【正文】 00 ,controls the USB camera to capture image first， and then it changes the image format and controls the LCD displayer to show the picture . With the only main control chip ,the system can capture and display images , this makes the system have practical implications and more closer to our true life. Keyword： ARM 。為了克服傳統(tǒng)圖像采集系統(tǒng)的不足，本文采用常見的 USB 攝像頭作為圖像采集設(shè)備，利用FS_s5pc100 開發(fā)板進(jìn)行操作系統(tǒng)移植， 采用 s5pc100 芯片直接控制 USB 攝像頭進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集，經(jīng)格式轉(zhuǎn)化后，通過 LCD 控制器在液晶顯示屏上顯示。 I 基于 ARM 的圖像采集系統(tǒng) 摘 要 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于生活的安全、方便、快捷的要求越來越高，圖像采集已經(jīng)越來越多地用于智能家居、圖像識(shí)別、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。 本文通過研究當(dāng)前數(shù)字圖像采集系統(tǒng)的研究成果和發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì)了一種 基于 ARM 的數(shù)字圖像采集系統(tǒng) ,論文重點(diǎn)研究了系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) 。該系統(tǒng)使用主控芯片完成了圖像采集和傳送，實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)貼近于生活，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 Image Acquisition。USB III 目 錄 第 1 章 前言 .............................................................................................................. 1 第 2 章 相關(guān)器件 ...................................................................................................... 3 攝像頭 ............................................................................................................ 3 顯示器 ............................................................................................................ 5 第 3 章 總體設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 9 功能需求 ......................................................................................................... 9 工作原理 ......................................................................................................... 9 軟硬件規(guī)劃 .................................................................................................... 10 硬件規(guī)劃 ............................................................................................ 10 軟件規(guī)劃 .......................................................................................... 10 第 4 章 硬件設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 11 開發(fā)板 amp。 開發(fā)環(huán)境搭建 .............................................................................. 16 Linux 系統(tǒng)及 Linux 內(nèi)核簡介 ....................................................... 16 Linux 環(huán)境搭建步驟概述 ............................................................... 16 Linux 交叉編譯環(huán)境搭建 ............................................................... 17 Bootloader 移植 ............................................................................. 19 Linux 內(nèi)核移植與配置 ................................................................... 20 Linux 文件系統(tǒng) ............................................................................... 21 linux 設(shè)備驅(qū)動(dòng)移植 ................................................................................... 23 基礎(chǔ)知識(shí) ........................................................................................... 23 設(shè)備介紹 ........................................................................................... 24 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng) ........................................................................................... 25 圖像采集 ...................................................................................................... 27 軟件流程 .......................................................................................... 27 程序設(shè)計(jì) .......................................................................................... 27 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 33 致 謝 ........................................................................................................................ 34 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 35 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 前言 圖像采集起源于 20 世紀(jì) 80年代中期。 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，圖像采集經(jīng)過了幾個(gè)發(fā)展階段。后來高速單片機(jī)，以及更高速的處理芯片 DSP， FPGA 以及 ARM 紛紛問世，這讓數(shù)據(jù)采集速度得到了飛速的發(fā)展，同時(shí)基于 PC 的高速數(shù)據(jù)采集也日趨成熟。對(duì)圖像進(jìn)行采集、處理歷來都是一個(gè)熱點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。近年來，對(duì)圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求日益提高，在日常生活、科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)中，都迫切需要廉價(jià)、易擴(kuò)展、功能強(qiáng)勁的圖像采集系統(tǒng)。然而這種利 用通用 PC 機(jī)來進(jìn)行圖像采集的方式會(huì)隨之帶來體積大、成本高、無法嵌入對(duì)象內(nèi)部等顯著問題。然而在 PC 上使用 USB攝像頭時(shí)通常都需要安裝由其生產(chǎn)廠商提供的 Windows 操作系統(tǒng)下的專用驅(qū)動(dòng)程序，想在單片機(jī)系統(tǒng)中直接應(yīng)用非常困難。在嵌入式系統(tǒng)的高端應(yīng)用中，進(jìn)行多年技術(shù)準(zhǔn)備的 ARM公司適時(shí)推出了 32位的 ARM 系列微處理器，以明顯的性能優(yōu)勢迅速奠定了其主流地位。在流行的數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機(jī)頂盒和游戲機(jī)中，都已經(jīng)從采用 DSP，轉(zhuǎn)而大量利用 ARM 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。但隨著嵌入式操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，嵌入成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 式系統(tǒng)與 PC 機(jī)上的開發(fā)技術(shù)漸漸融合，加上近年來中星微等免驅(qū)攝像頭芯片的推出，使得這個(gè)難題逐漸有了解決之道。基于 ARM 和 Linux 操作系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)是近年來最為流行的一門新技術(shù)，被公認(rèn)為是嵌入式系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。 成都理工大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 相關(guān)器件 攝像頭 攝像頭 (CAMERA)又稱為電腦相機(jī)， 電腦眼 等，是一種 視頻 輸入設(shè)備 ，被 廣泛的運(yùn)用于 視頻會(huì)議 ，遠(yuǎn)程 醫(yī)療及 實(shí)時(shí)監(jiān)控 等方面。 如圖 11所示： 圖 11 攝像頭工作流程 攝像頭可分為 數(shù)字 攝像頭和模擬攝像頭兩大類。模擬攝像頭捕捉到的視頻信號(hào)必須經(jīng)過特定的視頻捕捉卡將 模擬信號(hào) 轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)上運(yùn)用。 雖然攝像頭看起來很簡單，但攝像頭從誕生以后不斷在進(jìn)行著巨大變化，在此期間， PC 攝像頭共經(jīng)歷了三次行業(yè)革命性技術(shù)發(fā)展。其中， USB接口的帶寬可以說是圖像傳感器和數(shù)字信號(hào)處理芯片無法逾越的瓶頸，如果不改進(jìn) USB 接口，其他內(nèi)部芯片的數(shù)據(jù)傳輸量就必然受到限制，所以 ，最先發(fā)起的攝像頭技術(shù)變革就是 USB 接口的全面升級(jí)。電腦攝像頭從 接口升級(jí)成 接口，也成為了一次里程碑式的行業(yè) 技術(shù)提升。此時(shí)，電腦攝像頭的芯片方案已經(jīng)超過了 100 多種！電腦攝像頭的芯片方案多達(dá)百種 ， 導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)的重裝或者升級(jí)頻率給人們帶來極大的不便。正是在這種背景下，免驅(qū)攝像頭蓬勃發(fā)展。 3）、 免驅(qū)攝像頭到 HD CAM 攝像頭的應(yīng) 用 變革 視頻捕獲能力是用戶最為關(guān)心的功能之一， 很多廠家都聲稱能達(dá)到 30 幀 /秒的視頻捕獲能力，但實(shí)際使用時(shí)并不能盡如人意。其次對(duì)畫面要求大小和清晰度的不同，捕獲能力也不盡相同。用戶應(yīng)根據(jù)自己的切實(shí)需 要，選擇合適的產(chǎn)品以達(dá)到預(yù)期的效果。 為了滿足 人們 不 斷提升的應(yīng)用需求， 2020 年 12 月，藍(lán)色妖姬率先在電腦攝像頭行業(yè)發(fā)布擁有 “ 速影技術(shù) SpeedKing“ 的高清攝像頭 [HD CAM]。顯示器是屬于電腦的 I/O 設(shè)備，即輸入輸出設(shè)備。它是一種將一定的電子文件通過特定的傳輸設(shè)備顯示到屏幕上再反射到人眼的顯示工具。例如，老式電壓、電流測試器，它們使用指針指示 電壓電流大??；發(fā)展到后來的電子顯示器件（如發(fā)光二極管、數(shù)碼管、熒光屏、液晶顯示器等）。 電子類顯示器件可 分為：陰極射線管 (CRT)、發(fā)光二級(jí)管 (LED Light Emitting Diode)、液晶顯示器 (LCD Liquid Crystal Display )、等離子顯示板（ PDP Plasma Display Panel）、有機(jī)發(fā)光二極管（ OLED Organic LightEmitting Diode)。因?yàn)榘雽?dǎo)體易于在很小的晶片上集成大規(guī)模電路，所以一個(gè) LED 可以制造得很小，以至于 LED 可以制成顯示屏，也可以作為燈使用； LED 使用 的是 冷 光源 技術(shù)，發(fā)熱量比普通的 照明燈低很多 ； LED 耗電 量 相當(dāng)?shù)?，一?LED 的工作電壓是 ， 工作電流 ，即其耗能 不超過 ；同時(shí) LED 的 光源 可以 利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使 這 三種顏色具有 256 級(jí) 的 灰度 并且 任意 混合， 即可以 產(chǎn)生 256256256＝ 16777216 種顏色，形成不同 的 光色組合， 可以實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果