面阵CMOS图像传感器LUPA4000的驱动设计

3 pcb的设计以及硬件的实现

在系统电路设计中，考虑到小型化，功耗以及升级性和兼容性方面的要求，采用2块电路板通过统一标准接口对接，控制传输板用USB接口与主机连接，采用LDO以及JTAG接口+FPGA作为主要的控制单元的方案。

整个系统按功能和组成分成2个部分，分别制备成2块4层的PCB板。第一部分是前端成像部分，CMOS图像传感器和LDO电源组成，以CMOS图像传感器为核心，加上外围的电阻和电容，以及2个PC104接口，构成前端的电路板；第二部分是后端的时序控制和USB数据采集部分，包括CPLD，JTAG接口和LDO电源和USB传输芯片，构成后端的电路板。这一部分通过PC104接口和与前端相连，输出CMOS图像传感器的控制时序以及USB芯片数据采集的同步时序，进行数据的传输；2个电路板用Protel平台来搭建电路。

按上述方案设计的系统具有以下性能特点：

(1)图像传感器与电源等器件隔离，受干扰较小，保证了成像质量；

(2)采用前后分离的2块PCB设计，在不改变前端成像部分的情况下可以适当调整控制电路的设计，具有很大的灵活性；

(3)采用低成本，高性能的CPLD作为控制部分的核心，降低了设计的成本；

(4)选择低压差稳压器(Low DropOUT Regulator，LDO)作为供电模块，保证了系统工作的稳定性。其具体的硬件连接图如图4所示。

4 结 语

　本设计将传统设计方法和基于芯片的设计方法相结合，采用集成电路及复杂可编程逻辑器件(CPLD)共同实现系统功能，使系统具有集成度高、可靠性好、灵活性强、设计调试方便等特点。本系统用2块电路板完成整体系统的构建，一块用于驱动和控制CMOS图像传感器，以采集连续视频图像；另一块相当于一块USB数据采集卡，将前者采集的图像数据，传输入PC机。这样的设计使得整个系统便于调试，并且接口部分的设计充分考虑了可扩展可更换的要求，便于连接新的模块。

总的来说，该设计包括软件和硬件能够很好的满足LUPA4000的成像需要，实现了对LUPA4000成像系统的一定的开发。从图5可以看到，图像清晰稳定、噪点小，CMOS图像传感器很好的满足了成像的需要。