象素变成按随时间变化的电信号；显像管又利
20、用电子束的扫描，把随时间变化的电信号变成按空间分布的象素，复合成一幅完整的光学图像。也就是说图像的分解与复合都是通过电子束的扫描来完成的。根据扫描所形成的光栅特性来分，电子束的扫描可分逐行扫描和隔行扫描。所谓的逐行扫描就是电子束一行接一行地从上到下扫过整幅（帧）画面；而隔扫描就是将一帧（幅）图象分成两场进行扫描。其中，由于逐行扫描在图像清晰度、闪烁感与信号带宽之间有无法解决的矛盾：为保证图像连续且无闪烁，要求场扫描频率高于临界闪烁频率。为了保证图像的清晰度，扫描行数应在500 行以上，按照这样的计算，图象信号的频带宽度将超过10MHz，这就增加了设备的复杂性。若减少场频，将引起闪烁；如若减少行
21、数将使清晰度降低。解决这一矛盾的方法就是采用隔行扫描。按照我国的标准，采用的是625 行、50 场/秒的规格。为了在接收端正确地无失真地重现图像，接收端电子束的扫描必须与发送端同步。所谓扫描的同步就是指接收端与发送端的扫描点具有一一对应的几何关系，即收、发对应象素应在同一时刻被扫描。为了保证同步，就要要求收、发两端具有相同的扫描规律，即要求扫描电流频率相同，相位一致，而且扫描速度保持固定比例。否则图像将产生严重失真，甚至根本无法观看。2.1.3 CMOS器件的基本结构及工作原理最基本的CMOS图像传感器是以一块杂质浓度较低的P型硅片作衬底，用扩散的方法在其表面制作两个高掺杂的N+型区作为电极，
22、即场效应管的源极和漏极，再在硅的表面用高温氧化的方法覆盖一层二氧化硅（SiO2）的绝缘层，关在源极和漏极之间的绝缘层的上方蒸镀一层金属铝，作为场效应管的栅极。最后，在金属铝的上方放置一光电二极管，这就构成了最基本的CMOS图像传感器。为使CMOS图像传感器工作，必须在P型硅衬底和源极接电源负极，漏极接电源正极。当无图像光信号照射到光敏二极管上时，源极和漏极之间无电流通过，因此无信号输出；当有图像光信号照射到光敏二极管上时，光敏元件的价带电子获得能量激发跃迁到导带而形成图像光电子，因而在源极和漏极之间形成电流通路而输出图像电信号。显然，入射图像光信号越强，在光敏材料中激发的导电粒子（电子与空穴）
23、越多，从而使源、漏极之间的电流越大，因而输出信号越大。所以，输出信号的大小直接反映了入射光信号的强弱。CMOS图象传感器也能生成高画质的图像，但其灵敏度与分辨率比CCD低。在CMOS摄像器件中，电信号是从CMOS晶体管开关阵列中直接读取的，而不需要象CCD那样逐行读取。2.1.4 OV7620芯片介绍OV7620 CMOS数字图像传感器，目标物通过镜头在CMOS芯片是形成像并，产生信号电压，经由10位AD转换后由内置的图像处理芯片根据SCCB寄存器内的设定进行处理后输出8位图像，能够自动增益和自动白平衡控制,能进行亮度、对比度、饱和度、校正等多种调节功能;其视频时序产生电路可产生行同步、场同步
24、、混合视频同步等多种同步信号和像素时钟等多种时序信号。可以简单的理解成一个CMOS模拟摄像头加上一块AD转换芯片之后的产物来看待。因为OV7620还是按照PAL制信号传输，只不过Y口和UV口取代了原本的模拟信号。2.2 图像采集系统原理OV7620的工作原理就像模拟摄像头加上AD，深入了解模拟信号格式就成为设计采集程序中最重要的工作，对视频信号格式和FPGA芯片做重点介绍。2.2.1 PAL信号格式在采集图像之前，我们首先要知道摄像头输出信号的特性。目前的模拟摄像头一般都是PAL 制式的，输出的信号由复合同步信号，复合消隐信号和视频信号组成。视频信号：真正的图像信号，对于黑白摄像头，图像越黑，
25、电压越低，图像越白，电压越高。在这里我们通过AD 采集来得到亮度信号。复合同步信号：用于控制电视机的电子枪对电子的偏转。当电子枪收到行同步信号时，电子束就从上一行的最右端移动到下一行的最左端。当电子枪收到场同步信号时就从屏幕的最右下角移到最左上角。在这里我们需要用这个信号来控制采集像素的时序。复合消隐信号：在图像换行和换场时电子枪回扫时不发射电子。即收到复合同步信号后，电子枪要换位置时是不能发射电子束的，这时候就由这个信号来消隐。在这里我们完全不用理会这个信号。由于人眼看到的图像大于等于24Hz 时人才不会觉得图像闪烁，所以PAL 制式输出的图像是25Hz，即每秒钟有25 幅画面，说的专业点就
26、是每秒25 帧，其中每一帧有625 行。但由于在早期电子技术还不发达时，电源不稳定，容易对电视信号进行干扰，而交流电源是50Hz 所以，为了和电网兼容，同时由于25Hz 时图像不稳定，所以后来工程师们把一副图像分成两场显示，对于一幅画面，一共有625 行，但是电子枪先扫描奇数场1，3，5.，然后再扫描2,4,6.，所以这样的话，一副图像就变成了隔行扫描，每秒钟就有50 场了。2.2.2 MC9S12XS128MAA介绍S12XS 16位微控制器系列针对一系列成本敏感型汽车车身电子应用进行了优化。S12X产品满足了用户对设计灵活性和平台兼容性的需求，并在一系列汽车电子平台上实现了可升级性、硬件和
27、软件可重用性、以及兼容性。S12XS系列可以经济而又兼容地扩展至S12XE系列，从而为用户削减了成本，并缩小了封装尺寸。S12XS系列帮助设计者迅速抓住市场机遇，同时还能降低移植成本（如果开发过程中应用要求发生了变化）。 图2-2 MC9S12X系列内部结构示意图 2.2.3 MCU简介MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组
28、合控制 MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用（典型芯片为8031）。带片内ROM型的芯片又分为片内EPROM型（典型芯片为87C51）、MASK片内掩模ROM型（典型芯片为8051）、片内FLASH型（典型芯片为89C51）等类型，一些公司还推出带有片内一次性可编程ROM（One Time Programming, OTP)的芯片（典型芯片为97C51)。MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FALSHROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏
29、感的应用场合或做开发用途；OTPROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。微控制器在经过这几年不断地研究,发展,历经4位,8位,到现在的16位及32位,甚至64位。产品的成熟度,以及投入厂商之多,应用范围之广,真可谓之空前。目前在国外大厂因开发较早,产品线广,所以技术领先,而本土厂商则以多功能为产品导向取胜。但不可讳言的,本土厂商的价格战是对外商造成威胁的关键因素。由于制程的改进，8位MCU与4位MCU价差相去无几，8位已渐成为市场主流；目前4位MCU大部份应用在计算器、车用仪表、车用
30、防盗装置、呼叫器、无线电话、CD播放器、LCD驱动控制器、LCD游戏机、儿童玩具、磅秤、充电器、胎压计、温湿度计、遥控器及傻瓜相机等；8位MCU大部份应用在电表、马达控制器、电动玩具机、变频式冷气机、呼叫器、传真机、来电辨识器（CallerID）、电话录音机、CRT显示器、键盘及USB等；16位MCU大部份应用在行动电话、数字相机及摄录放影机等；32位MCU大部份应用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN电话、激光打印机与彩色传真机；64位MCU大部份应用在高阶工作站、多媒体互动系统、高级电视游乐器（如SEGA的Dreamcast及N
31、intendo的GameBoy）及高级终端机等。 2.2.4 采集流程通过上面的介绍，对PAL 制式信号有了充分的了解，那么就可以开始图像的采集了，PAL 输出的信号有复合同步信号，复合消隐信号和视频信号。那么我们首先就是要从这三种信号中分理出复合同步信号，复合消隐信号和视频信号，以便我们对AD 采样到的值进行存储，从而形成一幅画面。而OV7620整合了AD和行场同步分离的功能，直接就可以通过FPGA采集。采集过程如图2-6所示图2-3图像信号采集过程从图中可以看出，采集的结束标志是场同步信号的产生，这既是结束信号也是开始信号。所以采集场同步信号为视频采集模块的第一个状态，因为程序开始之初RA
32、M中没有数据，也不知道传送到哪里，所以需要等待可靠场信号，之后再采集。2.3 机器人图像识别系统工作过程在程序设计中，用到了4个基本功能模块：时钟模块、外部中断模块、串口通信模块以及普通IO 模块。根据系统实际需求，对各个模块进行了初始化配置，通过对相应数据寄存器或状态寄存器的读写，实现相应的功能。系统执行流程如图2-4所示：初始化获取可靠场是否有场标记是等待场信号图像处理否图2-4 处理程序流程图2.3.1 配置摄像头OV7620有很好的图像引擎，可以应对大多数的环境，选择合适的参数调节图像，但是也有可能需要调整白平衡之类的参数。这时可以通过配置SCCB寄存器，来获得较好的图像。对于SCCB
33、的操作，首先必需使能IICB，这个在OV7620上需要跳线解决。网上很多人用普通IO口模拟SCCB总线的方式，这个方案可行，但比较麻烦，要写很多代码。通过仔细分析SCCB协议和I2C协议，我们发现SCCB的写周期可以直接使用I2C总线协议的写周期时序；而SCCB的读周期则增加一个总线停止条件。OV7620功能寄存器的地址为0x000x7C（其中，不少是保留寄存器)。通过设置相应的寄存器，可以使OV7620工作于不同的模式。例如可以设置OV7620为高分辨率、自动曝光、自动白平衡和设置帧时钟周期为30fps。SCCB功能引脚SIO-0（SCCB总线协议中表示为SIO-C）、SIO-1（SCCB总
34、线协议中表示为SIO-D）分别连接到单片机的普通IO口，通过用普通IO口写1或0模拟SCCB总线协议来完成在系统上电后进行的初始化工作。具体介绍如下。两线SCCB功能框图如图2-5所示。图2-5两线SCCB功能框图主机(本系统中为S12XS单片机)通过SIO-0向图像传感器发送的是时钟信号，通过SIO-1发送的是数据信号。主机每向图像传感器发送一个数据都需要通过传输起始、传输数据、传输终止三个过程,而且每个过程都有其特定的时序规则,具体介绍如下。数据开始传输时首先必须经历数据传输的起始过程,即在时钟信号SIO-0高电平时SCCB-E(两线时为SIO-1)由高电平变为低电平，此时图像传感器自动准
35、备接收紧接着传输的数据。如图2-6所示。图2-6 SCCB总线数据传输的起始条件主机向图像传感器传输的有效数据分为三个部分，称为三相数据方式，即在写寄存器过程中先发送OV7620的ID地址，然后发送写数据的目地寄存器地址，接着是要写的数据。如图2-7所示。如果连续给寄存器写数据，那么，写完一个寄存器后，OV7620会自动把寄存器地址加1，然后在程序控制下继续向下写，而不需要再次输入地址，这样，三相写数据就变成了两相写数据。而对于设置不连续的寄存器，则都采用三相写数据的方法。图2-7 三相传输方式数据传输结束时要注意要发出终止信号，即在SIO-0高电平时SCCB-E(两线时为SIO-1)由低电平
36、变为高电平，此时图像传感器认为数据传输结束。如图2-8所示。图2-8 SCCB 总线数据传输终止条件I2C 模块代码如下：IIC_int();while(IBSR_IBB); /*检测总线忙不忙，忙则等待*/IIC_Start(); /*启动IIC*/while(!IBSR_IBB); /*检测总线忙不忙，不忙则等待*/send_data(0x42); /*发送从机写地址*/wait_ack();send_data(0x14); /*发送写入的单元地址*/wait_ack();send_data(0x04); /*发送写入的数据*/wait_ack();IIC_Stop(); /*停止*/de
37、lay00(60000); /*等待senor 内部写完成*/IIC_Start(); /*启动IIC*/send_data(0x42); /*发送从机写地址*/wait_ack();send_data(0x14); /*发送要读的单元地址*/wait_ack();IIC_Stop(); /*结束*/IIC_Start(); /*启动IIC*/send_data(0x43); /*发送从机读地址*/wait_ack();IBSR_IBIF=1; /*清发送完成标志*/IBCR_TX_RX=0; /*接收*/IBCR_TXAK=1; /*主机接收最后一个数据后不发送应答*/IBDR; /*空读启
38、动发送*/while(!IBSR_IBIF); /*/r_data=IBDR; /*/IIC_Stop(); /*/2.3.2 配置中断视频信号的行同步有两种方式输入 S12 单片机，一种是通过IRQ 外部中断引脚接入。初始化程序中应设置外部中断的捕捉边沿，并开启外部中断。外中断控制寄存器INTCR有两位，分别是bit7的IRQE和bit6的IRQEN代表边沿触发和中断使能，默认值是：0100 0000B。边沿触发是下降沿触发，会错过当前点的采集，电平触发是低电平触发。因此，控制好跳转需要的时间和FPGA发送的速度，在低电平触发中断也可以采到完整图像。所以，INTCR寄存器使用默认值，设置中断
39、程序如下： EnableInterrupts； TIE_C0I = 0; TIE_C1I = 0;因为T口在中断向量表中的矢量地址在0xFFEE0xFFE0，所以需要在project.prm文件中最后加入下面两行：VECTOR ADDRESS 0xFFEC Port1_interruptVECTOR ADDRESS 0xFFEE Port0_interrupt场中断程序：#pragma CODE_SEG _NEAR_SEG NON_BANKED /通知编译器，该程序不在分页区#pragma TRAP_PROC /通知编译器，该程序是中断服务程序void Port1_interrupt(void
40、)/测试行场信号是否接对 if(chang_count+=50) PORTB_PB0 = PORTB_PB0; chang_count =0; /采集50场之后B口会反转电平一次，因为每秒50场信号，所以每秒会改变一次B口电平。 TFLG1_C1F=1; / 清场中断标志 heixian =0; /从置 行里面的信息 jiange_m=0; /行数清零 /交换图像采集和处理缓存 puca_BufferSample=puca_BufferProcess; puca_BufferProcess=puca_BufferTemp;puca_BufferTemp=puca_BufferSample; T
41、FLG1_C0F=1; / 清行中断标志 -注意这个是必须的。切记！TIE_C0I =1;/ 行中断 行中断示例： void Port0_interrupt(void) TFLG1_C0F=1; / 清中断标志 /-测试模块- if(jiange_mJIANGE_HANG) /if 5 每隔7行采集一次。 jiange_m = 0; /-ver- 2.0 - if(heixianIMAGE_ROW - IMAGE_ROW_DIS ) for(hang_i=0;hang_i3) jiange_m+; TFLG1_C0F=1; / 清中断标志 2.3.3 时钟超频S12 单片机中有四个不同的时钟，
42、即外部晶振时钟、锁相环时钟、总线时钟和内核时钟。 当前电路板采用的是16MHz 的外部晶振，因此外部晶振时钟为16MHz；默认设置下，锁相环时钟为32MHz，总线时钟为8MHz，内核时钟为16MHz。锁相环时钟与外部晶振时钟的倍、分频关系由SYNR、REFDV 两寄存器决定。总线时钟用作片上外围设备的同步，而内核时钟则用作CPU 的同步，它决定了指令执行的速度。Pll时钟频率是有这个公式计算的：pllclock=2*16*(1+SYNR)/(1+REFDV)=xxMHz。最终，通过下面的程序，锁相环时钟超频到80MHz。CLKSEL=0x00;PLLCTL_PLLON=1;SYNR =0xc0 | 0x09; REFDV=0x80 | 0x01;POSTDIV=0x00; /pllclock=2*16*(1+SYNR)/(1+REFDV)=xxMHz; while(CRGFLG_LOCK!=1);CLKSEL_PLLSEL=0x01;2.3.4 I/O初始化S12 的所有IO 通过端口复用，可以实现诸多功能，当然它们也可以配置成普通IO。根据系统设计，普通IO 的用途主要有：状态显示、控制引脚、数据端口。配置I/O功能的代码如下： DDRB=0XFF; /端口B 的方向输出 D