摘要：介绍一种基于DSP的黑白电视信号采集电路。电路由通信视频A/D转换器构成,DSP启动A/D转换并读取A/D转换结果。电路结构简洁、成本低、容易实现,能满足黑白电视信号采集的需要。
关键词：视频图像采集 A/D转换 DSP TMS320C54x
引言
视频图像采集的方法很多,基本上可分为2大类：自动图像采集和基于处理的图像采集。前者采用专用图像采集芯片,自动完成图像的采集、帧存储器地址生成以及图像数据的刷新;除了要对采集模式进行设定外,主处理器不参与采集过程。这种方法的特点是采集不占用CPU的时间,实时性好,适合活动图像的采集,但电路较复杂、成本高。后者采用通用视频A/D转换器实现图像的采集,不能完成图像的自动采集,整个采集过程在CPU的控制下完成,由CPU启动A/D转换,读取A/D转换数据,将数据存入帧存储器。其特点是数据采集占用CPU的时间,对处理器的速度要求高,但电路简单、成本低、易于实现,能够满足某些图像采集系统的需要。下面以TI公司的TMS320VC5402（以下简称C5402）DSP[1]为例,介绍基于数据信号处理器（DSP）的视频图像采集电路和采集方法。
1 电路原理
采集电路如图1所示,由视频缓冲器、视频A/D转换器和视频同步分离电路等组成。
1.1 视频缓冲器
来自摄像机的标准黑白全电视信号的幅度峰-峰值为1V,要送往A/D转换器和行、场同步分离电路,而A/D转换器的满量程为2V,因此,视频缓冲器要对全电视信号进行阻抗匹配和电压放大,并能对全电视信号进行黑电平调整。图1中,U8构成视频缓冲器,增益为+2;调整电阻W1可以调整输出信号的直流电平;R16是输入匹配电阻,阻值大小由信号源决定,本电路中为75Ω。
1.2 A/D转换器
A/D转换器采用TI公司的TLC5510芯片。TLC5510为5V电源、8bit、20Msps的高速并行A/D转换器,最大量程为2V。
TLC5510的参考电压可由其内部的3个电阻R1、Rref、R2设定,如图2所示。
TLC5510有1个转换时钟输入端（CLK）和1个片选端（OE）。CLK的下降沿启动A/D转换,1次A/D转换需要2.5个CLK周期,即第1个CLK的下降沿启动A/D转换后,要等第3个CLK的上升沿出现时,第1个A/D转换数据才会准备好。当片选信号（OE）为低电平时,A/D转换数据输出到外部数据总线上,供DSP读取。
1.3 采集电路的DSP的连接
采集电路与C5402的连接如图3所示。其中,U19是16位宽度的高速总线收发器,并具有电平转换的功能,将5V的奇偶场信号、复位同步信号和A/D转换器输出的数字信号转换为C5402能接受的3.3V信号。
仔细分析了TLC5510的工作原理和C5402的读/写时序[1]后,没有将TLC5510作为C5402的扩展I/O口,而是将TLC5510作C5402的一个扩展的外部存储单元。用该单元的读选通信号（ADR）与TLC5510的CLK和OE相连（如图3所示）,这样C5402读TLC5510时,1条读数指令完成2个操作：启动A/D转换并读取A/D转换数据。不过当前的A/D转换结果要等到第4次读该端口时才能得到,A/D转换的时序如图4所示。读选通信号（ADR）是由高速译码器（74AHCT138）经过一级译码得到。这种设计方案既简化了线路,又简化了数据采集的程序设计,减少了DSP参与A/D转换的时间。实验证明该设计方案性能优越——DSP在采集图像数据时只要
