2. 3 图像处理模块

　　2．3．1 图像采集

　　本设计图像采集电路将CCD传感器输出的模拟视频信号转换成离散的模拟视频信号，再对模拟信号进行相关双采样、自动增益控制处理后，传输至DSP转换为数字信号。具体工作流程：系统上电复位后，DSP(CXD3142)产生控制信号驱动CCD图像传感器，把光信号转换成PAL制式的模拟视频信号，并把该信号输入到CXA2096N的引脚DIN和PIN引脚。此时，在引脚SHD和SHP的控制下对输入信号进行相关双采样。当SHD信号的下降沿到来时，采样DIN信号电平，当SHP信号的下降沿到来时，再采样PIN引脚的预加电平信号，将这两路信号送到CXA2096N内部的自动增益控制电路，经差运算后输出。再对输出信号进行黑电平箝位、预消隐等处理，然后由CXA2096N的DRVOUT引脚输出。DSP产生CXA2096N的工作时序。

　　2．3．2 视频信号处理(CXD3142R)

　　本设计采用SONY公司专用信号处理器件CXD3142R作为信号处理器。CXD3142R是专用于对Ye，Cv，Mg和G补 {MOD}单片CCD输出信号进行处理的低功耗、高效率的信号处理器；具有自动曝光和自动白平衡功能，可同时输出复合视频信号和YUV 8位数字信号输出。内部集成9位A／D转换器同步信号产生电路、外部同步电路和时钟控制电路。此外，CXD3142R还具有串口通信功能，用户可在PC机中预先设定好DSP中的寄存器值，通过串口下载到DSP，并对图像信号进行自动曝光和自动白平衡等处理。图2为视频信号处理模块电路连接图。

　　图2中，H1，H2，XVl，XV2，XV3，XV4是CCD图像传感器的时序驱动信号，EEPROM用来存储DSP初始化的寄存器值。D0~D7是YUV数字信号。其具体工作流程：将CCD图像传感器采集的模拟信号经CXA2096N进行相关预处理后，相应数字信号经VIN引脚传给DSP(CXD3142)，DSP接收数字信号后，利用其内部AE／AWB检测电路、同步信号产生电路、外同步电路以及相关算法对其进行相关处理，处理完成后在行(H引脚)、场(V引脚)信号及时钟信号(PCLK)的控制下将8位数字信号经过D0~D7引脚传给FPGA模块进行相关处理。通过引脚SCK、SI、SO、XCS串口通信，通过CSROM、CASI、CSASO、CASCK引脚与外部EEPROM通信，实现DSP相关的初始化。此外，IO引脚输出经DSP处理过的复合视频信号，通过相关接口直接在CRT显示器上显示图像处理结果。

　2．4 外围接口模块
　　本设计支持RS-232C串口通信。但该串口通信需把3．3 V逻辑电平转化成RS-232C标准电平。因此采用SP3232E系列器件完成电平转换。SP3232E可从+3．0～+5．5 V的电源电压产生2Vce的RS-232C电压电平。该系列适用于+3．3 V系统。SP3232E器件的驱动器满载时典型数据速率为235 kb／s。图4为系统设计的接口电路图。

　　需要注意的是，由于采用SP3232E器件，其驱动能力有限，该接口电路只适用于近距离传输。如果要进行远距离传输，则必须加强信号传输能力。

　3 系统硬件调试

　　系统硬件调试应先调试电源模块，如果系统电源错误，器件将损坏；然后调试DSP模块。DSP上电后，空闲情况下一般不会发热，若有轻微的发热情况应立即断开电源以免损坏DSP器件，其主要原因是把DSP的工作电压接到DSP的非电压引脚。DSP的工作电压正常后，再检查复位电路、时钟电路是否正确。如果DSP的时钟引脚无信号，一般是电路虚焊。如果有信号，但工作频率达不到系统工作的正常值，则通过调整外部可调电容。如果还达不到要求，则应考虑时钟信号是否受到低频信号干扰，就要认真检查电路板，必要时应修改布线。FPGA模块的调试与上述方法相同。

　　4 结论

　　该系统设计已成功应用于数字视频展台项目。目前该产品已投入生产，但图像质量还有待提高，可能是模拟视频信号失真和白平衡的值设置不恰当。该设计方案具有较强的灵活性，还可应用于监控、安防等产品开发。