基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統的製作方法

2023-10-04 02:37:09

基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統的製作方法
【專利摘要】一種基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，包括主控制模塊、顯示模塊、調試模塊、附屬模塊、圖像採集模塊、電源模塊，所述顯示模塊、調試模塊、附屬模塊、圖像採集模塊、電源模塊分別與主控制模塊相連接；所述主控制模塊用於根據預設程序將接收來的光源圖像數據進行計算處理後將相應的數據信息顯示在顯示模塊上；所述圖像採集模塊用於採集光源圖像，並將光源圖像數據傳輸給主控模塊；所述顯示模塊採用觸控螢幕，用於選擇設置主控制模塊的工作模式，並顯示圖像採集模塊採集的光源圖像；所述調試模塊採用JTAG調試接口，用於實現在線程序調試；本發明可以可靠、穩定的實現圖像傳感器對不同光源，尤其是微小光源的感光面積的測量。
【專利說明】基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及光電【技術領域】，特別是涉及一種光源探測系統。

【背景技術】
[0002] 測量感光面積，核心器件就是圖像傳感器，光學信息通過圖像傳感器來進行信息 的轉換，它作為電子設備的圖像接收器，主要分為線性圖像傳感器和面型圖像傳感器。線型 圖像傳感器一般用在傳真機及掃描儀之類的產品中；而面型圖像傳感器則廣泛地用於攝錄 像機，安全保衛照相機、數位相機及計算機照相機，並開始用於傳統上的非視像產品，如移 動電話、個人數字助理（PDA)等。圖像傳感器在未來人們生活中將更廣泛的應用於數碼相 機、手機等電子產品，同時在醫療器械、軍事、工業等行業中也有著廣泛的應用，隨著應用的 不斷推廣，對感光面積測量的可靠性要求、精度要求以及穩定性的要求越來越高，尤其是涉 及到對微小光斑的感光面積測量，要求更高的精度要求，因此為適應需求亟需設計出一種 高精度、高可靠性、高穩定性、低成本的感光面積測量系統。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的是提供一種基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，用於解決上 述技術問題。
[0004] 一種基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，包括主控制模塊、顯示模塊、調試 模塊、附屬模塊、圖像採集模塊、電源模塊，所述顯示模塊、調試模塊、附屬模塊、圖像採集模 塊、電源模塊分別與主控制模塊相連接；所述附屬模塊包括復位模塊、蜂鳴器模塊、啟動模 塊；
[0005] 所述主控制模塊用於根據預設程序將接收來的光源圖像數據進行計算處理後將 相應的數據信息顯示在顯示模塊上；
[0006] 所述圖像採集模塊用於採集光源圖像，並將光源圖像數據傳輸給主控模塊；
[0007] 所述顯示模塊採用觸控螢幕，用於選擇設置主控制模塊的工作模式，並顯示圖像採 集模塊採集的光源圖像；
[0008] 所述調試模塊採用JTAG調試接口，用於實現在線程序調試；
[0009] 基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，還包括FIFO模塊，所述圖像採集模塊 通過FIFO模塊與主控模塊相連接，所述FIFO模塊用於暫時存儲光源圖像的數據。
[0010] 基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，還包括存儲模塊，所述存儲模塊用於 存儲顯示模塊的校準數據。
[0011] 所述電源模塊為系統提供3. 3V和5V兩種電壓。
[0012] 與圖像採集模塊對應設計有攝像頭模塊接口電路。
[0013] 所述攝像頭模塊接口電路的具體連接關係為，插排與排陣相對應，插排的第一引 腳1與第二引腳2之間串聯電容C2,插排的第一引腳1接3. 3V電源，插排的第二引腳2接 地，插排的第三引腳3接微控制器的引腳TO3,插排的第四引腳4接微控制器的引腳TO3,插 排的第五引腳5接微控制器的引腳PG14,插排的第六引腳6接微控制器的引腳PG13,插排 的第七引腳7接微控制器的引腳PG15,插排的第八引腳8至第十五引腳15分別連接微控 制器的引腳PCO?PC7,插排的第十六引腳16連接微控制器的引腳PB4,插排的第十七引腳 17連接微控制器的引腳PA8,插排的第十八引腳18連接微控制器的引腳PB3。
[0014] 所述電源模塊的具體電路連接為，第一穩壓晶片為型號為LM2940的穩壓晶片，第 二穩壓晶片為型號為AMS1117-3. 3穩壓晶片，第一穩壓晶片的第一引腳1接+12V電源，第 一穩壓晶片的第二引腳2接地，第一穩壓晶片的第一引腳1與第一穩壓晶片的第二引腳2 之間串聯電容C3,第一穩壓晶片的第三引腳3與第一穩壓晶片的第二引腳2之間串聯電容 C4,與電容C4並聯有電容C5,第一穩壓晶片的第三引腳3串聯電阻R4後接發光二極體的正 極，發光二極體的負極接地，第一穩壓晶片的第三引腳3輸出電壓+5V ;
[0015] 第二穩壓晶片的第一引腳1接地，第二穩壓晶片的第三引腳3接+5V電源，第二穩 壓晶片的第三引腳3串聯電容C6後接地，與電容C6並聯有電容C7,電阻R5與電容C7並 聯，第二穩壓晶片的第二引腳2輸出+3. 3V電源。
[0016] 所述蜂鳴器模塊的具體電路連接關係為，蜂鳴器的引腳P接3. 3V電源，蜂鳴器的 引腳G接三極體的集電極，三極體的基極與發射極之間串聯有電阻R3,三極體的基極串聯 電阻R2後接微控制器的引腳PB8。
[0017] 所述存儲模塊的電路連接為，存儲晶片的第一引腳1至第四引腳4接地，存儲晶片 的第八引腳8接3. 3V電源，存儲晶片的第七引腳7接地，存儲晶片的第七引腳7與第八引 腳8之間串聯電容C25,存儲晶片的第六引腳6串聯電阻R11後接電源3. 3V，存儲晶片的第 五引腳5串聯電阻R12後接電源3. 3V。
[0018] 本發明基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，在圖像採集模塊與主控模塊之 間通過FIFO模塊相連接，FIFO模塊用於暫時存儲光源圖像的數據；以及設置存儲模塊用 於存儲顯示模塊的校準數據，有效的保證了系統的可靠性與穩定性。電源模塊為系統提供 3. 3V和5V兩種電壓，保證了系統的安全運行。此外圖像採集模塊採用型號為0V7670的 CMOS圖像傳感器相對於CCD圖像傳感器即達到了靈敏度與精度的要求同時也降低了成本， 主控制模塊採用型號為STM32103FZET6的增強型微控制器，為系統的可靠性與穩定性提供 了保障。
[0019] 下面結合附圖對本發明的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統作進一步說 明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統的原理框圖；
[0021] 圖2為主控制模塊接口示意圖；
[0022] 圖3為顯示屏接口示意圖；
[0023] 圖4為攝像頭模塊的具體電路連接示意圖；
[0024] 圖5為攝像頭模塊接口電路示意圖；
[0025] 圖6為電源模塊電路示意圖；
[0026] 圖7為蜂鳴器模塊電路示意圖；
[0027] 圖8為存儲模塊電路示意圖；
[0028] 圖9為本發明基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統的工作流程圖。

【具體實施方式】
[0029] 如圖1所示，基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，包括主控制模塊1、顯示 模塊2、調試模塊3、附屬模塊4、圖像採集模塊5、FIF0模塊6、存儲模塊7、電源模塊8,所述 顯示模塊2、調試模塊3、附屬模塊4、圖像採集模塊5、存儲模塊7、電源模塊8分別與主控制 模塊1相連接；所述附屬模塊4包括復位模塊、蜂鳴器模塊、啟動模塊；
[0030] 主控制模塊1用於根據預設程序將接收來的光源圖像數據進行計算處理後將相 應的數據信息顯示在顯示模塊2上；圖像採集模塊5用於採集光源圖像，並將光源圖像數據 傳輸給主控模塊1 ;顯示模塊2採用觸控螢幕，用於選擇設置主控制模塊1的工作模式，並顯 示圖像採集模塊5採集的光源圖像；調試模塊3採用JTAG調試接口，用於實現在線程序調 試；存儲模塊7用於存儲顯示模塊2的校準數據。
[0031] 本發明的物理結構上分為主電路板、主控制模塊1、顯示模塊2、攝像頭模塊，攝像 頭模塊包括圖像採集模塊5、FIF0模塊6,將調試模塊3、附屬模塊4、存儲模塊7、電源模塊8 的電路設計在主電路板上，主電路板上還設計有主控制模塊接口、顯示模塊接口、攝像頭模 塊接口，主控制模塊1、顯示模塊2、攝像頭模塊分別通過主控制模塊接口、顯示模塊接口、 攝像頭模塊接口接入主電路板與其它模塊連接。
[0032] 主控制模塊1為單獨做成的一塊最小系統，並且將涉及到的引腳採用插針的方式 引出，便於與主電路板之間的連接，應用中只需將主控制模塊1當做插接式元器件與主電 路板插接接口應用，方便簡單；
[0033] 具體的主控制模塊1採用STM32F103系列的微控制器，選用的是增強型，32位基 於ARM核心的帶512K字節快閃記憶體的微控制器，它為大容量型的晶片，型號為STM32103FZET6， 具有很多良好的特點，使用高性能的ARM? CortexTM-M332位的RISC內核，工作頻率最高為 72MHz，內置高速存儲器，豐富的增強I/O埠和聯接到兩條APB總線的外設。它擁有的資 源包括：64KB SRAM、512KB FLASH、2個基本定時器、4個通用定時器、2個高級定時器、3個 SPI、2 個 IIC、5 個串口、1 個 USB、1 個 CAN、3 個 12 位 ADC、1 個 12 位 DAC、1 個 SDI0 接口、1 個FSMC接口以及112個通用10 口。並且還帶外部總線（FSMC)可以用來外擴SRAM和連接 IXD等，通過FSMC驅動LCD，可以顯著提高LCD的刷屏速度。這樣即提供了充足的10 口，同 時大容量的晶片足以處理大量的圖像信息。
[0034] 如圖2所示為主控制模塊接口電路示意圖，該接口電路將型號為STM32103FZET6 的微控制器的第20?22引腳、第25?27引腳、第38?39引腳、第44?48引腳、第56引 腳、第58引腳、第59引腳、第60引腳、第63?70引腳、第77?79引腳、第85引腳、第86 引腳、第96?97引腳、第100引腳、第105引腳、第109?110引腳、第114?115引腳、第 117引腳、第119引腳、第122引腳、第127?129引腳、第132?134引腳、第138引腳、第 139引腳引入主電路板，並通過插排的形式將上述引腳預留出，以便主控制器模塊與主電路 板之間的插接連接。
[0035] 顯示模塊2為獨立的模塊，同樣採用插針的方式將涉及到的引腳引出，應用時直 接將該顯示插接到主電路板上的相應的接口上即可，方便快捷；
[0036] 具體的顯示模塊2採用觸摸顯示屏，主要實現兩部分功能，一種是TFTIXD，用來顯 示信息和人機界面的畫面（即顯示採集到的光源圖像），另外一種功能是觸控螢幕，用來替代 按鍵（即用於選擇設置主控制模塊1的工作模式），這樣簡化了電路設計。該模塊採用的是 市場上流行的2. 8寸帶觸控螢幕控制器的成品，該部分的電路是固定的，該模塊有以下優點： 2. 8寸、320*240的解析度、16位真彩顯示、自帶觸控螢幕，可以用來做為控制輸入。
[0037] TFTIXD即薄膜電晶體液晶顯示器，它在液晶顯示屏的每一個象素上都設置有一 個薄膜電晶體（TFT)，可有效地克服非選通時的串擾，使顯示液晶屏的靜態特性與掃描線 數無關，因此大大提高了圖像的質量，本系統所採用的TFTLCD控制器型號為ILI9321， 把TFTIXD當作SRAM來使用，故使用了 STM32F103系列晶片自帶的FSMC(靈活的靜態存 儲控制器）接口來控制TFTIXD的顯示。ILI9321液晶控制器自帶顯存，顯存總大小為 172820 (240*320*18/8)，即18位模式（26萬色）下的顯存量。
[0038] 如圖3所示為顯示模塊接口電路示意圖，通過該接口電路顯示模塊2通過插接的 方式接入主電路板，顯示模塊的第一引腳1接微控制器的引腳PG12,顯示模塊的第二引腳2 接微控制器的引腳PG0,顯示模塊的第三引腳3連接微控制器的引腳TO5,顯示模塊的第四 引腳4連接微控制器的引腳TO4,顯示模塊的第五引腳5接微控制器的引腳RESET，顯示模 塊的第六引腳6接微控制器的引腳HH4,顯示模塊的第七引腳7接微控制器的引腳HH5， 顯示模塊的第八引腳8接微控制器的引腳roo,顯示模塊的第九引腳9連接微控制器的引腳 roi，顯示模塊的第十引腳10連接微控制器的引腳PE7,顯示模塊的第十一引腳11至第十八 引腳18分別接微控制器的引腳PE8至PE15引腳，顯示模塊的第十九引腳19至第二十一引 腳21分別接微控制器的引腳PD8至HHO引腳，顯示模塊的第二十二引腳22、第二十六引腳 26接地，顯示模塊的第二十四引腳24接電容C8後接地，顯示模塊的第二十八引腳28接電 容C9後接地，顯示模塊的第二十三引腳23接微控制器的引腳PBO,顯示模塊的第二十五引 腳25接3. 3V電源，顯示模塊的第二十七引腳27接地，顯示模塊的第二十九引腳29接微控 制器的引腳PF8,顯示模塊的第三十引腳接30微控制器的引腳PF9,顯示模塊的第三十一引 腳31連接微控制器的引腳PF10,顯示模塊的第三十三引腳33連接微控制器的引腳PB2,顯 示模塊的第三十四引腳34接微控制器的引腳PB1。
[0039] 攝像頭模塊同樣也是獨立的模塊，通過2*9的排陣與主電路板連接，具體的攝像 頭模塊的圖像採集模塊5採用CMOS圖像傳感器，型號為0V7670,它是一顆1/6寸的CMOS VGA圖像傳感器，該傳感器精度以及靈敏度高、體積小、工作電壓低，提供單片VGA攝像頭和 影像處理器的所有功能。它是一種用傳統的晶片工藝方法將光敏元件、放大器、A/D轉換 器、存儲器、數位訊號處理器和計算機接口電路等集成在一塊矽片上的圖像傳感器件。這種 器件結構簡單、處理功能多、成品率高和價格低廉。CMOS採用主動式圖像採集方式，感光二 極管所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體放大輸出，所以耗電量不大，5V以下的供電電壓 足夠使用；由於CMOS與現有的大規模集成電路生產工藝相同，可以一次全部整合周邊設施 到傳感器晶片中，大大節省了外圍晶片的成本；由於0V7670的像素時鐘（PCLK)最高可達 24Mhz，STM32系列微控制器的10 口直接獲取數據很困難；
[0040] 攝像頭模塊的FIFO模塊6採用的晶片型號是AL422B，容量為384K字節，可以存儲 2幀QVGA圖像，這樣就可以慢慢讀取數據了，保證了數據的穩定可靠性，解決了 STM32系列 微控制器的10 口直接獲取數據很困難的問題；
[0041] 此外攝像頭模塊還配備有穩壓晶片U2和有源晶振Y1。
[0042] 如圖4所示，為攝像頭模塊的具體電路連接示意圖，0V7670的第一引腳1至第三引 腳3分別經電容C10?C12後接地，0V7670的第八引腳8至第十引腳18分別經電容C13? C15後接地，0V7670的第四引腳4至第六引腳6接地，0V7670的第十引腳串聯電阻R13後 接地，0V7670的第i^一引腳11接排陣P1的第五引腳5,0V7670的第十二引腳12接排陣P1 的第三引腳3, 0V7670的第十三引腳13接有源晶振Y1的第三引腳3, 0V7670的第十四引 腳14接排陣P1的第十八引腳18, 0V7670的第十五引腳15接緩存晶片U1的第九引腳9， 0V7670的第十六引腳16接U3的第二引腳2,0V7670的第十七引腳17至第二十引腳20分 別接緩存晶片U1的第一引腳1至第四引腳4,0V7670的第二十一引腳21至第二四引腳24 分別接緩存晶片U1的第十一引腳11至第十四引腳14 ;
[0043] 緩存晶片U1的第六引腳6、第七引腳7第二十三引腳23、第二十四引腳24接地， 緩存晶片U1的第五引腳5接U3的第四引腳4,緩存晶片U1的第八引腳8接排陣P1的第 四引腳4,緩存晶片U1的第十引腳10接3. 3V電源，同時串聯電容C16後接地，緩存晶片U1 的第十九引腳19接3. 3V電源，同時串聯電容C17後接地，緩存晶片U1的第十五引腳15接 排陣P1的第十六引腳16,緩存晶片U1的第十六引腳16接排陣P1的第十三引腳13,緩存 晶片U1的第十七引腳17接排陣P1的第十四引腳16,緩存晶片U1的第十八引腳18接排陣 P1的第十一引腳11，緩存晶片U1的第二十五引腳25接排陣P1的第十二引腳12,緩存晶片 U1的第二十六引腳26接排陣P1的第九引腳9,緩存晶片U1的第二十七引腳27接排陣P1 的第十引腳10,緩存晶片U1的第二十八引腳28接排陣P1的第七引腳7,緩存晶片U1的第 二十引腳20接排陣P1的第十五引腳15,緩存晶片U1的第二i^一引腳21接排陣P1的第六 引腳6,緩存晶片U1的第二十二引腳21接排陣P1的第八引腳8 ;
[0044] 穩壓晶片U2的第一引腳1、第二引腳2之間串聯有電容C18,與C18並聯有電容 C19,穩壓晶片U2的第一引腳1、第三引腳接3. 3V電源，穩壓晶片U2的第四引腳4、第五引 腳5分別經電容C20、C21後接地，與電容C21並聯有電容C22,穩壓晶片U2的第五引腳5 接0V7670的第二引腳2,穩壓晶片U2的第五引腳5接電阻R4後接0V7670的第三引腳3， 穩壓晶片U2採用的型號為PAN3101DAB28 ;
[0045] 有源晶振Y1的第二引腳2接地，有源晶振Y1的第三引腳3、第四引腳4串聯電容 C24後接地，有源晶振Y1的第三引腳3、第四引腳4接3. 3V電源，有源晶振Y1的第二引腳 2接地，有源晶振Y1為12Mhz的晶片；
[0046] 單路2輸入與非門U3的第三引腳3接地，U3的第五引腳5串聯電容C12後接地， U3的第五引腳5接3. 3V電容，單路2輸入與非門U3採用的型號為SN74LVC1G00。
[0047] 如圖5所示，為攝像頭模塊接口電路示意圖，插排U4與排陣P1相對應，插排U4的 第一引腳1與第二引腳2之間串聯電容C2,插排U4的第一引腳1接3. 3V電源，插排U4的 第二引腳2接地，插排U4的第三引腳3接微控制器的引腳TO3,插排U4的第四引腳4接微 控制器的引腳TO3,插排U4的第五引腳5接微控制器的引腳PG14,插排U4的第六引腳6接 微控制器的引腳PG13,插排U4的第七引腳7接微控制器的引腳PG15,插排U4的第八引腳 8至第十五引腳15分別連接微控制器的引腳PC0?PC7,插排U4的第十六引腳16連接微 控制器的引腳PB4,插排U4的第十七引腳17連接微控制器的引腳PA8,插排U4的第十八引 腳18連接微控制器的引腳PB3。
[0048] 系統電源設計是本系統穩定的一項重要的工作，將直接影響到系統的整體性能， 本系統的電源採用了兩種電壓供電，對微控制器和其他1C晶片採用了 3. 3V的電壓供電，對 觸控螢幕的背光則採用5V電壓供電。為了系統穩定，直接採用了集成線性穩壓電源晶片，同 時為了儘可能地減小輸入電壓和輸出電壓的壓差，5V供電採用LM2940穩壓晶片，LM2940是 美國國家半導體公司生產的一款低壓差線性穩壓器，這樣即使輸入電壓低一點也可以保證 系統正常供電，3. 3V穩壓採用AMS1117-3. 3穩壓晶片，這樣系統的反應速度相對於開關電 源等其他方案較快，輸出紋波也較小，工作時產生的噪聲也低；
[0049] 如圖6所不，為電源模塊電路不意圖，第一穩壓晶片U5為型號為LM2940的穩壓芯 片，第二穩壓晶片U6為型號為AMS1117-3. 3穩壓晶片，第一穩壓晶片U5的第一引腳1接 +12V電源，第一穩壓晶片U5的第二引腳2接地，第一穩壓晶片U5的第一引腳1與第一穩 壓晶片U5的第二引腳2之間串聯電容C3,第一穩壓晶片U5的第三引腳3與第一穩壓晶片 U5的第二引腳2之間串聯電容C4,與電容C4並聯有電容C5,第一穩壓晶片U5的第三引腳 3串聯電阻R4後接發光二極體D1的正極，發光二極體D1的負極接地，第一穩壓晶片U5的 第三引腳3輸出電壓+5V;
[0050] 第二穩壓晶片U6的第一引腳1接地，第二穩壓晶片U6的第三引腳3接+5V電源， 第二穩壓晶片U6的第三引腳3串聯電容C6後接地，與電容C6並聯有電容C7,電阻R5與電 容C7並聯，第二穩壓晶片U6的第二引腳2輸出+3. 3V電源。
[0051] 如圖7所示，為蜂鳴器模塊電路示意圖，蜂鳴器F的引腳P接3. 3V電源，蜂鳴器F 的引腳G接三極體Q1的集電極，三極體Q1的基極與發射極之間串聯有電阻R3,三極體Q1 的基極串聯電阻R2後接微控制器的引腳PB8 ;蜂鳴器模塊在本系統中主要是提供提示音， 便於人為操作，該蜂鳴器模塊米用的是電磁式有源蜂鳴器F，由於使用STM32F103系列晶片 的10 口驅動能力明顯不夠，為此，通過了三極體擴流後再來驅動蜂鳴器，這樣10 口只需很 小的電流即可，當PB8 口為高電平的時候蜂鳴器發出聲響，為低電平的時候不發出聲響。
[0052] 如圖8所示，為存儲模塊電路示意圖，存儲晶片U7的第一引腳1至第四引腳4接 地，存儲晶片U7的第八引腳8接3. 3V電源，存儲晶片U7的第七引腳7接地，存儲晶片U7 的第七引腳7與第八引腳8之間串聯電容C25,存儲晶片U7的第六引腳6串聯電阻R11後 接電源3. 3V，存儲晶片U7的第五引腳5串聯電阻R12後接電源3. 3V ;
[0053] 存儲模塊7的主要功能是為了存儲觸控螢幕的校準數據（即顯示模塊2的校準數 據），當觸控螢幕第一次校準完畢後就把數據存儲在外部的存儲模塊7內，再次使用時就直接 讀取存儲模塊7內的數據，不再需要進行觸控螢幕的校準。存儲模塊7使用的晶片為AT24C02， 它是一款2K位串行CMOS EEPR0M，內部含有256個8位字節。可以採用IIC協議進行數據 傳輸。
[0054] 本發明以測量圖像傳感器對圓形光源和環形光源的感光面積為例。
[0055] 如圖9所示，為本發明基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統的工作流程圖， 首先對系統上電，上電後系統自動進行初始化，圖像採集模塊5開始採集光源圖像，初始化 後顯示模塊2的觸控螢幕上出現功能鍵，按下功能鍵後進入工作模式選擇界面，可以選擇測 圖形面積（即圓形光源）或者選擇測圓環面積（即環形光源的面積），根據實際光源的類別 選擇；
[0056] 如果實際光源是圓形光源則按下測圖形鍵，系統自動調用預設的分析計算圓形光 源面積的程序，之後判斷測圖形是否完成，如果已經測完則返回初始界面，如果沒有測完則 繼續測量；
[0057] 如果實際光源是環形光源則按下測圓環鍵，系統自動調用預設的分析計算圓環光 源面積的程序，之後判斷測圓環是否完成，如果已經完成則返回初始界面，如果沒有測則繼 續測量。
[0058] 系統初始化的內容包括所有外設以及系統時鐘等初始化，系統初始化的順序為延 時函數初始化、系統中斷分組設置、TFTLCD初始化、顯示界面初始化、觸控螢幕初始化、蜂鳴器 初始化、圖像傳感器初始化、定時器初始化；
[0059] 延時函數初始化主要是設置系統是時鐘；系統中斷分組設置中調用了 STM32固件 庫的中斷分組配置函數NVIC_C〇nfigUrati〇n，這個函數在系統初始化的時候調用即可，並 且永遠只需要調用一次，調用之後即可實現中斷分組設置以及中斷優先級管理；TFTIXD初 始化首先對彩屏所用到的10 口進行配置，以便驅動IXD，這裡用到的是FSMC，實際使用異步 模式A(ModeA)方式來控制TFTLCD，FSMC能夠與同步或異步存儲器和16位PC存儲器卡接 口，TFTLCD可以看做是一塊SRAM，故可以用FSMC來驅動，接下來向LCD內寫入一系列命令， 來啟動顯示，為後面的顯示字符和圖像做準備；TFTIXD初始化完成後，就可以向TFTIXD內 寫入初始化界面的信息，使得LCD可以顯示啟動後的人機界面；觸控螢幕初始化首先對10 口 初始化，接著初始化存儲模塊7,讀取觸控螢幕校準數據，如果讀取失敗則啟動人工的觸控螢幕 校準程序，人工校準後將數據存入存儲模塊7,觸控螢幕初始化結束；蜂鳴器模塊初始化只對 10 口進行初始化，設置10 口的模式即輸出或輸入高/低電平；圖像傳感器初始化先對10 口 設置，完成初始化SCCB的接口，SCCB是一種類似IIC的協議，它也分為時鐘線和信號線，該 接口控制著圖像傳感器晶片的運行，接著是初始化0V7670圖像傳感器的寄存器並設置窗 口大小和剛啟動時的模式，其中設置窗口大小可以調節TFTLCD顯示的圖像大小，初始化寄 存器直接調用晶片廠家的配置序列，將配置序列存放在一個二維數組裡面，初始化的時候 按照數組成員的順序初始化數組裡面的寄存器；定時器初始化針對的是外部中斷，採用一 個外中部斷，用來捕獲圖像傳感器的幀同步信號，幀同步信號是一場數據結束的標誌，外部 中斷設置上升沿來採集幀同步信號，用於啟動或者停止採集，這些設置在初始化的時候全 部完成。
[0060] 以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範 圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方 案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於，包括主控制模塊（1)、 顯示模塊（2)、調試模塊（3)、附屬模塊（4)、圖像採集模塊（5)、電源模塊（8)，所述顯示模塊 (2)、調試模塊（3)、附屬模塊（4)、圖像採集模塊（5)、電源模塊（8)分別與主控制模塊（1) 相連接；所述附屬模塊（4)包括復位模塊、蜂鳴器模塊、啟動模塊； 所述主控制模塊（1)用於根據預設程序將接收來的光源圖像數據進行計算處理後將 相應的數據信息顯示在顯示模塊（2)上； 所述圖像採集模塊（5)用於採集光源圖像，並將光源圖像數據傳輸給主控模塊（1); 所述顯示模塊（2)採用觸控螢幕，用於選擇設置主控制模塊（1)的工作模式，並顯示圖像 採集模塊（5)採集的光源圖像； 所述調試模塊（3)採用JTAG調試接口，用於實現在線程序調試。
2. 根據權利要求1所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於還包 括FIFO模塊（6)，所述圖像採集模塊（5)通過FIFO模塊（6)與主控模塊⑴相連接，所述 FIFO模塊（6)用於暫時存儲光源圖像的數據。
3. 根據權利要求2所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於還包 括存儲模塊（7)，所述存儲模塊（7)用於存儲顯示模塊（2)的校準數據。
4. 根據權利要求3所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於所述 電源模塊（8)為系統提供3. 3V和5V兩種電壓。
5. 根據權利要求4所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於與圖 像採集模塊（5)對應設計有攝像頭模塊接口電路。
6. 根據權利要求5所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於所述 攝像頭模塊接口電路的具體連接關係為，插排（U4)與排陣（P1)相對應，插排（U4)的第一 引腳1與第二引腳2之間串聯電容C2,插排（U4)的第一引腳1接3.3V電源，插排（U4)的 第二引腳2接地，插排（U4)的第三引腳3接微控制器的引腳TO3,插排（U4)的第四引腳4 接微控制器的引腳TO3,插排（U4)的第五引腳5接微控制器的引腳PG14,插排（U4)的第六 引腳6接微控制器的引腳PG13,插排（U4)的第七引腳7接微控制器的引腳PG15,插排（U4) 的第八引腳8至第十五引腳15分別連接微控制器的引腳PC0?PC7,插排（U4)的第十六引 腳16連接微控制器的引腳PB4,插排（U4)的第十七引腳17連接微控制器的引腳PA8,插排 (U4)的第十八引腳18連接微控制器的引腳PB3。
7. 根據權利要求4所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於所述 電源模塊（8)的具體電路連接為，第一穩壓晶片（U5)為型號為LM2940的穩壓晶片，第二穩 壓晶片（U6)為型號為AMS1117-3. 3穩壓晶片，第一穩壓晶片（U5)的第一引腳1接+12V電 源，第一穩壓晶片（U5)的第二引腳2接地，第一穩壓晶片（U5)的第一引腳1與第一穩壓芯 片（U5)的第二引腳2之間串聯電容C3,第一穩壓晶片（U5)的第三引腳3與第一穩壓晶片 (U5)的第二引腳2之間串聯電容C4,與電容C4並聯有電容C5,第一穩壓晶片（U5)的第三 引腳3串聯電阻R4後接發光二極體（D1)的正極，發光二極體（D1)的負極接地，第一穩壓 晶片（U5)的第三引腳3輸出電壓+5V ; 第二穩壓晶片（U6)的第一引腳1接地，第二穩壓晶片（U6)的第三引腳3接+5V電源， 第二穩壓晶片（U6)的第三引腳3串聯電容C6後接地，與電容C6並聯有電容C7,電阻R5與 電容C7並聯，第二穩壓晶片（U6)的第二引腳2輸出+3. 3V電源。
8. 根據權利要求7所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於所述 蜂鳴器模塊的具體電路連接關係為，蜂鳴器（F)的引腳P接3. 3V電源，蜂鳴器（F)的引腳G 接三極體（Q1)的集電極，三極體（Q1)的基極與發射極之間串聯有電阻R3,三極體（Q1)的 基極串聯電阻R2後接微控制器的引腳PB8。
9. 根據權利要求3所述的基於圖像傳感器的微小感光面積測量系統，其特徵在於所 述存儲模塊（7)的電路連接為，存儲晶片（U7)的第一引腳1至第四引腳4接地，存儲晶片 (U7)的第八引腳8接3. 3V電源，存儲晶片（U7)的第七引腳7接地，存儲晶片（U7)的第七 引腳7與第八引腳8之間串聯電容C25,存儲晶片（U7)的第六引腳6串聯電阻R11後接電 源3. 3V，存儲晶片（U7)的第五引腳5串聯電阻R12後接電源3. 3V。
【文檔編號】G01B11/28GK104266613SQ201410457679
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】王留留, 沈曉波, 苗磊 申請人:淮南師範學院