基于DSP芯片和视频A/D芯片实现图像采集卡的方案设计

数字信号处理器（DSP）是数字信号处理理论与超大规模集成电路（VLSI）技术融合的结晶。目前DSP技术正广泛地应用于通信、语音、图像、航天航空、仪器仪表等领域，在推动当代信息处理数字化方面正发挥着越来越大的作用。

在利用电话线传输视频图像这一低比特率多媒体通信领域中，如果选用图像处理的专用芯片，如SAA7110、8×83104VCP以及LSI公司的专用芯片等，或者选用具有高速运算性能的高档DSP进行图像处理，都会使产生价格大幅度标升。本文介绍的采用TI公司的低档DSP芯片TMS320F206和视频A/D芯片TLC5510的图像采集卡，则为低比特率多媒体通信提供了一个廉价的解决方案。

1TLC5510芯片和TMS320F206芯片简介

1.1TLC5510简介

TLC5510是CMOS、8位、20MSPS模拟/数字器（ADC），它利用了半闪速（semiflasharchitecture）结构。TLC5510用单5V电源供电，只消耗100mW的功率。它还有内部采样的保持电路，高阻的并行输出以及内部基准电阻。

与闪速转换器（flashconverter）相比，半闪速结构减少了功率损耗和芯片尺寸。通过2步过程（2-step-process）中实现转换，可大大减少比较器的数目。转换数据的等待时间为2.5个时钟周期。

无需外部基准电压源和精密电阻，仅使用内部基准电阻和VDDA就可实现2V的满量程转换范围。25℃时的线性度误差为±0.75LSB，在整个温度范围内的线性误差最大值是±1LSB。25℃时的差分线性度误差为±0.5LSB，在整个温度范围内的差分线性度误差最大值是±0.75LSB。

1.2TMS320F206简介

TMS320F206是TI公司推出的一种DSP芯片，它是基于TMS320C5x之上的高速定点数字处理芯片，具有改进的哈佛结构（并行分离的程序和数据总线）、高性能CPU及高效的指令集等特点。其主要特性如下：

CPU具有32位CALU、32位累加器、16×16位并行乘法器、三个移位寄存器、八个16位辅助寄存器。

存储器个有224K字可寻址存储空间、544字片内DRAM、4K字片内SRA或32K字节内快闪存储器。

指令速度为50ns、35ns及25ns单指令周期。

外围电路有软件可编程定时器、软件可编程等待状态发生器、片内锁相环时钟发生器、同步和异步系列串口。

2硬件接口电路设计

2.1TLC5510前端电路设计

TLC5510前端电路如图1所示。

在电路中，模拟电源VDDA和数字电源VDDD相互独立。VDDA与数字地AGND之间及VDDD与模拟地DGND之间都用4.7μF电容、0.1μF电容和铁氧磁环去耦和消除电源的纹波。AGND与DGND分开，以避免数字信号给模拟信号带来噪声。放大后的视频信号直接加在TLC5510的19脚。TLC5510的时钟信号由TMS320F206的时钟信号输出脚CLKOUT1提供。

2.2TLC5510与TMS320F206接口电路设计

TLC5510与TMS320F206接口电路图如图2所示。

TLC5510数字地与TMS320F206的地相连。因TLC5510内部有数字输出缓冲，所以TLC5510的脚［D1：D8］gnTMS320F206脚［D0:D7］直接相连。TMS320F206的CLKOUTI脚通过一小电阻给TLC5510提供时钟信号。TMS320F206管脚A11和IS为逻辑控制，当A11为逻辑高，IS为逻辑低时，TMS320F206就可从TLC5510读取采样数据。

2.3TMS320F206与计算机串口通信

存入TMS320F206的图像数据通过串口以9600b/s的速率送入计算机，计算机将数据存到缓存区，然后通过像素点与图像转换程序在显示器上显示出来。

3接口程序设计

3.1程序常量的初始化

（1）设采样数据存储区的起始地睛为0900h

（2）设采样数为1000h

（3）设A/D地址为0800h

3.2程序步骤

（1）初始化TMS320F206

（2）加载合适的ARn

（3）选通TLC5510

（4）读取A/D转换值

（5）初始化UART

（6）向UART传数

（7）程序结束

3.3具体程序

.TItle“TLC5510Interface”

.copy“init.h”

.copy“vector.h”

.text

ADC_Addr.set0800h;设置TLC5510的地址

Mem_pointer.set0900h;设置采样数据存储区的起始地址

Count.set1000h;设置采样个数

start：larar2，#ADC_Addr

larar3，#Mem_pointer

larar4，#Count

*开始A/D转换

ldp#6h;设置页面指针使其指向50h×6=0300h处

splk#Count，0h;把采样个数放入0300h

larar4，#0300h;使AR4指向0300h

mar*，ar4;把AR4设为当前寄存器

rpt*，ar3;设置RPTC寄存器后，把AR3设为当前寄存器

in*+，ADC_Addr，ar4;读入并存储A/D转换结果

*通过UART向计算机传输数据

*初始UART口

clrcCNF;把B0块映射为数据空间

ldp#0h;设置叶面指针使其指向0h处

setcINTM;禁止所有中断

splk#0fffh，ifr;清中断

splk#0000h，60h

out60h，wsgr;设置零等待

splk#0c180h，61h;把UART口复位

splk#0e180h，61h

out61h，aspcr;打开I/O断口

splk#4fffh，62h

out62h，iosr;禁止自动波特率

splk#00082h，63h

out63h，brd;设置波特率为9600

splk#20h，imr;允许UART中断

larar3，#0900h;恢复AR3

larar4，#（Count-1）;恢复AR4

mar*，ar3;设置AR3为当前寄存器

clrcintm;打开中断

uart1：setcxf;把xf置1，开始传数

mar*，ar3;把AR3设为当前寄存器

out*+，adtr;传出数据后，把AR3加1

wait：clrcxf;关闭xf，停止传数

mar*，ar2;把AR3设为当前寄存器

in*，0fff6h;读放IOSR寄存器的状态

bit*，4;检测第12位是否为0

bcndcont，tc;如果为0，等待直到IOSR的第12位为1

bwait

skip：splk#0020h，ifr;清中断

clrcintm

mar*，ar4;传输个数减1

banzuart1，ar3;未传完，则跳到UART1，传下一个数

ret;返回

inpt1:ret

inpt23:ret

timer:ret

uart:ret

codtx:ret

codrx:ret

.end

我们将TLC5510与TMS320F206的接口设计用于煤矿井下远程多媒体低比特率通信监控系统中，已取得初步进展，这一应用可以为TMS320F206用于图像处理提供一种思路，从而为低比特率多媒体通信开辟一条廉价的途径。

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