【導(dǎo)讀】齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。射頻解碼芯片與控制模塊以及幀存儲(chǔ)芯片連接電路..............28

　　

【正文】 31）計(jì)算： 21201 0 7 0 ?????????? Cfu iBW （ 31） 式中， ui —— 輸入信號(hào)的有效值 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 24 C2—— 濾波電容（單位 uF ），其值再乘上 00100 則是鎖相環(huán)路的實(shí)際捕獲帶寬 當(dāng)音頻譯碼器 LM567工作時(shí)，若輸入的信號(hào)頻率落在給定的通頻帶時(shí)，鎖相環(huán)即將這個(gè)信號(hào)鎖定，同時(shí) LM567的內(nèi)部晶體管受控導(dǎo)通， 8腳輸出低電平，否則輸出高電平。當(dāng)輸入信號(hào)頻率處于通頻帶內(nèi)， LM567鎖定，輸出低電平。通常在無(wú)車(chē)情況下，耦合電路的振蕩頻率會(huì)在一定的范圍內(nèi)保持不變，當(dāng)車(chē)經(jīng)過(guò)地感線圈時(shí)，使得耦合電路震蕩頻率發(fā)生變化，并且，隨著車(chē)型的不同以及車(chē)本身的鐵質(zhì)不均勻，使這個(gè)頻率的變化也在一定的范圍內(nèi)浮動(dòng)。因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，選擇合適的 LM567捕獲帶寬 值，使得當(dāng)無(wú)車(chē)時(shí)，輸入信號(hào)頻率雖有微小變化，但使這個(gè)浮動(dòng)的頻率都處于通頻帶內(nèi)， LM567鎖定， 8腳輸出低電平；有車(chē)到來(lái)時(shí)，頻率發(fā)生劇烈的變化已不在通頻帶內(nèi)， 8腳就會(huì)輸出高電平。這時(shí)，對(duì)車(chē)輛是否到來(lái)的檢測(cè)轉(zhuǎn)化為對(duì)電平高低的檢測(cè)，通過(guò)觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷即可感知車(chē)輛的到來(lái)，而無(wú)需通過(guò)復(fù)雜的程序來(lái)區(qū)分此時(shí)的頻率變化是否由車(chē)輛的到來(lái)所引起，大大降低了編程的難度。 車(chē)輛牌照識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì) 車(chē)輛牌照識(shí)別（ License Plate Recognition， LPR）是一項(xiàng)利用車(chē)輛的動(dòng)態(tài)視頻或靜態(tài)圖像進(jìn)行牌照號(hào) 碼、牌照顏色自動(dòng)識(shí)別的模式識(shí)別技術(shù)。其硬件基礎(chǔ)一般包括觸發(fā)設(shè)備、攝像設(shè)備、照明設(shè)備、圖像采集設(shè)備、識(shí)別車(chē)牌號(hào)碼的處理機(jī)等，其軟件核心包括車(chē)牌定位算法、車(chē)牌字符分割算法和光學(xué)字符識(shí)別算法等。某些牌照識(shí)別系統(tǒng)還具有通過(guò)視頻圖像判斷車(chē)輛駛?cè)胍曇暗墓δ芊Q(chēng)之為視頻車(chē)輛檢測(cè)。一個(gè)完整的牌照識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)包括車(chē)輛檢測(cè)、圖像采集、牌照識(shí)別等幾部分。當(dāng)車(chē)輛檢測(cè)部分檢測(cè)到車(chē)輛到達(dá)時(shí)觸發(fā)圖像采集單元，采集當(dāng)前的視頻圖像。牌照識(shí)別單元對(duì)圖像進(jìn)行處理，定位出牌照位置，再將牌照中的字符分割出來(lái)進(jìn)行識(shí)別，然后組成牌照號(hào)碼輸出。 可用于實(shí)現(xiàn)車(chē) 牌識(shí)別算法的系統(tǒng)有兩種，一種是連接 PC機(jī)的大型應(yīng)用系統(tǒng)，一種是基于微控制器的嵌入式車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)。連接 PC 機(jī)的大型應(yīng)用系統(tǒng)具有靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，運(yùn)算能力極強(qiáng)，并且可以多個(gè)系統(tǒng)共享一個(gè)車(chē)牌識(shí)別設(shè)備，可以建立大型的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)海量車(chē)牌識(shí)別。嵌入式系統(tǒng)則是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的完整系統(tǒng)，它不需要連接其他設(shè)備或計(jì)算機(jī)就可以獨(dú)立完成車(chē)牌識(shí)別功能，其功能較為單一，常用于對(duì)靈活性要求很高的場(chǎng)合。本設(shè)計(jì)采用基于 DSP 的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別，應(yīng)用于小區(qū)車(chē)輛智能管控系統(tǒng)。下圖 311 為車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)總體架構(gòu)圖。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 25 圖 311 車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)架構(gòu) 基于 DSP車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng) DSP TMS320C6711 處理器 微處理器 DSP(digital singnal processor)采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)的并行機(jī)制和流水線取指操作；它還具有專(zhuān)用的結(jié)構(gòu)單元和指令系統(tǒng)。因而其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和很高的運(yùn)行速度是最值得稱(chēng)道的兩大特色。一個(gè) DSP 處理器在一塊不大的芯片內(nèi)集成了控制單元、運(yùn)算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元等等，在其外圍還可以連接若干存儲(chǔ)器，并可以與一定數(shù)量的外部設(shè)備互相通信，有軟、硬件的 全面功能。 本系統(tǒng)采用的是 TI公司的 TMS320C6711。 TMS320C6000 系列的 DSP 芯片屬于定點(diǎn)、浮點(diǎn)兼容的 DSP系列。 C6000 片內(nèi)有 8個(gè)并行的處理單元，分為相同的兩組。它的體系結(jié)構(gòu)采用甚長(zhǎng)指令字 (VLIW)結(jié)構(gòu)，單指令字長(zhǎng)為 32bit， 8 個(gè)指令組成一個(gè)指令包，總字長(zhǎng)為 8 X32=256bit。芯片的內(nèi)部設(shè)置了專(zhuān)門(mén)的指令分配模塊，可以將每個(gè) 256bit 的指令包同時(shí)分配到 8個(gè)處理單元。 C6711 的 CPU 時(shí)鐘頻率最高可為 150MHz，最高運(yùn)算速度可達(dá) 1600MIPS，具有單周期執(zhí)行 8條 32 位指令的 并行運(yùn)算能力；它具有四個(gè)主 EDMA 通道和一個(gè) EDMA 輔助通道，另外 6711 有兩個(gè) McBSP，可以和多種外部總線連接。雖然 6711 內(nèi)部的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別只有 64kBytes，但是通過(guò) EMIF(外部存儲(chǔ)器接口 )其外部的存儲(chǔ)器空間最大可以擴(kuò)展到 52M字節(jié)。 32位的 EMIF 允許外接不同的設(shè)備，包括 SBSI 洲， SDRAM， ASRAM， FLASH以及 FIFO 等。本系統(tǒng)的 EMIF 接口僅用到了 SDRAM， FLASH 和 FIFO。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 26 基于 TMS320C6711車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 車(chē)牌識(shí)別首先由攝像頭將含有車(chē) 牌圖像信息的整幅場(chǎng)景圖像采集，再送到識(shí)別電路將車(chē)牌信息 (即車(chē)牌號(hào)碼 )識(shí)別出來(lái)，最后送到液晶顯示電路將其顯示出來(lái)。可見(jiàn)，其硬件部分應(yīng)該含有光電轉(zhuǎn)換器件 (攝像頭 )、數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換器件 (給后面的車(chē)牌識(shí)別部分送入適當(dāng)?shù)臄?shù)字圖像信號(hào) )、數(shù)字圖像處理器件 (車(chē)牌識(shí)別 )和顯示器件 (顯示車(chē)牌號(hào)碼 )?；?TMS320C6711 車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)的硬件方案如圖 312 所示。 圖 312 基于 TMS320C6711的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)硬件框圖 在本設(shè)計(jì)中，圖像輸入采用 CCD 攝像頭，得到現(xiàn)場(chǎng)的待處理小區(qū)車(chē)輛圖像。由于攝像頭 輸出的信號(hào)為模擬視頻信號(hào)，所以必須將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)。視頻轉(zhuǎn)換選用 SAA7111A 完成。 ShA7111A 是 Philips 公司生產(chǎn)的單片高集成度視頻輸入處理芯片，可對(duì)攝像頭輸入的標(biāo)準(zhǔn) PAL 格式的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行 A／ D轉(zhuǎn)換。 SAA7111A 允許四路模擬視頻輸入，可編程選擇四路視頻輸入中的一路或兩路組成不同的工作模式。本系統(tǒng)采用的是一路輸入模式。 SAA7111A 的輸出格式支持 411YUV(12bit)422YUV(16bit)、CCIR656(8bit)、 565RGB、 888RGB 多種數(shù)字圖像輸出格 式。本系統(tǒng)選用 422YUV(16bit)輸出格式，它符合 CCIR601 標(biāo)準(zhǔn)。 YUV 圖像分辨率為 720 576 象素，完全滿足識(shí)別模塊的精度要求 (實(shí)際上，識(shí)別僅僅要求 Y信號(hào)即可 )。 SAA7111A 的初始化要通過(guò) CI2 總線接口實(shí)現(xiàn)。此任務(wù)由 C51 單片機(jī)完成。雖然 C51單片機(jī)不帶有 CI2 總線接口，但可以用單片機(jī) I/O 口來(lái)模擬 CI2 總線接口，即采用虛擬總線技術(shù)來(lái)模擬實(shí)現(xiàn) CI2 總線功能，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì) SAA7111A 的初始化與控制。經(jīng)SAA7111A 完成對(duì)模擬視頻信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換后，數(shù)字視頻信號(hào)送到 CPLD(EPM7128S)，幀存儲(chǔ) CY7C1049V33 控制模塊 EPM7128 C C D 圖像處理 TMS320C6711 視頻解碼芯片 SA7111A SA7111A初始化及顯示控制 C51 單片機(jī) LCD 顯示 LCM12832D 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 27 從中濾掉行、場(chǎng)消隱，保留有效的圖像信號(hào)，并進(jìn)行地址譯碼，然后將其送入存儲(chǔ)器 SRAM中，等待識(shí)別。 經(jīng) TMS320C6711 識(shí)別出來(lái)的車(chē)牌號(hào)碼，在單片機(jī)的指令控制下，輸出到 LCD 上顯示。由于車(chē) 牌號(hào)碼含有漢字，選用能顯示中文的 LCMl2832。該液晶顯示模塊的液晶屏幕為128*32，可顯示兩行，每行可顯示 8 個(gè)漢字。該模塊的字型 ROM 內(nèi)含 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)中文字型和 128個(gè) 16*8 半寬的字母符號(hào)字型；繪圖顯示畫(huà)面提供一個(gè) 64*256 點(diǎn)的繪圖區(qū)域 GDRAM， CGRAM 提供 4 組軟件可編程的 16*16 點(diǎn)陣造字功能。該模塊電源操作范圍寬 ()，其低功耗設(shè)計(jì)可滿足產(chǎn)品的省電要求。另外，與單片機(jī)等微控器的接口界面靈活 (三種模式：并行 8 位／ 4位，串行 3線／ 2 線 )。 TMS320C6711 與 SRAM 的接口設(shè)計(jì) TMS320C6711 與 SRAM 兩個(gè)芯片之間的接口電路設(shè)計(jì)如圖 312所示。 TMS320C6711和采集部分的接口是其 EMIF 接口（圖 313），它要與采集模塊的 SRAM 存儲(chǔ)器（圖 314）通信。圖像數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)在 SRAM 中，然后用 DSP 的 EMIF 接口的 EDMA 通道搬進(jìn) DSP 的處理器，再調(diào)用車(chē)牌識(shí)別的程序進(jìn)行處理。采集存儲(chǔ)所用的 SRAM 芯片型號(hào)是 CY7C1049V33。它是 512Kx8 大小的靜態(tài) RAM。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 3 J u n 2 0 1 1 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ A dm i n i s t r a t or \ D e s k t o p \ 畢業(yè)設(shè)計(jì) \ 圖 \ 圖像識(shí)別 . D D BD r a w n B y :DBA2DBA3DBA4DBA5DBA6DBA7DBA8DBA9DBA10DBA11DBA12DBA13DBA14DBA15DBA16DBA17DBA19DBA20DBA18D B C L K S 0D B D R OD B C L K 1D B D X 1D B D R 1B T I N P 0B E I N P 0B T I N P 1D B C L T N 0D B S T A T OD B E I N T 7D B E C L K O U TDBCLKX1DBFSR0DBCLKR0DBFSX0DBCLKX0DBFSX1DBCLKR1DBFSR1DBTOUT0DBTOUT1DBEINT4DSKRSTEDSKCNTL1DSKSTAT1DSKEINT6D B D 0D B D 1D B D 2D B D 3D B D 4D B D 5D B D 6D B D 7D B D 8D B D 9D B D 1 0D B D 1 1D B D 1 2D B D 1 3D B D 1 4D B D 1 5D B C E 2 D B A W E D B A R D YT M S 3 2 0 C 6 7 1 1A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A 1 0A 1 2A 1 4A 1 3A 1 1A 1 5A 1 6A 1 8A 1 7WECE__V C CG N D_ _ _NCI / O 0I / O 2I / O 1I / O 3G N DI / O 4I / O 5I / O 6I / O 7V C COENCC Y 7 C 1 0 4 9 V 3 3 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 28 圖 312 SRAM和 TMS320C6711接口電路 虛擬 CI2 總線接口設(shè)計(jì) 當(dāng) CI2 總線中只有一個(gè)主器件時(shí)， 12C 總線系統(tǒng)的工作方式稱(chēng)為單主方式。在單主方式下，由于 CI2 總線上只有一個(gè)主器件成為主節(jié)點(diǎn)，因此，該主器件會(huì)永遠(yuǎn)占據(jù)總線，而不會(huì)出現(xiàn)總線競(jìng)爭(zhēng)，此時(shí)的主節(jié)點(diǎn)也不必有自己的節(jié)點(diǎn)地址。在這種情況下，主器件若沒(méi)有 CI2 總線接口，就可以用主控制器的 I／ O 口來(lái)模擬總 CI2 線接口。 用單片機(jī)普通 I／ O口模擬 CI2 總線接口時(shí)，其硬件配置非常簡(jiǎn)單，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的 I／ O 口很多，并且大多 I／ O口都是雙向的，因此可以直接用兩個(gè) I／ O線作為 CI2 總線的串行時(shí)鐘線 SCL 和串行數(shù)據(jù)線 SDA。圖 315 為 89C51 單片機(jī)與 SAA7111A 的硬件連接圖。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 3 J u n 2 0 1 1 S