基于ADSP-BF561的紅外目標檢測與跟蹤系統的設計

　　系統硬件設計

　　本系統的硬件由ADSP-BF561 處理器、FLASH、紅外視頻采集模塊、顯示與控制模塊等組成，如圖1所示。FLASH用于上電初始時為DSP加載程序，可保證在掉電后，DSP程序不丟失。FLASH選用ADI公司的AM29LV800DB,數據寬度配置成16bit。容量為1Mbit。

　　1. 紅外視頻采集模塊

　　紅外視頻采集模塊主要由IR130型制冷式凝視型紅外熱像儀、AM26LV32芯片和外擴SDRAM組成。紅外熱像儀具有寬窄兩種視場，成像尺寸為320×256像素2。輸出的數字視頻信號由數據時鐘、行同步信號、場同步信號和圖像數據構成，我們采用通用輸入模式，即非ITU-656輸入模式。時鐘信號連接到BF561的PPI0_CLK引腳上，作為并行數據傳輸的時序基準，行同步和場同步信號分別接在BF561中的PPI_FS1和PPI_FS2引腳上，在BF561內部，這兩個引腳連接到了定時器的PWM電路，通過設置TIMER1和TIMER1的相關寄存器來設定視頻信號的同步時序參數。由于圖像信號為RS422LV電平，而BF561處理器的可處理的電平信號是TTL電平，因此需要先對紅外圖像信號進行電平轉換。PPI0連接圖如圖2所示。

　　由于進行目標檢測與跟蹤需要多幀圖像積累，需要的存儲空間較大。本系統采用1片32MByte的SDRAM來存放紅外圖像數據，SDRAM與BF561之間電氣連接圖如圖3所示：

　　紅外圖像數據經過AM26LV32電平轉換芯片轉換為TTL電平后，由BF561處理器的PPI0接口通過DMA自動存放在SDRAM。

　　2. 顯示與控制模塊

　　監控模塊主要由LCD液晶顯示器、上位機、ADV7171芯片組成。顯示器用來顯示采集的灰度圖像、檢測并跟蹤到的目標、目標方位角和高低角、伺服轉臺的方位角和高低角、系統狀態。上位機可以通過網口進行目標選擇、算法選擇、各種參數配置等操作。BF561將處理后的紅外圖像進行編碼，使圖像符合ITU-656 PAL制式視頻格式，然后通過ADV7171芯片編碼轉化成為PAL制式的模擬視頻信號輸出到LCD液晶顯示器中。由于PAL制式中能顯示的一幀有效圖像數據是720×625像素，而紅外圖像格式是320×256像素，為了充分利用顯示屏，本系統通過進行4次MDMA，把圖像擴大為640×512像素。屏幕的剩余尺寸用來顯示跟蹤數據和各種狀態信息。

　　BF561接收從網口傳來的上位機的各種指令。網口采用了Standard Microsystems Corporation SMSC)公司的以太網控制器LAN91C111芯片。該芯片提供了面向嵌入式應用的網口解決方案,內部有一個內存管理單元,可以有效地動態分配內存,減輕處理器的工作,支持同步和異步傳輸。