基于CMOS图像传感器的图像采集系统设计(2)

菜单

1.2 本课题的任务及要求源:自~751-·论`文'网·www.751com.cn/

CMOS具有CCD不具有的诸多优势，同时也具有更大的灵活性，己成为图像传感器主流新趋势，采用CMOS图像传感器作为本系统的图像传感器。本文主要设计一个以CMOS图像传感器为数据采集前端，以ARM为系统主控芯片，以RS232作为数据传输接口的实时图像采集系统，主要应用于自动动态监测、监控等领域。

本文的研究内容主要如下:通过了解现有及传统的国内外的图像采集系统，设计了一种新的高速图像采集系统。介绍了CMOS图像传感器技术的应用及原理，简要阐述了高速图像采集的发展现状。.根据系统需要，在比较分析的基础上，完成各部器件的选择。选择CMOS OV7620作为系统的传感器采集模块的主芯片，选择 ARM为系统核心控制芯片，采用 RS232数据传输接口.完成图像采集系统的设计。

1.3 基本内容和章节安排

1.3.1 基本内容

本文研究CMOS图像采集，主要研究内容包括如下几方面:

1）研究CMOS图像传感器OV7620工作原理。并对CMOS OV7620图像传感器进行了详尽介绍。

2）研究ARM工作原理，并对ARM进行了研究，工作原理进行分析。

3）进行串口数据连接，将数据传输到PC机中进行后续处理。

1.3.2 章节安排

全文共分5章具体安排

第一章绪论。本章首先介绍了本课题的背景和意义，并分别图像采集系统的国内外研究现状，列出本文的的主要研究内容。

第二章总体设计方案。本章介绍了CMOS图像传感器的图像采集系统的总体方案。包括系统主要技术指标、整体设计方案、主要器件选型和系统软件设计方案。

第三章硬件电路设计。本章主要介绍了硬件电路设计，并对每一部分电路进行了详细设计，分析与讨论。详细论述了ARM的详细特性与说明及CMOS OV7620的工作原理与数据接口。并对整体的系统设计进行了论证分析。

第四章系统软件部分设计。详细描述了系统要实现的功能，并对系统程序流程路进行了分析，对每一部分的电路进行了程序的编制与说明

第五章总结。对本论文讨论的系列问题进行了总结与分析，并指出未尽之处。论文网

2 总体设计方案

2.1 图像传感器的选取

图像传感与数字成像技术在科学研究航空航天行业、兵器行业，工业生产、生物技术以及日常生活中的作用越来越重要。目前，图像传感器主要分为两大类，即CCD图像传感器和CMOS图像传感器。

2.1.1 CCD图像传感器

CCD图像传感器（Charged Coupled Device）于1969年在贝尔试验室研制成功，之后由日商等公司开始量产，其发展历程已经将近30多年，从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的500万像素。CCD分为线型（Linear）与面型（Area）两种，其中线型应用于影像扫描器及传真机上，而面型主要应用于数码相机（DSC）、摄影机、监视摄影机等多项影像输入产品上。线阵CCD像敏单元为一行，每次仅能对一行图像进行成像。线阵CCD有单沟道和双沟道之分，其光敏区是MOS电容或光敏二极管结构，生产工艺相对较简单。它由光敏单元阵列与移位寄存器扫描电路组成，特点是处理信息速度快，外围电路简单，易实现实时控制，但获取信息量小，不能处理复杂的图像。面阵CCD像敏单元组成一个阵列，每次能够对一帧图像进行成像。面阵CCD由光敏区、暂存区和水平读出寄存器等三部分构成，结构复杂。它由很多光敏区排列成一个方阵，并以一定的形式连接成一个器件，获取信息量大，能处理复杂的图像。面阵CCD能在水平方向和垂直方向实现电子自扫描，可以获得二维图像 CCD作为图像传感器存在的不足之处主要表现在以下两个方面:一是CCD传感器不易于在一个芯片上集成信号放大、信号处理电路以及，模数转换器，故只能输出模拟信号，输出的模拟信号需要进行地址译码、模数转换、信号放大，同时还需电源较多，一般需要向CCD芯片提供三种不同电压。二是CCD像素阵列驱动电路复杂，同时需要使用相对高的工作电压，制造工艺复杂，需要专用生产线，不能借用现在成熟的集成电路生产线，不能与深亚微米超大规模集成技术相兼容。文献综述