基于DSP的視頻監控系統硬件電路設計

　　目前視頻監控廣泛應用于安防監控、工業(yè)監控和交通監控等領(lǐng)域。視頻監控系統大致經(jīng)歷3個(gè)階段：首先是基于模擬信號的電視監控系統，其功能單一、易受干擾且不易擴展；隨后出現基于PC機的圖像監控系統，其終端功能較強．但價(jià)格昂貴，穩定性差；近年來(lái)，隨著(zhù)嵌入式技術(shù)成熟，嵌入式視頻采集處理系統具有可靠性高、速度快、成本低、體積小、功耗低、環(huán)境適應性強等優(yōu)點(diǎn)。

　　視頻信號處理電路

　　本設計采用SONY公司專(zhuān)用信號處理器件CXD3142R作為信號處理器。CXD3142R是專(zhuān)用于對Ye，Cv，Mg和G補色單片CCD輸出信號進(jìn)行處理的低功耗、高效率的信號處理器；具有自動(dòng)曝光和自動(dòng)白平衡功能，可同時(shí)輸出復合視頻信號和YUV 8位數字信號輸出。內部集成9位A／D轉換器同步信號產(chǎn)生電路、外部同步電路和時(shí)鐘控制電路。此外，CXD3142R還具有串口通信功能，用戶(hù)可在PC機中預先設定好DSP中的寄存器值，通過(guò)串口下載到DSP，并對圖像信號進(jìn)行自動(dòng)曝光和自動(dòng)白平衡等處理。圖2為視頻信號處理模塊電路連接圖。

　　圖 2中，H1，H2，XVl，XV2，XV3，XV4是CCD圖像傳感器的時(shí)序驅動(dòng)信號，EEPROM用來(lái)存儲DSP初始化的寄存器值。D0~D7是YUV 數字信號。其具體工作流程：將CCD圖像傳感器采集的模擬信號經(jīng)CXA2096N進(jìn)行相關(guān)預處理后，相應數字信號經(jīng)VIN引腳傳給 DSP（CXD3142），DSP接收數字信號后，利用其內部AE／AWB檢測電路、同步信號產(chǎn)生電路、外同步電路以及相關(guān)算法對其進(jìn)行相關(guān)處理，處理完成后在行（H引腳）、場(chǎng)（V引腳）信號及時(shí)鐘信號（PCLK）的控制下將8位數字信號經(jīng)過(guò)D0~D7引腳傳給FPGA模塊進(jìn)行相關(guān)處理。通過(guò)引腳SCK、 SI、SO、XCS串口通信，通過(guò)CSROM、CASI、CSASO、CASCK引腳與外部EEPROM通信，實(shí)現DSP相關(guān)的初始化。此外，IO引腳輸出經(jīng)DSP處理過(guò)的復合視頻信號，通過(guò)相關(guān)接口直接在CRT顯示器上顯示圖像處理結果。

　　外圍接口模塊

　　本設計支持RS-232C串口通信。但該串口通信需把3．3 V邏輯電平轉化成RS-232C標準電平。因此采用SP3232E系列器件完成電平轉換。SP3232E可從+3．0～+5．5 V的電源電壓產(chǎn)生2Vce的RS-232C電壓電平。該系列適用于+3．3 V系統。SP3232E器件的驅動(dòng)器滿(mǎn)載時(shí)典型數據速率為235 kb／s。圖4為系統設計的接口電路圖。

　　需要注意的是，由于采用SP3232E器件，其驅動(dòng)能力有限，該接口電路只適用于近距離傳輸。如果要進(jìn)行遠距離傳輸，則必須加強信號傳輸能力。