毕业设计（论文）-基于STM32的照相机系统的实现精选.docxVIP

目 录第1章 绪论11.1 研究背景与意义21.2 研究内容4第2章 系统方案设计42.1 整体框架设计42.2 主控模块52.3 液晶显示模块122.4 存储器模块162.5 图像采集模块21第3章 系统软件设计293.1 顶层程序设计293.2 系统初始化程序设计293.3 拍照处理程序设计32第4章 系统功能测试分析34总结36参考文献37第1章 绪论一幅图像可以描述为“一个平面上与位置成函数关系的光强或反射率的变化”。相机是一台捕捉并记录图像的设备，其中“捕捉”是指将一幅图像中包含的信息转换成相应的以可以重现的方式存储的信号[1]。在传统卤化银的相机中，图像信息被转换成胶片中的化学信号，并存储在胶片中对应的点上。而现代的电子相机是通过图像传感器将捕捉到的图像信号转换成了电子信号，并将图像信息存储在内存中。电子相机又根据存储的方式不同，分为模拟相机和数码相机。图1.1数字系统图像捕捉原理物镜：聚焦图像，折射来自物体的光线，使光线汇聚成为一幅清晰的图像；光圈：决定进入镜头的光量，通过光圈数值计量。光圈数值越大则光圈开口越小；快门：快门速度决定曝光时间长短，通常以一秒的十分之一计量。快门速度越快则曝光时间越短；CCD：光耦合组件。1.1 研究背景与意义自1991 年第一款商用数码相机面市以来, 数码相机的性能有了极大的提高[2]。作为数码相机的核心部件———感光元件CCD 像素数已从初期的10 几万发展到目前的2 千万以上, 另一种感光元件CMOS在图像质量方面已经基本上与CCD 不相上下, 因而在专业级数码相机方面得到广泛应用。变焦倍率已从2 ～ 3 倍增加到10 倍以上[2]。至于存储器, 不仅品种多, 且存储量已达8GB，数码相机的功能也从单拍照发展到十机一体的多媒体拍照手机[3]。1.1.1 电子相机的早期发展电子照相的设想由来已久，最早于1973年出现在著名的半导体制造商德州仪器公司（Texas Instruments Incorporated）提出的一项专利申请。在实施方案中，半导体图像传感器位于可伸缩镜头后方，其捕捉的图像信号被传输到电磁记录头，并存储到一个可移动的环形磁鼓中。然而由于1973年传感器技术与磁记录技术还在起步阶段，该想法并没有付诸在真正的产品之中。直到1981年，这一年对于相机制造商而言是极其重要的一年，索尼公司发布了一款电子相机的原型，被称为“Mavica”。这种原型相机将半导体图像传感器捕获到的图像信号记录在磁性软盘上，包含有单镜头反光式取景器、CCD图像传感器、信号处理电路和软盘驱动器。但是记录到软盘上的图像信号是一种改良的视频信号，属于模拟信号，故它并非是一款完整意义上的数码相机。在索尼Mavica发布后，数家相机制造商和电子设备制造商组成了联盟来推进索尼的构想。他们建立了一套电子照相系统的标准，名为“静态视频系统”。但由于此系统基于NTSC的视频格式，图像的画质不是太好，镜头相机的使用只被局限在无须纸质打印的小应用之中。图1.2 索尼Mavica（原型）1.1.2 数码相机的出现随着数字技术的进步，模拟电子相机向数字化过渡，在1988年的世界影像贸易博览会上，第一台数码相机（富士DS-1P）发布。该相机将数字图像信号记录在一块容量为2MB的静态RAM卡上。虽然这款富士原型机没有上市销售，但随着对其概念的不断改进和完善，有几款数码相机陆续上市。1995年，卡西欧QV-10上市销售，由于其不仅是一台相机，更是一个便携式图像浏览器，即在用户拍完照后能即刻共享和欣赏图片，受到年轻一代的热烈欢迎。1.1.3 像素数量之战随着市场的日益增长，数码相机的前景变得愈发明朗，许多厂家开始了数码相机的开发。半导体制造商也认识到其中蕴含的重大商机，开始研发专用于数码相机上的图像传感器。1996年奥林巴斯发布了C-800L型数码相机，其CCD图像传感器约含80万像素。随后，富士和奥林巴斯与次年分别发布130万像素的DS300和140万像素的C-1400L。1999年，多家厂商发布了200万像素的机型，而在2000年发布300万像素的机型时情形再次发生。直到2004年，出现了高达800万像素的傻瓜相机和1670万像素的单反相机。 图1.3 卡西欧OV-10 图1.4 单反照相机1.1.4 本课题研究的意义市场上的照相机大多都是像素很高，体验也非常不错的照相机，但这些数码照相机太过于独立，而且价格也不低。在有些场合，需要把照相功能嵌入到某个系统中，完成一些简单的摄像和保存图片的功能，本次课设实现的STM32照相机的系统正好满足要求。STM32照相机的程序还可以以板级支持包的方式根据需求对功能进行裁剪，功耗低，成本也很低。1.2 研究内容本文主要研究STM32照相机的程序设计流程，从硬件的参考手册入手。根据芯片手册