图像采集通用控制系统的设计与实现.pdf

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1、图像采集通用控制系统的设计与实现张超，古乐野，徐晓，乔忠慧(中国科学院成都计算机应用研究所，四川成都610041）摘要：本文介绍了一种基于ARM的实时图像采集通用控制系统的设计与实现。在设计中主要采用了LPC2132微控制器芯片和四相步进电机正弦波驱动器STK672—080芯片。文中主要介绍了该控制系统的工作原理、系统组成、硬件设计以及软件设计中的关键问题。关键词：ARM；图像采集；人机交互；步进电机中图分类号：TP368.1文献标志码：BDesignandImplementationofUniversalCon

2、trolSysteminImageCollectionZHANGChao,GULe-ye,XUXiao,QIAOZhong-hui(ChengduInstituteofComputerApplication,ChineseAcademyofSciences,Chengdu,Sichuan610041,China)Abstract：Thispaperintroducedthedesignandimplementationofreal-timeimagecollection’scontrolsystembasedon

3、ARM.LPC2132microcontrollerandthesinewavesteppingmotordriverwereadoptedinthesystem.Thispaperalsodescribedtheconstructofthesystem,designofhardware,severalcriticaltechniquesinthedevelopmentofsoftwareofthecontrolsystem.Keywords:ARM;imagecollection;human-computeri

4、nteraction;steppingmotor0引言OCR（OpticalCharacterRecognition）阅读机是以实时图像采集和图像处理为核心技术的,主要由送纸机构、扫描主体和接纸机构三部分组成。送纸机构主要功能是搓动纸张，并将纸张传送到扫描主体中；扫描主体的主要功能是采集图像，并将纸张传送到接纸机构中；接纸机构主要功能是装载已经扫描过的纸张。在OCR阅读机中，控制系统的性能直接决定图像采集的速度。本文介绍了一种基于ARM的图像采集通用控制系统的设计方案，这种方案比较稳定、可靠，还大大提高了图像采集

5、的速度。1系统结构设计和工作原理显示驱动及按键模块控制数据控制控制电源模块ARM主控模块电机驱动模块数据信号采集模块图1OCR阅读机的控制系统部分组成框图本控制系统主要有ARM主控模块、电源模块、信号检测模块、电机驱动模块和显示驱动及按键模块五个部分；ARM控制模块是主控模块；电源模块提供系统中各芯片所需的电压；电机驱动模块主要负责控制步进电机；显示驱动及按键模块用来输出与用户进行交互的提示信息，并识别用户的按键信息。图1是OCR阅读机的控制系统部分的结构组成。在OCR阅读机的控制系统中有两个步进电机：送纸电机和

6、走纸电机。送纸电机用于在送纸机构处搓动纸张，把纸张传送到扫描通道中；走纸电机用于把扫描通道中的纸张传送到接纸机构中。以ARM为核心的控制系统是OCR阅读机的控制系统部分，主要功能是利用信号采集模块采集的纸张有无信号以及用户提供的按键信息对步进电机进行准确控制，同时在显示驱动模块输出已经扫描的纸张数目以及扫描故障等信息，以方便与用户进行交互。2主要芯片介绍在图像采集控制系统中用到的芯片主要有ARM微控制器芯片、步进电机驱动器。ARM芯片选用的是Philips公司的LPC2132微控制器芯片；嵌入式运动控制技术广泛采

7、用ARM微控制器芯片，它包含了多个学科，它覆盖了嵌入式技术、计算机技术、智能控制技术、检【1】测技术和运动控制技术等诸多方面。步进电机驱动器选用的是SANYO公司的四相步进电机正弦波驱动器STK672—080。2.1LPC2132CPU简介LPC2132CPU是Philips公司推出的基于ARM7TDMI-S核的精简指令系统的32位高速处【2】理器，具有高集成度和高性价比，很适合于嵌入式系统设计。它的工作电压为3.3V，大大降低了功耗，内核ARM7TDMI-S的工作电压仅为2.5V。较小的封装和极低的功耗使LPC

8、2132CPU可以理想地用于小型系统中，如访问控制、POS机、通信网关、协议转换器、嵌【3】入式软modem、声音辨别和低端成像、以及工业控制和医疗系统中。LPC2132CPU本身的特点很好的满足了本系统的需要。2.2STK672-080简介STK672-080是SANYO公司生产的一种步进电动机驱动器厚膜混合集成电路，它的输出级使用功率MOSFET组成，同时包含一个内部