基于BF533的图像采集与显示

0 引言
在嵌入式图像处理系统中，经常需要对图像进行采集，并将采集图像的处理结果显示在嵌入式系统的彩色LCD之上，以使人能够对处理后的图像结果进行直观的观察，进一步对图像识别的正确与否进行人工判断。本设计主要是将嵌入式系统应用到智能饮水控制系统之中，从而实现对水位状况的检测。本系统可对所采集的图像进行边缘提取，并将结果显示在TFTLCD上。该设计将BF533提供的PPI接口同时连接到CMOS图像传感器MT9Vlll和TFTLCD显示器TS35NDl50l上，并采用分时工作方式来实现对图像的采集和显示。
Blackfin处理器的PPI(并行外设接口)是一种多功能的并行接口，它可以配置为8 bit和16 bit两种带宽，并可支持双向数据流，同时包含了3条同步线以及一个与外部时钟相连的时钟引脚。PPI可以对ITU―R BT．656数据进行无缝解码，可实现对输入视频流进行解码，并能自动忽略有效视频之外的任何信号。

1 系统结构
Blackfin系列处理器是ADI公司研制的一款嵌入式处理器，它集微控制器、DSP和媒体处理器的优势于身，可广泛应用于消费类多媒体、网络通信等多个领域。
MT9V111是Micron Technology公司推出的一款l／4英寸图像传感器，它能够输出分辨率为640x480的数码图像信号。通过以I2C总线对其IFP(Image Flow Processor)寄存器进行配置，即可输出ITU_R BT．656 (YCbCr)、YUV、565RGB、555RGB和444RGB等数据格式的视频信号。
TS35NDl50l是台湾台盛公司生产的一款以薄膜场效应晶体管为开关器件，能显示彩色图像的矩阵型液晶显示器。使用时可通过SPI总线对其内部的寄存器进行配置，如果没有对这些寄存器进行配置，该LCD将会自动运行在默认模式。在应用中，可将图像传感器MT9V111与TFTLCD TS35ND1501同时连接在BF533的PPI总线上，并采用分时方式完成图像的采集与显示，其系统硬件框图如图1所示。图中，ADG704为4选1的四通多路复用器，用以选择图像传感器和TFTLCD时对PPI总线提供的时钟进行切换。在图像采集方面，可将BF533的可编程I／O接口PF4与图像传感器的SCLK端口相连，并将PF2与SDATA相连，同时采用I2C总线方式实现对图像传感器MT9Vlll的配置。将PF0置l，PFI清0，可使FTFLCD处于复位状态，图像传感器处于工作状态。这时，ADG704的接口S2与接口D处于连通状态。而将图像传感器MT9V111提供的PIXCLK时钟信号提供给BF533的PPI_CLK接口，则可实现BF533对图像传感器传来数据的正确接收。图像显示可采用BF533内部提供的TIMERl作为帧同步信号，TIMER2作为行同步信号来控制图像的显示，不对TS35NDl501进行配置，系统将采用默认工作方式。进行图像显示时，可将可编程I／O接口PF0清0，以使图像传感器处于复位状态，将PFl置1使TFTLCD处于工作状态，这时，ADG704的接口S3与接口D处于连通状态，从而为BF533的PPI_CLK接口提供数据输出的20MHz时钟信号。需要指出，当有更多的外设需要和BF533通信时，采用CPLD进行逻辑扩展，可以解决GPIO接口不足的问题。

2 图像的采集
在首次进行图形采集和图像显示之前，首先应对BF533的PLL、EBIU和系统的SDRAM进行设置，以使BF533能够正常稳定的工作。
图2所示是图像采集的软件流程。通过设置BF533的FIO_DIR，FIO_FLAG_C，FIO_LAG_S寄存器，可使可编程I/O接口PFO为高电平，PF1为低电平，从而使图像传感器处于工作状态，TFTLCD处于复位状态。然后，就可以采用如下代码来实现对BF533的PPI接口初始化。