摘要:视频图像采集己经被广泛的应用于视频监控等多个领域。随着对图像实时性的要求越来越高，FPGA凭借其优越的并行性脱颖而出。它可以快速对大量的数据进行处理，因此已经越来越多的应用于图像采集和处理领域以及通信领域中。FPGA开发周期短，具有灵活性和并行性的特点，因此，使用FPGA 为核心芯片来完成视频图像采集，能够有效的提高处理速度，并满足视频采集实时性的要求。

本文基于FPGA核心控制器，使用一款型号为OV7725的CMOS传感器，利用OV7725模块、VGA模块和SDRAM模块实现了视频图像的实时采集与显示。整个系统在 Quartus II 13.0 软件平台下，利用 Verilog HDL语言设计并实现了该方案。并且分析和研究了各个模块的具体功能。最终发现，使用 FPGA作为核心来进行视频图像采集能够有效的满足视频图像采集实时性的要求，因此具有很大的实用价值。

关键词：OV7725；FPGA；Verilog HDL语言；实时图像采集

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究背景及意义-1

1.2 本文研究内容-1

2 FPGA开发及设计思想-2

2.1 概述-2

2.2 硬件描述语言-2

2.3 Quartus Ⅱ软件介绍-2

2.4 Altera公司Cyclone Ⅳ系列FPGA简介-3

2.5 FPGA设计思想-4

2.6 本章小结-4

3 视频图像采集系统设计流程-5

3.1 系统框架分析-5

3.2 实现流程-5

3.3 本章小结-5

4 系统模块总体分析-6

4.1 主要模块硬件电路-6

4.1.1 OV7725驱动电路-6

4.1.2 SDRAM驱动电路-7

4.1.3 VGA驱动电路-8

4.2 本章小结-9

5 视频图像采集系统设计-10

5.1 基于OV7725的VGA驱动显示-10

5.1.1 VGA时序分析-10

5.1.2 VGA驱动的FPGA实现-11

5.1.3 测试VGA字符显示驱动-13

5.2 基于FPGA的SDRAM控制器-15

5.2.1 跨时钟域数据交互-15

5.2.2 SDRAM控制器的特性及时序介绍-16

5.2.3 基于SDRAM的VGA显示控制器的实现-18

5.3 基于OV7725的视频图像采集-20

5.3.1 OV7725摄像头介绍-20

5.3.2 OV7725的SCCB接口介绍-21

5.3.3 OV7725寄存器介绍及配置-22

5.3.4 OV7725时序分析-24

5.3.5 OV7725寄存器的I2C初始化设计-26

5.3.6 OV7725的视频采集模块设计-27

5.4视频图像显示的实现-27

5.5 本章小结-28

结    论-29

参 考 文 献-30

致    谢-32