ET21X110A影像传感器的原理与应用 [日期：2005-4-14] 来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：华东师范大学 詹汪华 朱仁龙 赵俊逸 [字体：电子有限公司设计生产的CMOS影像传感器ET21X110A芯片的特点、结构、原理以及应用。

关键词：CMOS影像传感器 ET21X110A 等效亮点

由台湾义统电子有限公司设计的ET21X110A是一款内含CMOS影响传感阵列、信号处理电路和8位微控制器的集成传感芯片；具有集成度高、价格低、功耗低和体积小的优点；可广泛应用于各种低分辨率图像信号采集、移动目标侦查和字图辨认等应用系统中。

晶振)。传感器以帧为单位，按从右到左、从上到下的次序不断输出每个感光元的灰度信号。通过改变芯片外部有关引脚的连接方式可以选择：

*图像像素——32×3232、24×24、20×20、16×16；

*感光时间——15～255个感光时间单元；

*影像信号输出方式——并行输出、串行输出（RS232标准）；

*背景消噪——可以抵消CMOS器件本身的噪声对成像的影响。

1．2 等效亮点输出模式

传感器按一定的算法对采集到的1帧图像信号全部进行计算。计算结果是得到一组可以表征该帧图像特征的数据（称为等效亮点）。传感器输出该点的数据，即等效亮点的坐标（X、Y）和亮度（Z）。通过改变芯片外部有关引脚的连接方式可以选择：

*图像像素——32×32、16×16；

*等效亮点信号输出方式——串行输出（RS232标准）；

*背景消噪——可以抵消CMOS器件本身的噪声对测量的影响。

2 结构和原理

2.1 结构

ET21X110A芯片采用32引脚的PLCC封装，外形如图1（a）所示。使用芯片时，须将微型光学镜头安插在芯片顶部的矩形凹槽中。ET21X110A芯片由CMOS传感阵列、模拟信号放大与处理模块、A/D转换模块、状态控制模块和算法模块五部分构成，如图2所示。

CMOS传感阵列感光后，每个感光单元中的CMOS晶体管会发生电荷变化，形成一个模拟电压。该模拟电压经过放大以后，由A/D转换模块转换成数字信号。芯片内置的微控制器按照外接引脚电平的选择，确定芯片的工作模式、参数设置、输出方式、系统复位、图像信号处理、算法处理以及RS232串行协议处理等。芯片主要引脚的功能说明如表1所列。

表1 ET21X110A主要引脚的功能说明

名 称功 能类 型EO（7：4）感光时间选择输入M1，M0图像像素选择输入RESET系统复位输入BS工作模式选择输入BG背景消噪功能选择输入XLT_IN系统时钟系统LED_EN二次感光源LED控制输出FS帧指示信号系统STRA/D转换指示信号系统D(7:2)并行输出数据信号输出RS232串行输出数据信号输出

2．2 模式选择与设置

模式选择与设置如表2、3、4所列。

表2 工作模式和数据输出方式选择

BS工作模式数据输出方式BS=0行扫描成像模式同时有串行（RS232）、并行BS=1等效亮点模式只有串行（RS232）

表3 图像像素选择

图像像素M1,M0行成像模式等效亮点模式32×32M1=0，M0=0M1=024×24M1=0，M0=1　20×20M1=1，M0=1　16×16M1=1，M0=1M1=1

表4 感光时间选择

EO7～EO4感光时间1111255个感光单元1000143个感光单元000131个感光单元000015个感光单元

当背景消噪的选择是：

当BG=0时，要背景消噪；

当BG=1时，不要背景消噪。

二极管的驱动电路，传感器芯片会自动对二次感光的信号进行处理，达到消除背景噪声的目的。

电源接通以后，在PC机端就可以接收到芯片传送过来的图像数据。使用VB编程时，一种较简单的方法就是用VB中的MSCOMM控件。在设计程序时要注意，控件的属性设置一定要与串行通信传输速率、数据位、停止位的格式相匹配。由于每一帧图像数据传输前，芯片都会先发送两个字节的帧同步信号FFH和00H，因此可以用这一特点来检测1帧图像的起始点。

ET21X110A影像传感器的原理与应用 [日期：2005-4-14] 来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：华东师范大学 詹汪华 朱仁龙 赵俊逸 [字体：电子有限公司设计生产的CMOS影像传感器ET21X110A芯片的特点、结构、原理以及应用。

关键词：CMOS影像传感器 ET21X110A 等效亮点

由台湾义统电子有限公司设计的ET21X110A是一款内含CMOS影响传感阵列、信号处理电路和8位微控制器的集成传感芯片；具有集成度高、价格低、功耗低和体积小的优点；可广泛应用于各种低分辨率图像信号采集、移动目标侦查和字图辨认等应用系统中。

晶振)。传感器以帧为单位，按从右到左、从上到下的次序不断输出每个感光元的灰度信号。通过改变芯片外部有关引脚的连接方式可以选择：

*图像像素——32×3232、24×24、20×20、16×16；

*感光时间——15～255个感光时间单元；

*影像信号输出方式——并行输出、串行输出（RS232标准）；

*背景消噪——可以抵消CMOS器件本身的噪声对成像的影响。

1．2 等效亮点输出模式

传感器按一定的算法对采集到的1帧图像信号全部进行计算。计算结果是得到一组可以表征该帧图像特征的数据（称为等效亮点）。传感器输出该点的数据，即等效亮点的坐标（X、Y）和亮度（Z）。通过改变芯片外部有关引脚的连接方式可以选择：

*图像像素——32×32、16×16；

*等效亮点信号输出方式——串行输出（RS232标准）；

*背景消噪——可以抵消CMOS器件本身的噪声对测量的影响。

2 结构和原理

2.1 结构

ET21X110A芯片采用32引脚的PLCC封装，外形如图1（a）所示。使用芯片时，须将微型光学镜头安插在芯片顶部的矩形凹槽中。ET21X110A芯片由CMOS传感阵列、模拟信号放大与处理模块、A/D转换模块、状态控制模块和算法模块五部分构成，如图2所示。

CMOS传感阵列感光后，每个感光单元中的CMOS晶体管会发生电荷变化，形成一个模拟电压。该模拟电压经过放大以后，由A/D转换模块转换成数字信号。芯片内置的微控制器按照外接引脚电平的选择，确定芯片的工作模式、参数设置、输出方式、系统复位、图像信号处理、算法处理以及RS232串行协议处理等。芯片主要引脚的功能说明如表1所列。

表1 ET21X110A主要引脚的功能说明

名 称功 能类 型EO（7：4）感光时间选择输入M1，M0图像像素选择输入RESET系统复位输入BS工作模式选择输入BG背景消噪功能选择输入XLT_IN系统时钟系统LED_EN二次感光源LED控制输出FS帧指示信号系统STRA/D转换指示信号系统D(7:2)并行输出数据信号输出RS232串行输出数据信号输出

2．2 模式选择与设置

模式选择与设置如表2、3、4所列。

表2 工作模式和数据输出方式选择

BS工作模式数据输出方式BS=0行扫描成像模式同时有串行（RS232）、并行BS=1等效亮点模式只有串行（RS232）

表3 图像像素选择

图像像素M1,M0行成像模式等效亮点模式32×32M1=0，M0=0M1=024×24M1=0，M0=1　20×20M1=1，M0=1　16×16M1=1，M0=1M1=1

表4 感光时间选择

EO7～EO4感光时间1111255个感光单元1000143个感光单元000131个感光单元000015个感光单元

当背景消噪的选择是：

当BG=0时，要背景消噪；

当BG=1时，不要背景消噪。

二极管的驱动电路，传感器芯片会自动对二次感光的信号进行处理，达到消除背景噪声的目的。

电源接通以后，在PC机端就可以接收到芯片传送过来的图像数据。使用VB编程时，一种较简单的方法就是用VB中的MSCOMM控件。在设计程序时要注意，控件的属性设置一定要与串行通信传输速率、数据位、停止位的格式相匹配。由于每一帧图像数据传输前，芯片都会先发送两个字节的帧同步信号FFH和00H，因此可以用这一特点来检测1帧图像的起始点。

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