采用USB2.0接口的图像采集系统设计

发布时间：2023-10-04 05:38

　　图像采集主要是研究图像信息的获取、传输及存储,是图像处理技术的基础。目前的图像采集设备大都要通过计算机接口将图像数据传输到计算机中,借助计算机的高运算速度和大存储容量完成图像采集工作。传统的计算机接口在处理图像数据传输时存在成本高、使用不便等问题,针对这种情况,本论文提出一种采用USB2.0接口技术的图像采集系统方案。 论文首先简要介绍了常见的计算机接口类型,并总结和分析了这些接口的性能。其中USB2.0接口具有传输速率高、占用系统资源少、易于扩展、廉价、使用方便等优点,是目前广泛应用于数据传输的计算机接口之一。论文对USB2.0协议的体系结构和特点进行了介绍,包括基本概念、技术细节、数据传输方式、应用设备等等。 论文提出的图像采集系统方案是上位计算机提供人机界面,处理用户命令。使用USB2.0接口控制芯片作为采集板的主控芯片,接收来自上位计算机的控制命令并设置采集板的工作方式。使用CPLD配合CMOS图像传感器的时序,将图像数据存储到SRAM中。然后使用DSP读取SRAM中的图像数据,通过HPI接口和主控芯片的GPIF接口通信,将图像数据传送到上位计算机中存储并显示。论文介绍了实现上...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 常见计算机接口
    1.2 图像采集系统的现状
    1.3 课题的提出
    1.4 课题的研究内容
2 USB2.0 协议概述
    2.1 USB 系统结构
        2.1.1 USB 主机定义
        2.1.2 USB 设备定义
    2.2 USB 总线的物理连接及电气特性
        2.2.1 USB 连接头与电缆
        2.2.2 USB 的电气特性
    2.3 USB 数据传输格式
        2.3.1 字段(Field )
        2.3.2 信息包(Package)
        2.3.3 帧(Frame)
    2.4 USB 通信流
        2.4.1 设备端点
        2.4.2 管道
    2.5 USB 数据传输方式
        2.5.1 控制传输
        2.5.2 块传输
        2.5.3 同步传输
        2.5.4 中断传输
    2.6 USB 中的设备
        2.6.1 设备描述符
        2.6.2 USB 设备的列举过程
        2.6.3 PID/VID
3 系统的硬件构成
    3.1 采集系统总体结构
    3.2 CMOS 图像传感器
        3.2.1 CMOS 图像传感器简介
        3.2.2 OV7620
    3.3 USB2.0 接口控制芯片
        3.3.1 选型
        3.3.2 CY7C68013
    3.4 DSP 芯片TM5320VC5401
    3.5 电路设计
        3.5.1 OV7620 与CPLD EPM7128 及SRAM 的连接
        3.5.2 EPM7128 及其内部逻辑电路设计
        3.5.3 DSP 芯片与U582.0 接口芯片的连接
        3.5.4 CY7C68013 外围电路及USB 接口电路设计
        3.5.5 系统电源及时钟电路设计
    3.6 印刷电路板设计
4 系统软件开发
    4.1 DSP 芯片程序开发
        4.1.1 开发工具
        4.1.2 程序设计
    4.2 USB2.0 固件程序设计
        4.2.1 固件程序
        4.2.2 固件架构
        4.2.3 用户函数
        4.2.4 端点配置
        4.2.5 OV7620 的配置
        4.2.6 GPIF 功能模块
    4.3 设备驱动程序及应用程序设计
        4.3.1 设备驱动相关知识
        4.3.2 USB 设备驱动程序体系结构
        4.3.3 USB 设备驱动程序设计
    4.4 应用程序设计
        4.4.1 VC++的编程特点
        4.4.2 应用程序设计
5 结束语
    5.1 总结
    5.2 设计的改进与完善
致谢
参考文献
附录A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
附录B 实验图片



本文编号：3851425