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HMP-I系列圖象采集模塊

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產(chǎn)品型號HMP-I系列圖象采集模塊

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更新時間：2021-06-01 20:25:18瀏覽次數(shù)：1975次

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產(chǎn)品簡介

HMP-Ia和HMP-Ib，Ia型接口為UART串口、Ib型接口為SPI串口，兩個型號的其他功能如不特別說明則相同。該模塊具有采集壓縮速度快、圖象質(zhì)量好、產(chǎn)生的JPEG文件小、接口通信速率高等特點，適合需要嵌入式圖象采集的各種應(yīng)用，特別是無線或低速率網(wǎng)絡(luò)通信下的圖象應(yīng)用（如：無線監(jiān)控等）。

詳細介紹

HMP-I系列圖象采集模塊實現(xiàn)將PAL制式模擬視頻信號實時采集并壓縮成標準JPEG格式的圖象文件。該系列目前有兩個型號：HMP-Ia和HMP-Ib，Ia型接口為UART串口、Ib型接口為SPI串口，兩個型號的其他功能如不特別說明則相同。該模塊具有采集壓縮速度快、圖象質(zhì)量好、產(chǎn)生的JPEG文件小、接口通信速率高等特點，適合需要嵌入式圖象采集的各種應(yīng)用，特別是無線或低速率網(wǎng)絡(luò)通信下的圖象應(yīng)用（如：無線監(jiān)控等）。

本手冊全部修改、發(fā)布和所有權(quán)歸潤光凱勤科技發(fā)展有限公司所有，我公司有權(quán)在不做通知的情況下進行變更，請關(guān)注我公司或以獲得資料。

1.1 應(yīng)用領(lǐng)域

Ø 遠程監(jiān)控

Ø 家庭智能安防

Ø 車載監(jiān)控

Ø 可視門禁

Ø 醫(yī)療影像儀器

Ø 工業(yè)控制

Ø 無人職守

Ø 環(huán)境監(jiān)控

Ø 遠程抄表

Ø 應(yīng)用圖象采集的其他領(lǐng)域

1.2 主要功能特點

Ø 將輸入的標準PAL制式模擬視頻信號實時采集、壓縮成JPEG圖象文件，JPEG文件格式*符合JFIF1.02標準

Ø 支持四路模擬視頻信號輸入通道，通道切換時模塊能自動捕捉新的視頻信號

Ø 與主機的通信接口：HMP-Ia型為3.3V的UART異步串口，通信速率從 9.6K—625Kbps共15級，具有硬件流控制功能；HMP-Ib型為3.3V的SPI同步串口，通信速率可高達2Mbps

Ø 支持六種圖象分辨率：160x120、176x144、320x240、352x288、640x480、704x576

Ø 支持16級圖象壓縮比（即質(zhì)量等級），可調(diào)亮度、對比度、色飽和度、色調(diào)

Ø 支持同一圖象重復(fù)發(fā)送或以不同壓縮比壓縮后重復(fù)發(fā)送

Ø 支持按壓縮比和分辨率的連續(xù)圖象壓縮發(fā)送，并且可設(shè)定間隔時間

Ø 視頻信號的采集壓縮速度快，采集壓縮320＊240的圖象zui快只要0.3秒（不含數(shù)據(jù)傳輸時間）

1.3 產(chǎn)品型號

型號	說明
HMP-Ia	接口為TTL電平的UART串口
HMP-Ib	接口為TTL電平的SPI串口

2. 電氣特性

2.1 極限參數(shù)

項目	符號	zui小值	zui大值	單位
工作電壓	VDD	+3.0	+3.6	V
工作溫度	TOP	0	+70	℃
存儲溫度	TSTG	-10	+85	℃
工作濕度		30%	70%
存儲濕度		20%	80%

注意：不要超出上表所列的環(huán)境條件，否則模塊可能無法正常工作甚至受損壞。

2.2 直流特性

項目	符號	zui小值	典型值	zui大值	單位	測試條件
工作電壓	VDD	+3.1	+3.3	+3.5	V	+25℃
I/O電壓	VH	+2.7	VDD	VDD+0.3	V	+25℃
I/O電壓	VL	-0.3	0	+0.5	V	+25℃
待機電流	ISBY	—	50	—	mA	VDD=3.3V，+25℃
工作電流	IOPR	150	200	300	mA	VDD=3.3V，+25℃

2.3 模塊接口

2.3.1 模塊封裝尺寸

2.3.2 接口定義

1. UART異步串口（HMP-Ia使用）

引腳號	接口名稱	方向(I/O)	接口說明
1	GND	—	數(shù)字地
2	RXD	I	UART接收（3.3V電平）
3	TXD	O	UART發(fā)送（3.3V電平）
4	CTS	I	硬件流控制（低電平時暫停發(fā)送）
5	NC	—	保留引腳，懸空處理

2. SPI同步串口（HMP-Ib使用）

引腳號	接口名稱	方向(I/O)	接口說明
1	GND	—	數(shù)字地
2	MOSI①	I	SPI主機發(fā)送、從機接收（3.3V電平）
3	MISO①	O	SPI主機接收、從機發(fā)送（3.3V電平）
4	MCLK①	I	SPI主機產(chǎn)生的時鐘信號（3.3V電平）
5	/SS①	I	SPI從機選擇信號（3.3V電平）

① SPI為同步串行總線，由主機產(chǎn)生時鐘，一般以字節(jié)為單位發(fā)送和接收，主機每次產(chǎn)生時鐘信號時同步發(fā)送和接收一個字節(jié)，具體資料請參考相關(guān)標準。本模塊運行在SPI的從機模式。

3. 電源接口

引腳號	接口名稱	方向(I/O)	接口說明
1	GND	—	數(shù)字地
2	VDD	I	3.3V電源輸入

4. 視頻接口1-4

引腳號	接口名稱	方向(I/O)	接口說明
1	AGND	—	模擬地
2	VIN1—VIN4	I	視頻信號輸入1-4通道

備注：本模塊要求模擬視頻信號符合以下要求：PAL制式視頻信號、輸入電容<20pF、信號幅值1.0±0.3Vpp、輸入阻抗75±5歐。

5. 狀態(tài)指示燈

LED狀態(tài)指示燈作為模塊工作狀態(tài)的指示，模塊在上電至少三秒后才能接受主機的控制命令，在上電的zui初三秒該指示燈處于不穩(wěn)定狀態(tài)，之后會一直點亮以表示正常工作，具體如下：

指示燈狀態(tài)	故障描述
不穩(wěn)定的閃爍	上電初始化狀態(tài)（只在模塊上電的zui初3秒內(nèi)出現(xiàn)）
恒亮	正常工作或待機狀態(tài)
不亮	供給模塊的電源有問題
周期性的兩次以上閃爍	硬件故障，需要維修

備注：模塊使用過程中若產(chǎn)生硬件問題也會出現(xiàn)狀態(tài)4現(xiàn)象。

3. 通信協(xié)議

本模塊通信協(xié)議分三層：物理層、鏈路層和應(yīng)用層，物理層負責實現(xiàn)以八位字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)傳輸，鏈路層用于保證數(shù)據(jù)按幀正確發(fā)送和接收，應(yīng)用層負責用戶命令和響應(yīng)的實現(xiàn)。

3.1 物理層

3.1.1 UART串口

1． UART邏輯信號定義

Ø 邏輯1電平在+2.5V ~ VDD+0.3V之間

Ø 邏輯0電平在-0.3 ~ +0.5V之間

2． UART波特率

模塊初始上電時，默認為9600bps，可以通過通信命令字(見后面)，改變模塊與主機間的通信速率，支持9.6K—625Kbps之間的15種通信速率（具體參考附錄1）。

3． UART數(shù)據(jù)流

串口收/發(fā)的數(shù)據(jù)都以8位字節(jié)為單位，1位停止位，無奇偶校驗位，有硬件流控制。硬件流控制信號為低電平有效，模塊內(nèi)部有上拉電阻（主機若不用可懸空），需要注意的是模塊內(nèi)部有FIFO，因此在硬件流控制信號被拉低后模塊zui多還能發(fā)送16個字節(jié)。每個字節(jié)的傳輸形式如下：

3.1.2 SPI串口

1. SPI邏輯信號定義

Ø 邏輯1電平在2.5V ~ VDD+0.3V之間

Ø 邏輯0電平在-0.3 ~ 0.5V之間

2. SPI通信速率

本模塊作為SPI的從機，可以接受的zui大主機時鐘頻率為2MHz，即速率zui大為2Mbps。

3. SPI數(shù)據(jù)流

請參考SPI相應(yīng)標準。

3.2 鏈路層

鏈路層數(shù)據(jù)始終以幀的形式出現(xiàn)，所有模塊接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須按照固定的幀格式，具體說明如下：

幀開始標志	應(yīng)用層數(shù)據(jù)	和校驗	幀結(jié)束標志
2字節(jié)	N字節(jié)	2字節(jié)	2字節(jié)

Ø 幀開始標志：固定為0xFF、0xE1，在本協(xié)議中幀開始和結(jié)束標志不會在應(yīng)用層數(shù)據(jù)或和校驗里出現(xiàn)，能夠保證標志的*性

Ø 應(yīng)用層數(shù)據(jù)：長度N≥2，具體定義參考后面應(yīng)用層協(xié)議

Ø 和校驗：為全部應(yīng)用層數(shù)據(jù)按字節(jié)累加的結(jié)果，兩個校驗字節(jié)組成16位的和校驗碼（高字節(jié)在前），但zui高位必須為0，因此實際使用15位的和校驗碼

Ø 幀結(jié)束標志：固定為0xFF、0xE2

鏈路層協(xié)議為問答式，即主機發(fā)起通信后必須等待模塊響應(yīng)才能發(fā)送下一命令，模塊在完成命令后響應(yīng)主機。模塊從接收完命令到發(fā)送*個響應(yīng)字節(jié)給主機的時間稱為模塊響應(yīng)時延，該時延根據(jù)應(yīng)用層的命令不同而有差異，除圖象采集相關(guān)命令外一般均會在100ms以內(nèi)，模塊的zui大響應(yīng)時延約為2秒（在通道切換重新捕捉視頻、重新采集和壓縮zui大分辨率及zui高質(zhì)量的圖片時），因此主機在發(fā)送命令后等待2秒以上若沒有接收到響應(yīng)則可認為失敗并可發(fā)送新的數(shù)據(jù)幀。通常情況下引起這種通信失敗的原因可能是：通信物理層連接不可靠或受到嚴重干擾導(dǎo)致誤碼、主機發(fā)送的幀格式或應(yīng)用層命令或校驗有錯誤。

本鏈路層協(xié)議還規(guī)定了字節(jié)接收等待超時時間，主機發(fā)送的幀數(shù)據(jù)各字節(jié)之間的間隔時間不得超過10ms，否則模塊會產(chǎn)生字節(jié)超時而丟棄已接收的幀數(shù)據(jù)。

對于SPI接口，由于一次字節(jié)傳送會同時發(fā)送與接收一個字節(jié)，因此模塊在沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送時以0xFF填充發(fā)送或以接收的來自主機的前一字節(jié)發(fā)送；主機若要讀取模塊數(shù)據(jù)則必須重復(fù)發(fā)送0xFF以不斷接收模塊的數(shù)據(jù)，直到接收完成為止。需要注意的是：主機通過SPI接口給模塊發(fā)送完命令后，必須接收完模塊的響應(yīng)，否則模塊無法接受新命令（連續(xù)采集時的停止命令除外）。

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