首要论说运用USB2.0单片机接口技能完结高分辨率（640×480点阵以上）、快速（24帧/s以上）全数字图画的实时收集、传输的原理、办法和体系完结，以及相应的固件程序规划。
导言
传统的办法是用视频收集卡（如1394）对视频信号进行收集，运用相应的软件传给PC机，既不便利，也不经济。本文介绍一种运用Cypress公司2002年发布的国际上第一块带 有USB2.0接口的芯片CY7C68013与PC机（主板为支撑USB2.0的华硕主板PB533）完结了高分辨率（640×480点阵以上）、快速（24帧/s以上）、全数字图画的实时收集体系。
1 数字图画的实时收集原理
数字图画的实时收集原理如图1所示。在图1中，以Omnivision technologies公司的OV7620/7120芯片作为图画收集芯片，其首要特色是该芯片可供给0.5～30帧/s，640×480像素点阵CMOS的五颜六色或是非数字图画，作业频率为27MHz，像素时钟为27MHz；以Cypress公司的CY7C68013作为CPU操控和USB2.0接口芯片，该芯片的首要特色是在一块芯片上集成了USB2.0内核和引擎、一个增强型51系列的微处理器，及可编程外围接口的芯片，供给了高效率的时序处理方案，在这种有独创性的结构下，依然运用低价位的51系列的微处理器，其数据传输速度能够到达56MB/s，能够供给USB2.0的最大带宽。因而在图1中，CPU操控和USB2.0接口芯片挑选了上述芯片。图画芯片（OV7620/7120）所收集的图画数据按设定的频率（0.5～30帧/s），在CY7C68013内部51CPU的操控下，直接将其送到CY7C68013的FIFO缓冲区，再由其内部的USB2.0接口经过USB电缆将其图画数据传输到计算机。
2 数字图画的实时传输
为了完结数字图画的实时传输，有必要处理影响实时传输的几大要素：一是图画芯片收集速度；二是图画芯片与CY7C68013的FIFO缓冲区之间的传输速度；三是CY7C68013内部的USB2.0与带有USB2.0接口计算机之间的传输速度；四是计算机中使用软件的接纳图画、处理图画速度。以下将别离加以详细阐明。
（1）图画芯片收集速度
图画芯片收集速度是挑选图画芯片的要害目标，在该目标满意的前提下，选取图画分辨率相对较高的图画芯片。如能够选取Photobit公司的PB-0300或Omnivision公司的OV7620以及Philips公司的SAA7111等高分辨率图画收集及处理芯片。
（2）图画芯片与CY7C68013的传输速度
一般的，关于大多数CMOS数字图画收集和处理芯片，其数据传输速度为其像素时钟，与其作业频率根本共同，其周期小于40ns；而当CY7C68013作业在主频48MHz时，其内部的通用编程接口能够将外部5～48MHz的数据传输到内部FIFO缓冲区。可见，应选取像素数据传输速度适宜的图画收集及处理芯片。
（3）CY7C68013与计算机之间的传输速度
在USB1.0和USB1.1接口中，只支撑低速和全速两种传输方法。在低速方法下其最大传输速度为1.5Mbps；在全速方法下其最大传输速度为12Mbps。明显，在这两种方法下要完结高分辨率（640×480像素点阵以上）的数字图画实时传输（24帧/s以上）是不可能的。而USB2.0接口，除支撑低速和全速两种传输方法外，还支撑高速传输方法。在高速传输方法下，其最大传输速度为480Mbps。因而选取带有USB2.0内核的CY7C68013芯片作为USB2.0接口芯片及带有USB2.0接口的计算机，满意数字图画的实时传输速度要求。
（4）计算机中使用软件的处理速度
计算机中，使用软件的接纳图画、处理图画速度，也是完结高分辨率数字图画实时传输所面对的一个很大应战。特别是在Windows多任务作业下的推迟，更是如此。
此外，USB总线的带宽、操作体系等也会影响数字图画的实时传输。
3 体系完结及固件程序规划
（1）体系完结
本体系的详细和详细规划如图2所示的数据收集逻辑原理图。在图2中，图画收集处理芯片用OV7620/7120，时钟频率为27MHz，像素时钟为27MHz；CPU操控和USB2.0接口芯片用CY7C68013，时钟频率为24MHz，经过对CY7C68013内部的CPUCS寄存器进行修正，使其作业在48MHz方法下。依据芯片OV7620/7120及CY7C68013内部的FIFO、通用编程接口等特色，其详细接法是：将OV7620/7120的像素时钟PCLK接到CY7C68013的IFCLK上；OV7620/7120的HREF、VSYNC别离接到CY7C68013的RDY0、RDY1上；一起将OV7620/7120的VSYNC、CHSYNC别离接到CY7C68013的INT0、INT1上。将CY7C68013的PE0、PE1接在OV7620/7120的I2C BUS上。
（2）固件程序规划
依照图2数据收集逻辑原理图，其固件程序规划首要由以下几部分组成。
①USB2.0接口的初始化程序规划。本段程序首要经过对CY7C68013的CPUCS寄存器进行设定，使CY7C68013重枚举后作业在频率48MHz下；经过对CY7C68013的USBCS寄存器设定，使其USB内核作业在USB2.0方法下，由固件程序应对USB的传输，而不是由USB内核应对；一起经过对CY7C68013的IFCONFIG寄存器设定，使其CY7C68013作业在通用编程接口方法下。
②图画芯片的初始化程序规划。本段程序首要经过CY7C68013的PE0、PE1模仿I2C BUS的时序，完结对图画芯片的初始化、显现窗口巨细、数据格式、显现帧数等作业。
③通用编程接口（GPIF）程序规划。本接口程序规划首要完结对CY7C68013通用编程接口的初始化以及操控信号RDYx和CTLx(本规划中未用)、数据宽度（8位）、FIFO缓冲区、计数器等的编程规划，并对OV7620/7120的输入信号HREF、VSYNC等进行逻辑操控，即当HREF为高电平、VSYNC为底时，数据开端传输。
④USB2.0等时传输程序规划。本段程序首要完结USB2.0的等时传输功用。要实时采样数据，有必要运用USB2.0的等时传输技能及中止技能。
⑤主程序规划。在主程序中，除要完结①～④中止论说的功用外，还要给出USB操控传输的固件应对程序及相应的中止初始化和中止服务程序。
4 定论
本体系在工业在线检测、无人驾驶轿车等范畴得到了很好的使用，满意了使用的需求
