基于高速A／D转换器的视频数据采集系统

在写控制周期，WE若处于低有效状态(WRST此时为高电平)，数据在下一周期上升沿到来前写入存储器地址中；WE若处于高禁能状态。写入暂停，写地址指针保持。在WE处于低有效状态时。若WRST处于低电平，则写地址指针将从当前地址回到地址0，WRST回复高电平后，数据也将从地址0开始写入。在读控制周期，RE若处于低有效状态(RRST此时为高电平)，数据在下一周期上升沿到时被读取；RE若处于高禁能状态，读取暂停，读地址指针保持。在RE处于低有效状态时，若RRST处于低电平，则读地址指针将从当前地址回到地址0，RRST回复高电平后，数据也将从地址0开始读取。
在本系统中，uPD42280的读写时钟与TLC5510的工作时钟使用同一信号源(4 MHz)，既保证了FIFO的写操作与A／D转换操作的同步，避免出现数据漏接或混接现象，又可以使数据读取时，读取速率仅由处理器IO口的读取时间决定。通过处理器IO口控制读、写使能信号，读、写地址复位信号，可完成一帧图像数据的读写和更新。在处理器的总线频率为32 MHz时，单行视屏信号扫描时间内(约50 us)，IO口最终可读入约190个有效像素的灰度值。去除行消隐区和图像中心对正需要省略的点，本系统每行视频信号可采集到的有效像素点为160个。
需要注意的是，uPD42280本身外围电路很简单，只需要在电源与地之间加1个去耦电容即可。但是由于FIFO存储器有别于RAM，是不能进行内部寻址操作的，只能是简单的地址复位。所以在软件控制时一定要注意逻辑，严格按照读写时序去控制4个引脚，才能保证一场图像的完整写入和读取。
本系统创新之处在于将高速A／D转换器TLC5510与FIFO存储器uPD42280联合使用，实现视频信号的转换和数据存储。这样做使得整个前端的转换和存储完全由几个IO口控制，对单片机本身的性能要求低、资源要求少，仅仅用到了单片机的两路中断和多路普通IO口。这样的设计使得本系统移植性很强，可用于多种单片机或DSP。并且这两款核心器件都是8 bit并行数据输入输出，速度很快，可以实现视频数据的高速传输。

3 软件流程
软件部分主要包括初始化、写操作、读操作和图像处理。首先将处理器的IO口，中断口初始化，PORTB8位作为数据入口，输入使能；PORTK0～PORTK3作为存储器的读写使能和地址控制线，输出使能，PORTJ0、PORTJ1分别响应行、场中断，上升沿触发。