作者：合肥工业大学 齐美彬 来源：《单片机与嵌入式系统应用》

tms320c54x dsp的视频图像采集接口设计 摘要：介绍一种基于dsp的黑白电视信号采集电路。电路由通信视频a/d转换器构成，dsp启动a/d转换并读取a/d转换结果。电路结构简洁、成本低、容易实现，能满足黑白电视信号采集的需要。 关键词：视频图像采集 a/d转换 dsp tms320c54x 引言 视频图像采集的方法很多，基本上可分为2大类：自动图像采集和基于处理的图像采集。前者采用专用图像采集芯片，自动完成图像的采集、帧存储器地址生成以及图像数据的刷新；除了要对采集模式进行设定外，主处理器不参与采集过程。这种方法的特点是采集不占用cpu的时间，实时性好，适合活动图像的采集，但电路较复杂、成本高。后者采用通用视频a/d转换器实现图像的采集，不能完成图像的自动采集，整个采集过程在cpu的控制下完成，由cpu启动a/d转换，读取a/d转换数据，将数据存入帧存储器。其特点是数据采集占用cpu的时间，对处理器的速度要求高，但电路简单、成本低、易于实现，能够满足某些图像采集系统的需要。下面以ti公司的tms320vc5402（以下简称c5402）dsp[1]为例，介绍基于数据信号处理器（dsp）的视频图像采集电路和采集方法。

1 电路原理 采集电路如图1所示，由视频缓冲器、视频a/d转换器和视频同步分离电路等组成。 1.1 视频缓冲器 来自摄像机的标准黑白全电视信号的幅度峰-峰值为1v，要送往a/d转换器和行、场同步分离电路，而a/d转换器的满量程为2v，因此，视频缓冲器要对全电视信号进行阻抗匹配和电压放大，并能对全电视信号进行黑电平调整。图1中，u8构成视频缓冲器，增益为+2；调整电阻w1可以调整输出信号的直流电平；r16是输入匹配电阻，阻值大小由信号源决定，本电路中为75ω。 1.2 a/d转换器 a/d转换器采用ti公司的tlc5510芯片。tlc5510为5v电源、8bit、20msps的高速并行a/d转换器，最大量程为2v。 tlc5510的参考电压可由其内部的3个电阻r1、rref、r2设定，如图2所示。按图2连接，将参考低电压设定为0.6v，参考高电压设定为2.6v，电阻rref上的2v压降即为满足程电压。当输入电压为0.6v时，a/d转换的输出数据为0；当输出电压为2.6v时，a/d转换的输出数据为255。 tlc5510有1个转换时钟输入端（clk）和1个片选端（oe）。clk的下降沿启动a/d转换，1次a/d转换需要2.5个clk周期，即第1个clk的下降沿启动a/d转换后，要等第3个clk的上升沿出现时，第1个a/d转换数据才会准备好。当片选信号（oe）为低电平时，a/d转换数据输出到外部数据总线上，供dsp读取。 1.3 采集电路的dsp的连接 采集电路与c5402的连接如图3所示。其中，u19是16位宽度的高速总线收发器，并具有电平转换的功能，将5v的奇偶场信号、复位同步信号和a/d转换器输出的数字信号转换为c5402能接受的3.3v信号。 仔细分析了tlc5510的工作原理和c5402的读/写时序[1]后，没有将tlc5510作为c5402的扩展i/o口，而是将tlc5510作c5402的一个扩展的外部存储单元。用该单元的读选通信号（adr）与tlc5510的clk和oe相连（如图3所示），这样c5402读tlc5510时，1条读数指令完成2个操作：启动a/d转换并读取a/d转换数据。不过当前的a/d转换结果要等到第4次读该端口时才能得到，a/d转换的时序如图4所示。读选通信号（adr）是由高速译码器（74ahct138）经过一级译码得到。这种设计方案既简化了线路，又简化了数据采集的程序设计，减少了dsp参与a/d转换的时间。实验证明该设计方案性能优越——dsp在采集图像数据时只要直接读tlc5510就可以了。 1.4 同步分离电路 同步分离电路