基于ARM9的图像采集系统设计

摘要

现代图像采集技术的迅速发展，使得各种图像采集技术已相当成熟。随着近年来嵌入式系统的功能不断加强，嵌入式图像采集系统也得到了广泛应用。 本文重点在于设计一个基于三星ARM9处理器S3C2440A的嵌入式图像数据采集系统，完成了嵌入式系统硬件平台的设计以及运行于该平台的Windows CE.net操作系统中CMOS图像传感器驱动程序的开发。本文描述的嵌入式图像采集系统软硬件平台的设计思路、方法以及结果对嵌入式图像采集处理系统的研发具有一定的实用价值。在本系统设计的基础上，配合适当的应用程序，可以广泛应用于摄像、监控、安防、识别等各个领域。 本文根据系统功能和设计原则，将系统的硬件划分为CPU、存储器、电源、图像传感器等几个模块，提出系统硬件平台总体结构，介绍了系统中的处理器、存储器及CMOS图像传感器的硬件选型和性能特征。结合系统各个模块的工作原理，详述了系统各部分电路原理图的设计。本系统的硬件平台的PCB设计兼顾实验与应用，采用主控制板和扩展板的方式。处理器、存储器、外围接口和电源模块设计在主控制板上，图像传感器模块设计在扩展板上。可以根据需要灵活地更换不同的图像传感器扩展模块，对图像传感器外围电路、软件驱动进行调试。然后给出PCB的设计结果，并总结了高速PCB系统设计中的一些注意事项。 系统的图像传感器驱动程序是以支持S3C2440处理器的Windows CE.net驱动程序架构为基础，根据S3C2440处理器的摄像机接口单元以及图像传感器OV9650的特性和原理而设计的。重点分析图像传感器驱动程序的工作原理，介绍图像传感器驱动程序流接口函数的实现过程，以及针对其他型号的图像传感器的驱动程序的修改方法。通过测试表明，本文设计的图像传感器驱动程序能够正常工作，可以支持运行在Windows CE.net操作系统下的图像采集应用程序，系统设计基本达到了预期的功能。 论文最后简要总结了设计过程中所做的工作，同时也对图像数据采集系统后续的改进和开发做了进一步的展望。

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致谢

1 引言

1.1项目开发背景和意义

1.2嵌入式系统概述

1.2.1嵌入式系统的特点

1.2.2嵌入式系统的结构

1.3系统功能和设计原则

1.4本文主要内容和结构

2 Windows CE.net操作系统

2.1 Windows CE.net操作系统体系结构

2.2 Windows CE.net操作系统移植和开发

3 系统硬件平台设计

3.1系统硬件结构

3.1.1嵌入式处理器

3.1.2存储器

3.1.3图像传感器

3.2硬件工作原理与电路设计

3.2.1 CPU模块

3.2.2存储模块

3.2.3电源模块

3.2.4外围接口

3.2.5图像传感器模块

3.3系统PCB设计

4 图像传感器驱动程序设计

4.1 Windows CE.net驱动程序模型

4.2图像传感器驱动程序工作原理

4.2.1中断与中断处理

4.2.2流接口函数的功能

4.3图像传感器驱动程序设计

4.3.1图像传感器驱动流接口函数的实现

4.3.2图像传感器芯片初始化函数的实现

4.3.3图像传感器驱动程序动态链接库

4.3.4针对不同型号图像传感器的驱动程序修改

4.3.5调试结果

5 总结与展望

参考文献

作者简历