目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和交通监控等领域。视频监控系统大致经历了 3 个阶段：首先是基于模拟信号的电视监控系统，其功能单一、易受干扰且不易扩展；随后出现基于 PC 机的图像监控系统，其终端功能较强，但价格昂贵、稳定性差；近年来，随着嵌入式技术成熟，嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、环境适应性强等优点。

视频信号处理电路

本设计采用 SONY 公司专用信号处理器件 CXD3142R 作为信号处理器。CXD3142R 专用于对 Ye、Cv、Mg 和 G 补色单片 CCD 输出信号进行处理，是一种低功耗、高效率的信号处理器；具有自动曝光和自动白平衡功能，可同时输出复合视频信号和 YUV 8 位数字信号；内部集成 9 位 A/D 转换器、同步信号产生电路、外部同步电路和时钟控制电路。此外，CXD3142R 还具有串口通信功能，用户可在 PC 机中预先设定好 DSP 中的寄存器值，通过串口下载到 DSP，并对图像信号进行自动曝光和自动白平衡等处理。图 2 为视频信号处理模块电路连接图。

图 2 中，H1、H2、XV1、XV2、XV3、XV4 是 CCD 图像传感器的时序驱动信号，EEPROM 用来存储 DSP 初始化的寄存器值，D0～D7 是 YUV 数字信号。其具体工作流程为：将 CCD 图像传感器采集的模拟信号经 CXA2096N 进行相关预处理后，相应数字信号经 VIN 引脚传给 DSP（CXD3142）；DSP 接收数字信号后，利用其内部 AE／AWB 检测电路、同步信号产生电路、外同步电路以及相关算法对其进行处理，处理完成后在行（H 引脚）、场（V 引脚）信号及时钟信号（PCLK）的控制下，将 8 位数字信号经 D0～D7 引脚传给 FPGA 模块进行相关处理；通过引脚 SCK、SI、SO、XCS 进行串口通信，通过 CSROM、CASI、CSASO、CASCK 引脚与外部 EEPROM 通信，实现 DSP 相关的初始化；此外，IO 引脚输出经 DSP 处理过的复合视频信号，通过相关接口直接在 CRT 显示器上显示图像处理结果。

外围接口模块

本设计支持 RS-232C 串口通信，但该串口通信需把 3.3V 逻辑电平转化成 RS-232C 标准电平，因此采用 SP3232E 系列器件完成电平转换。SP3232E 可从 +3.0～+5.5V 的电源电压产生 RS-232C 电压电平，该系列适用于 +3.3V 系统，其驱动器满载时典型数据速率为 235kb/s。图 4 为系统设计的接口电路图。

需要注意的是，由于采用 SP3232E 器件，其驱动能力有限，该接口电路只适用于近距离传输；如果需要进行远距离传输，则必须加强信号传输能力。