【正文】 、 熱 插拔 、 多 外 設(shè)全 速電 話 音 頻 視 頻壓 縮 的 視 頻 信 號5 0 0 K b / s ~ 1 0 M b / s音 頻 、 麥 克 風(fēng)成 本 低 、 簡 單 實(shí) 用 、 熱 插拔 、 多 外 設(shè) 、 保 證 帶 寬 和 延時(shí)高 速視 頻 、 存 儲 設(shè) 備2 5 ~ 4 0 0 m b / s視 頻 會 議 、 硬 盤 驅(qū) 動 器成 本 低 、 簡 單 實(shí) 用 、 熱 插拔 、 多 外 設(shè) 、 保 證 帶 寬 和 延時(shí) 、 高 帶 寬 表 21 USB應(yīng)用范圍分類 USB 系統(tǒng)構(gòu)成 USB系統(tǒng)可以從三個(gè)方面進(jìn)行描述 :三個(gè)邏輯層 :USB互連、 USB主機(jī)和 USB設(shè)備。 (6)USB規(guī)范具有良好的向下兼容性，如 容 ，操作系統(tǒng)在檢測到全速 USB設(shè)備接入時(shí)，會自動按照 12Mb/s的速率進(jìn)行傳輸，而其他高速 USB設(shè)備，并不會因?yàn)槿僭O(shè)備的連接而減慢它們的傳輸速率。另外， USB支持低功耗模式，如果連續(xù) 3ms沒有總線活動， USB就會自動進(jìn)入掛起狀態(tài)，以節(jié)省電能消耗。用 USB連接的外圍設(shè)備數(shù)目最多達(dá) 127個(gè)，共 7層。當(dāng) USB設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上時(shí)，操作系統(tǒng)會自動檢測該設(shè)備，并加載適合的驅(qū)動程序。整個(gè)系統(tǒng)在功能上分為采集、傳輸和顯示三個(gè)部分。因此，研究高速的數(shù)字圖像傳輸接口對 CMOS 數(shù)字圖像攝像頭的生產(chǎn)和應(yīng)用有著很重要的意義。相對于 CCD而言， CMOS器件技術(shù)有一些明顯的特點(diǎn) [4]：其一，集成度高；其二，價(jià)格低廉， CMOS器 件結(jié)構(gòu)簡單，從而成品率高，制造成本低。目前市場上出售的所有 PC 機(jī)都支持 USB，而且很多外設(shè)只推出了 USB 版本 ，如移動硬盤等。 ，是非營利性的規(guī)范，得到了廣泛的工業(yè)支持。 總線的優(yōu)勢 USB[3](Universal Serial Bus)通用串行總線由 Intel提出，它是一種快速的、雙向的、同步傳輸?shù)?、廉價(jià)的并支持熱拔插的串行接口。 USB 總線從誕生起便引發(fā)了一場產(chǎn)業(yè)革命。 ............................................................................................................. 27 SYNCDELAY。晶體連接到單片機(jī)芯片的 X1 和 ....... 16 SRAM電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................ 17 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................ 19 ......................................................................................... 19 USB接口芯片的初始化程序設(shè)計(jì) ............................................................. 21 SYNCDELAY。在軟件方面，詳細(xì)地介紹了 USB接口芯片的固件程序、驅(qū)動程序的開發(fā)流程。文章首先概括的介紹了 USB形成的背景、 USB接口的優(yōu)點(diǎn)、 USB層次結(jié)構(gòu)、 USB的通信協(xié)議、 USB的數(shù)據(jù)傳輸方式等等。目前， USB 己成為微機(jī)與外圍設(shè)備通信的首選接口。 編號 本科生畢業(yè)論文 基于 The Subject of based on the design of digital camera 20xx年 6 月 摘要 隨著電腦外設(shè)和數(shù)碼產(chǎn)品的不斷發(fā)展，各種設(shè)備與 PC 機(jī)之間的接口成為當(dāng)前需要解決的難題。尤其是 協(xié)議的發(fā)布，是 USB 技術(shù)發(fā)展史上的里程碑，它在 ，其理論傳輸速度可達(dá)到480Mb/s，為計(jì)算機(jī)與外設(shè)的高速數(shù)據(jù)交換提供了可能。然后，重點(diǎn)論述了基于 技術(shù)的圖像采集系統(tǒng)的設(shè)備端和主機(jī)端軟、硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。 關(guān)鍵詞 :， OV7620， CY7C68013，固件，驅(qū)動程序 Abstract With the development of PC peripherals and digital products， the interface and connection between them and PC has bee a difficult problem. The USB Specification was proposed by Intel， ComPaq， MicrosotfnadohtereomPnaiesin1994，its emergence simplified the connection between PC and PC peripherals， and made PC interface extension to bee more easier. It has more advantages than other bus，such as supporting of hot insertamp。 ............................................................................................................. 21 SYNCDELAY。 ............................................................................................................. 27 SYNCDELAY。它以靈活、方便、應(yīng)用范圍廣、通信穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，使得 PC 的接口紛紛從串行口和并行口轉(zhuǎn)到USB總線上來。 USB 技術(shù)的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)接口技術(shù)的重大變革，同以上兩種接口總線相比， USB具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn) : 127個(gè)外設(shè)，簡單方便的擴(kuò)大了 PC 機(jī)接口能力。 ， USB 都很穩(wěn)定。可以預(yù)見， USB 的應(yīng)用肯定會越來越廣泛，其傳輸速率也會越來越高。因此，大量的攝像頭生產(chǎn)商都選用了 CMOS 圖像傳感器作為其攝像頭的傳感器。 論文主要研究內(nèi)容和主要工作 本論文主要研究了 USB總線技術(shù)，包括 USB形成的背景、 USB接口的優(yōu)點(diǎn)、USB 層次結(jié)構(gòu)、 USB 的通信協(xié)議、 USB 的數(shù)據(jù)傳輸方式等 等。利用嵌入式 CPU采集 CMOS圖像傳感器芯片輸出的數(shù)字圖像信號，然后把數(shù)據(jù)傳輸?shù)街饔?jì)算機(jī) (PC 機(jī) )，最后 PC 機(jī)將重建圖像在屏幕上顯示出來。 (2)支持熱插拔。在這 7層中，除根集線器外，最多支持 5個(gè)集線器的級連，即一個(gè) USB設(shè)備最多可以經(jīng)過 5個(gè)集線器連接至主機(jī)。 (5)支持主機(jī)和外圍設(shè)備之間多個(gè)數(shù)據(jù)和信息流的傳輸。 [5] USB支持三種類型的傳輸速率 :、 12Mb/s的全速傳輸和480Mb/s的高速傳輸 。 USB系統(tǒng)分為三個(gè)邏輯層 [6]：功能層、 USB設(shè)備層和 USB總線接 口層，且每一層都由主機(jī)和 UBS設(shè)備的不同功能模塊組成 [9]，如圖 21所示。通過這種層次星型的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， USB系統(tǒng)最多可以支持 127個(gè) USB設(shè)備 (包括根集線器 )的連接。如果采用 5m長的 USB電纜，則最大的傳輸距離為 30m，可見 USB現(xiàn)在還不適合長距離的數(shù)據(jù)傳輸。 2)管理在主機(jī)和 USB設(shè)備間的控制流 。 USB主機(jī)通常包括以下部分 :客戶軟件 (USB設(shè)備驅(qū)動程序和主機(jī)應(yīng)用程序 )、 USB 系統(tǒng)軟件 (USB總線驅(qū)動程序、主機(jī)控制器驅(qū)動程序和主機(jī)軟件 )和 UBS主機(jī)控制器。它的數(shù)字視頻口支持多種輸出格式，包括： 60Hz 16位 /8 位 YCrCb 4:2:2格式， ZV口輸出格式、 RGB原始數(shù)據(jù) 16位 /8 位輸出格式和 CCIR601/CCIR656 格式。 9 模 擬 信 號 處 理 器列 選行選6 6 4 * 4 9 2像 素 列 陣視 頻 時(shí) 序 產(chǎn) 生 電 路 曝 光 控 制黑 白 控制S C C B接 口寄 存 器 組曝 光 檢 測白 電 平 衡檢 測視 頻 輸 出 接口A DA Dm xm xm xR V OG Y OB U OR G BV C S A TV C G N TG A M M AV c S H RV r E QtgbYC bC rs v s c l kH R E FP C L KV S Y S CF O D DF R E ZS H S Y S CF S I NM I R P R O GA C C E NF Z E XA W BA W B T H /A W T MS I O 1S D AS I O 0S C LS B BU V [ 7 : 0 ]Y [ 7 : 0 ]D E N B 圖 25 OV7620 內(nèi)部結(jié)構(gòu) OV7620的數(shù)據(jù)輸出時(shí)序如圖 26所示： 10 V S Y N CH R E FP C L R CY [ 7 : 0 ] /U V [ 7 : 0 ]圖圖 26 OV7620 輸出時(shí)序 CY7C68013[9]集成了 、 SIE(串行接口引擎 )、增強(qiáng)的 8051微控制器和可編程的外圍接口。幾 CY7C68013只支持兩種傳輸速率 :全速 (Full speed)12Mb/s和高速 (High speed)480Mb/s，不支持低速 (Low speed)。圖像傳感器 OV7620與 EPM7128及 SRAM構(gòu)成了前端數(shù)據(jù)采集電路，其具體連接關(guān)系如圖 32所示。 OV7620的 PCLK 引腳為像元同步時(shí)鐘輸出信號，連接到EPM7128的全局時(shí)鐘引腳 GCLK1，作為全局時(shí)鐘以保證 OV7620與 EPM7128的同步。它們之間的連接如圖 35: 圖中幾個(gè)主要的引腳說明如下 : Y[7:0]:8位圖像數(shù)據(jù)輸出 PCLK:像素時(shí)鐘輸出 VSYNC:垂直同步信號輸出 HREF:水平同步信號輸出 SI00:SCCB總線 的數(shù)據(jù)信號線 SI01:SCCB總線的時(shí)鐘信號線 IFCLK:GPIF 接口的同步時(shí)鐘信號 RDY[1:0]:GPIF 接口的準(zhǔn)備輸入線 15 C Y 7 C 6 8 0 1 3Y 7 [ : 0 ] P B [ 7 : 0 ] P L C K V S Y N C H R E F S I 0 0 S I 0 1R D Y 1S D AI F C L KR D Y 0S C LO V 7 6 2 0 圖 35CY7C68013 與 OV7620 的連接 CY7C68013與 OV7620構(gòu)成的數(shù)據(jù)通道的工作原理是 :首先， USB設(shè)備完成總線枚舉和設(shè)備配置 (通過 I2C 總線對 OV7620的內(nèi)部寄存器配置 )， OV7620完成配置后就進(jìn)入工作狀態(tài)，開始圖像采集。 LD1117的連接如圖 36所示。圖 37為電源轉(zhuǎn)換電路。 SRAM 電路的設(shè)計(jì) SRAM結(jié)構(gòu)如圖 39所示 A 0A 1A 2A 3A 5A 6A 7A 8A 9A 1 0A 1 1 A 1 2A 1 3A 1 4A 1 5A 4A 1 6A 1 72 5 6 K * 1 6陣 列1 0 2 4 * 4 0 8 6輸 入 緩 沖行解碼列