基于CMOS图像传感器ME1010的计花器设计
0 前言
织物上的疵点主要是由纤维上的花结引起的，计花器是纺织业中的一种常用设备，主要用于统计(或清除)纺锭上的花结，是确定纤维质量等级的主要依据。目前国产计花器主要有电容式和光电式两种，精度较低，对高支纤维的处理较困难。本文提出利用cmos图像传感器，进行纤维花结的感知，其精度可达0.02mm，完全可以满足当前高支纤维的生产需要。
1 me1010简介
me1010是一个使用方便的综合图像传感器，由microne公司采用专利结构开发，旨在使其更便于与计算机产品构成一个整体。不同于传统的ccd图像传感器或一些新的cmos图像传感器产品，me1010图像传感器可提供极低速x-y地址图像输出，以便于与计算机或dsp相连接。它提供了352×290个像素(其中352×288个有效像素)、一个片上放大器和配套的adc电路。
此外，一个宽范围的连续全屏幕电子快门功能(从1μs到255ms)可避免对很多光学设备如光圈和机械快门等的需求。这对那些紧凑而经济的产品如定向视听相机组件、电子监视、车载电视系统、消费品、高技术玩具等非常有吸引力。
其主要特征有：12.1μm×12.1μm的cmos像素元;352×290像素阵列(有效元：352×288);基于像素元的片上帧buffer;低速可按x-y地址输出像素信号;片上视频放大器;片上8位a/d转换器;低功耗(小于200mw);全屏电子快门宽范围连续可调;内置黑状态参考;lcc- 48
脚封装;
功能：
像素阵列：由352×290的光敏区组成，包括一系列的参考行和可用的352×288像素阵列。
控制信号“xysel”的状态决定九位地址(ado to ad8)的译码与x或y地址对应。感光过程的初始化由vrst的电平对感光区内的各感光元素进行预置。像素阵列的初始化可以全屏一次进行，也可以通过prec、x地址译码输出以及“g”信号的组合逻辑状态按行进行。产生的感光信号可暂存在帧buffer里，通过取样控制信号(包括samp信号、x译码输出、sampg信号的逻辑综合)，由x-y地址可将此buffer内的指定内容读出。
在读数据期间，由x地址译码输出和sel信号共同决定哪一行像素为当前行，同时在read信号的上升沿，对当前像素区的感光单元采样并送至一 buffer行里。此buffer行通过多路传输技术输出至输出行vout。多路器由y信号的译码输出控制。y译码的最近一次输出用来读
出动态暗参考。因此，在正常的图像读出方式下，最重要的y译码输出是o×15f。
me1010对由外部逻辑电路(微控制器或asic)指定的x-y地址对应的感光区(当前区)的感光信号保存至模拟信号帧buffer。由vout脚输出的原始像素信号是负极性信号。换言之，黑色信号的电平比白色信号的电平高。
黑色参考单元行：
感光阵列的第一行(底部)是用来对动态黑色(参考背景)进行感光。这一动态黑色参考是在取样过程开始前，第一行的光敏元感光产生的。当选择此行即y译码输出为15f(351)时，参考信号即输出至vref脚做为后续的源。这样就为关闭信号处理器和片上模数转换器提供了黑色参考。
片上8位模数转换器(8-badc);
片上8位模数转换器可将模拟图像信号转换成数字图像信号。快速adc的功能时序图如下图1所示。在adcclock信号的下降沿对模拟图像信号取样，在adc clock低电平期间完成a/d转换，在adcclock的上升沿输出数字信号。由此引起半个时钟周期的转换延迟(低电平宽度)。转换范围由外置参考电压决定。以电源方式输入的补偿信号可将偏离信号减少到零。
2 硬件系统
本系统硬件主要由传感器及外围电路、按键电路、基准电压电路、mcu处理器、显示电路、与上位机通讯接口电路、电源电路等部分组成，如图2所示。
传感器采用me1010型cmos图像传感器，其外围电路主要有地址译码与驱动电路、数据总线、采样时钟及控制电路、a/d控制电路等部分组成。
按键电路较简单，主要有计花、计长、暂停键等，实现计花、计长、暂停检修等功能。
基准电压电路为图像传感器提供a/d转换参考电平。具体电路如图3所示。
显示电路完成计花、计长结果的显示，主要由显示模块及驱动电路组成，显示模块采用数码管实现，也可采用液晶显示模块，前者结构简单、成本低廉。
通讯接口电路实现各计花器终端与上位机的数据传送。在系统研制阶段，还可通过通讯接口电路，获得传感器数据，以设定合理的整定值。
mcu选用8位单片机即可。
3 软件系统
软件系统主要由主程序、按键扫描程序、显示程序等构成。
主程序主要负责对传感器信号进行处理，调用按健子程序和显示子程序。图4软件流程图
4 仿真
采用汇编语言完成程序编写，在单片机ide平台uv2上，对各程序进行仿真，仿真结果表明，各程序模块功能正确。利用模拟信号进行硬件仿真，仿真结果表明，系统完全能够实现预定功能：根据花结整定参数，对输入信号进行处理，统计出当前线锭上花结的数目。
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三种write mode，你真的理解吗？
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1 me1010简介
me1010是一个使用方便的综合图像传感器，由microne公司采用专利结构开发，旨在使其更便于与计算机产品构成一个整体。不同于传统的ccd图像传感器或一些新的cmos图像传感器产品，me1010图像传感器可提供极低速x-y地址图像输出，以便于与计算机或dsp相连接。它提供了352×290个像素(其中352×288个有效像素)、一个片上放大器和配套的adc电路。
此外，一个宽范围的连续全屏幕电子快门功能(从1μs到255ms)可避免对很多光学设备如光圈和机械快门等的需求。这对那些紧凑而经济的产品如定向视听相机组件、电子监视、车载电视系统、消费品、高技术玩具等非常有吸引力。
其主要特征有：12.1μm×12.1μm的cmos像素元;352×290像素阵列(有效元：352×288);基于像素元的片上帧buffer;低速可按x-y地址输出像素信号;片上视频放大器;片上8位a/d转换器;低功耗(小于200mw);全屏电子快门宽范围连续可调;内置黑状态参考;lcc- 48
脚封装;
功能：
像素阵列：由352×290的光敏区组成，包括一系列的参考行和可用的352×288像素阵列。
控制信号“xysel”的状态决定九位地址(ado to ad8)的译码与x或y地址对应。感光过程的初始化由vrst的电平对感光区内的各感光元素进行预置。像素阵列的初始化可以全屏一次进行，也可以通过prec、x地址译码输出以及“g”信号的组合逻辑状态按行进行。产生的感光信号可暂存在帧buffer里，通过取样控制信号(包括samp信号、x译码输出、sampg信号的逻辑综合)，由x-y地址可将此buffer内的指定内容读出。
在读数据期间，由x地址译码输出和sel信号共同决定哪一行像素为当前行，同时在read信号的上升沿，对当前像素区的感光单元采样并送至一 buffer行里。此buffer行通过多路传输技术输出至输出行vout。多路器由y信号的译码输出控制。y译码的最近一次输出用来读
出动态暗参考。因此，在正常的图像读出方式下，最重要的y译码输出是o×15f。
me1010对由外部逻辑电路(微控制器或asic)指定的x-y地址对应的感光区(当前区)的感光信号保存至模拟信号帧buffer。由vout脚输出的原始像素信号是负极性信号。换言之，黑色信号的电平比白色信号的电平高。
黑色参考单元行：
感光阵列的第一行(底部)是用来对动态黑色(参考背景)进行感光。这一动态黑色参考是在取样过程开始前，第一行的光敏元感光产生的。当选择此行即y译码输出为15f(351)时，参考信号即输出至vref脚做为后续的源。这样就为关闭信号处理器和片上模数转换器提供了黑色参考。
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2 硬件系统
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