基于arm的视频图像采集系统.doc

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1、基于arm的视频图像采集系统摘要：本系统采用了Samsung公司生产的S3C2440芯片作为嵌入式处理器，再结合系统所需的外围硬件构成基本硬件电路。主要包括二大部分：处理器和存储器部分；电源时钟复位电路部分；外围接口电路部分。在对各部分硬件进行详细设计后，接下来详细介绍了嵌入式软件平台的构建，包括如何移植Linux操作系统：基于嵌入式Linux下USB接口摄像头视频设备采集；移植H.264视频压缩库和视频传输程序的编写。1抓拍系统开发环境的构建本文所设计的采集系统按功能可划分为嵌入式主控模块、视频采集模块、网络传输模块、等三大部分。图1-1为本系统的系统框架图:1.USB

2、数字摄像头采集图像数据:2.采集传输应用程序通过摄像头驱动从摄像头获取到采集的图像数据:3.采集传输应用程序调用H.264编码库对图像数据进行压缩:4.采集传输应用程序将压缩后的图像数据通过网络传输给windowsPC上的显示程序:5.Windows上的显示程序对图像数据进行解码并显示:图1-1软件架构图本系统的嵌入式主控模块是基于Samsung公司生产的S3C2440这款处理器，主要作用是实现对各模块数据的响应、处理以及控制。在硬件上，主控模块包括电源、时钟、复位电路、存储模块、以太网接口电路等。在软件上，主控模块上运行Linux操作系统，管理各应用程序模块进程并调度各

3、进程。1.1采集系统的硬件平台设计本系统的核心处理器为二星公司的S3C2440，外扩64M的SDRAM存储器以及64M的FLASH存储器，外围接口电路模块:包括USB接口电路，以太网网卡DM9000接口电路以及网眼3000的数字摄像头等。本系统的硬件结构如图1-2所示。图1-2系统硬件架构图1.1.1电源、时钟模块设计系统各部分硬件要求提供1.8V和3V的电压。其中S3C2440处理器内核需要提供1.8V电源，NandFlash,SDRAM及DM9000等芯片需要提供3V电源，所以本系统采用了LM1117-3.3和LM1117-1.8电压转换芯片设计稳压电源，得到1.8V

4、和3.3V的所需电压。USB控制器需要提供5V的电源。本文采用了5V直流电压供电。LM1117是一个低压差电压调节器系列。其压差在1.2V输出，负载电流为800mA时为1.2V。LM1117有5个固定电压输出(1.8V,2.5V,2.85V,3.3V和5V)的型号。根据本系统的需要，这里选用了电压输出为1.8V和3.3V两型号。时钟电路为CPU和其它外围电路提供精准的工作时钟，按照电路中设计使用的器件特性分为有源和无源晶振，在本系统的设计电路中采用的是无源晶振。ARM芯片均提供时钟发生电路，结合一定的辅助电路的配合就可以得到所需要的时钟信号。基十ARMS的这款S3C244

5、0芯片的时钟控制逻辑可以产生为CPU核供给时钟信号的FCLK、为AHB总线供给时钟信号的HCLK、为APB总线供给时钟信号的PCLK。1.1.2外部存储器的扩展S3C2440微处理器存储空间仅有32M，应用于本系统，需要外扩存储器。本设计采用两片二星公司的HY57V来扩展64M的SDRAM。它们均4M*16bit*4bank的SDRAM芯片，这样，两片SDRAM实现了位扩展，数据总线达到了32bit，构成64M寻址空间。图1-3为S3C2440与NandFlash的接口图。图1-3S3C2440的存储器扩展框图1.1.3外围接口电路设计S3C2440内部集成了2个USBh

6、ost和一个USBdevice接口。USB的分时处理机制实现了外设的即插即用。在USB接口电路中的D+,D-均为数据输入端。USB接口中其它两根线接电源和地，设计电路中用到的电感、电阻、电容主要起滤波作用。其中还用到了起限流作用的电阻，主要是在短路时防止烧毁供电电路。抓拍系统将抓拍到的图像数据通过以太网传输到PC机客户端。由于微处理器S3C2440内部没有集成网络控制器，应本系统网络的需求，这里使用DM9000网卡芯片进行扩展。DM9000快速以太网控制处理器是DAVICOM公司推出的，合成了NINIU,MAC和PHY。图1-4为DM9000与S3C2440的连接示意图。

7、图1-4以太网接口电路本设计采用了16位的连接模式。因为DM9000没有专用的地址线，是通过地址线与数据线复用来实现。其中的CMD是命令类型控制信号，如果CMD为高，传送的为数据:如果CMD为低，传送就是地址。其中AEN是地址使能信号线，即DM9000的片选信号线，通过把LnGCS4设置为低电平控制选通DM9000。中断信号线INT占用S3C2440的7号中断，使得S3C2440可以响应DM9000的中断。DM9000与网络之间的连接由发送信号线TX+,TX-和I接受信号线RX+,RX一通过隔离变压器E-2023与以太网水晶接