FIFO芯片和单片机实现的图像采集系统
2 图像采集系统硬件设计
根据单目视觉测距的要求，需要通过一黑白摄像头实时采集前车的点光源标杆，通过标尺上点光源所在的像素距离推算出前车距离。为了能完整地读取图像，本文增加了FIFO芯片，图像采集原理示意图如图3所示。由单片机监测摄像头的行／场信号，控制FIFO读取相应的图像；读完所有行后，关闭FIFO读取图像功能，开始由单片机从FIFO中读取图像数据，并进行相应的图像处理，根据图像处理的复杂程度，决定图像处理和图像采集的时间比。由于FIFO是先入先出，其读取数据时单片机只需通过中断使能行／场信号，绝大部分时间单片机可以用来进行图像处理。本文采取的是采集一帧图像后，单片机利用两帧图像的空闲时间和下一帧FIFO采集时间，共约3帧时间进行图像处理和控制，其结果是图像由原来的30 fps，变成10fps。尽管帧率慢了，但经过分析得知，在100 km／h情况下，滞后距离2．8 m，可以满足要求。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/171508.htm
2．1 飞思卡尔16位单片机MC9S12DG128
本文采用飞思卡尔1 6位单片机MC9S12DG128作为主控芯片，该芯片是Freescale公司推出的S12系列微控制器中的一款增强型、汽车级的16位微控制器，片内总线时钟频率最高可达25 MHz，集成了8 KB的RAM、128KB的Flash、2 KB的EEPROM，集成度高，资源也相当丰富。
2．2 摄像头芯片OV7670
OV7670是OmniVision公司推出的Camerachiptm图像传感器，体积小，工作电压低。VGA图像最高达到30fps。其主要特性为：
◆感光阵列(共有656×488个像素，在YUV的模式中有效像素为640×480个)；
◆高灵敏度适合低照度应用，对红外光线敏感；
◆标准的SCCB接口，兼容I2C总线接口；
◆RawRGB、RGB(GRB4：2：2，RGB565／555／444)、YUV(4：2：2)和YCbCr(4：2：2)输出格式；
◆支持VGA、CIF和从CIF到40×30的各种尺寸。
2．3 FIFO芯片AL422B
AL422B是AverLogic公司推出的一个存储容量为393 216字节×8位的FIFO存储芯片。其所有的寻址、刷新等操作都由集成在芯片内部的控制系统完成，AL422B内部功能结构框图如图4所示。
AL422B主要特点是：
◆AL422B的存储体为3 Mb(393 21 6字节×8位)；
◆可以存储VGA、CCIR、NTSC、PAL和HDTV等制式一帧图形的信息；
◆独立的读写操作，可以接受不同的I／O速率；
◆高速异步串行存取；
◆读写周期为20 ns；
◆存取时间为15 ns；
◆内部DRAM自刷新。
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