OV7620簡(jiǎn)介
ov7620是一款CMOS攝像頭器件,是彩色CMOS型圖像采集集成芯片,提供高性能的單一小體積封裝,該器件分辨率可以達(dá)到640X480,傳輸速率可以達(dá)到30幀。
OV7620是1/3”CMOS彩色/黑白圖像傳感器。它支持連續(xù)和隔行兩種掃描方式,VGA與QVGA兩種圖像格式;最高像素為664×492,幀速率為30fps;數(shù)據(jù)格式包括YUV、YCrCb、RGB三種,能夠滿足一般圖像采集系統(tǒng)的要求。
OV7620基本參數(shù)
大?。?3x27x24(mm)
掃描方式:逐行/隔行掃描
最低照度:2.5luxatf1.4(3000k)
信噪比:》48dB
最大像素:(H)664x(V)492;缺省有效像素:(H)640x(V)480
數(shù)據(jù)輸出格式:
YCrCb16bit/8bitselectable
60Hz16BitYCrCb4:2:2-640x480
60Hz8BitYCrCb4:2:2-640x480
RGBRawDataDigitalOutput16Bit/8Bitselectable
CCIR601,CCIR656,ZV端口:支持8/16位視頻數(shù)據(jù)
SCCB接口:最大速率支持400kBit/s
YCrCB或YUV輸出格式:支持TV或監(jiān)視器顯示
ov7620硬件結(jié)構(gòu)
OV7620是CMOS彩色/黑白圖像傳感器。它支持連續(xù)和隔行兩種掃描方式,VGA與QVGA兩種圖像格式;最高像素為664×492,幀速率為30fp8;數(shù)據(jù)格式包括YUV、YCrCb、RGB三種,能夠滿足一般圖像采集系統(tǒng)的要求。
OV7620內(nèi)部可編程功能寄存器的設(shè)置有上電模式和SCCB編程模式。本系統(tǒng)采用SCCB編程模式,連續(xù)掃描,16位RGB數(shù)據(jù)輸出。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
ARM芯片選用具有ARM7TDMI內(nèi)核的LPC2210,通過LPC2210的GPIO模擬SCCB總線協(xié)議,控制OV7620的功能寄存器。使用LPC2210的3個(gè)中斷引腳引入OV7620的圖像輸出同步信號(hào)VSYNC、HSYNC、PCLK,以中斷方式同步圖像數(shù)據(jù)輸出。OV7620的YUV通道輸出的16位并行數(shù)據(jù)通過LPC2210的高16位數(shù)據(jù)線接入。
SST39VF160和IS61LV25616AL為擴(kuò)展的Flash和SRAM,分別用作程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
ov7620的具體實(shí)現(xiàn)
1、OV7620的功能控制
OV7620的控制采用SCCB(SeriaICameraControlBus)協(xié)議。SCCB是簡(jiǎn)化的I2C協(xié)議,SIO-l是串行時(shí)鐘輸入線,SIO-O是串行雙向數(shù)據(jù)線,分別相當(dāng)于I2C協(xié)議的SCL和SDA。SCCB的總線時(shí)序與I2C基本相同,它的響應(yīng)信號(hào)ACK被稱為一個(gè)傳輸單元的第9位,分為Don’tcare和NA。Don’tcare位由從機(jī)產(chǎn)生;NA位由主機(jī)產(chǎn)生,由于SCCB不支持多字節(jié)的讀寫,NA位必須為高電平。另外,SCCB沒有重復(fù)起始的概念,因此在SCCB的讀周期中,當(dāng)主機(jī)發(fā)送完片內(nèi)寄存器地址后,必須發(fā)送總線停止條件。不然在發(fā)送讀命令時(shí),從機(jī)將不能產(chǎn)生Don’tcare響應(yīng)信號(hào)。
由于I2C和SCCB的一些細(xì)微差別,所以采用GPIO模擬SCCB總線的方式。SCL所連接的引腳始終設(shè)為輸出方式,而SDA所連接的引腳在數(shù)據(jù)傳輸過程中,通過設(shè)置IODIR的值,動(dòng)態(tài)改變引腳的輸入/輸出方式。SCCB的寫周期直接使用I2C總線協(xié)議的寫周期時(shí)序;而SC-CB的讀周期,則增加一個(gè)總線停止條件。
OV7620功能寄存器的地址為0x00~0x7C(其中,不少是保留寄存器)。通過設(shè)置相應(yīng)的寄存器,可以使OV7620工作于不同的模式。例如,設(shè)置OV7620為連續(xù)掃描、RGB原始數(shù)據(jù)16位輸出方式,需要進(jìn)行如下設(shè)置:
I2CSendByte()為寫寄存器函數(shù),它的第1個(gè)參數(shù)OV7620為宏定義的芯片地址0x42,第2個(gè)參數(shù)為片內(nèi)寄存器地址,第3個(gè)參數(shù)為相應(yīng)的寄存器設(shè)定值。
2、OV7620時(shí)鐘同步
OV7620有4個(gè)同步信號(hào):VSYNC(垂直同步信號(hào))、FODD(奇數(shù)場(chǎng)同步信號(hào))、HSYNC(水平同步信號(hào))和PCLK(像素同步信號(hào))。當(dāng)采用連續(xù)掃描方式時(shí),只使用VSYNC和HSYNC、PCLK三個(gè)同步信號(hào),如圖l所示。時(shí)為檢測(cè)OV7620掃描窗口的有效大小,還引入了HREF水平參考信號(hào)。
LPC2210的3個(gè)外部中斷引腳分別作為3個(gè)同步信號(hào)的輸入,相應(yīng)的中斷服務(wù)程序分別為Vsync_IRQ()、Hsync_IRQ()和Pclk_IRQ()。在內(nèi)存中定義一個(gè)二維數(shù)組存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù),一維用變量y表示,用于水平同步信號(hào)計(jì)數(shù);二維用變量x表示,用于像素同步信號(hào)計(jì)數(shù)。圖像采集的基本流程為:當(dāng)用SCCB初始化好OV7620后,使能VSYNC對(duì)應(yīng)的中斷,在Vsync_IRQ()中斷服務(wù)程序中判斷是否已取得一幀數(shù)據(jù)。若是,則在主程序的循環(huán)體中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;若不是,則使能HSYNC對(duì)應(yīng)的中斷,并將y置為O。在Hsync_IRQ()中斷服務(wù)程序中,判斷HREF的有效電平,若有效,則y加1,x置為O,并使能PCLK對(duì)應(yīng)的中斷。在Pclk_IRQ()中斷服務(wù)程序中,判斷HREF的有效電平,若有效,則z增加,同時(shí)采集一個(gè)像素點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)。
3、圖像數(shù)據(jù)的輸出速度匹配
在OV7620的3個(gè)同步信號(hào)中,PCLK的周期最短。當(dāng)OV7620使用27MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí),默認(rèn)的PCLK的周期為74ns。而LPC2210的中斷響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)值。LPC2210的最大中斷延遲時(shí)問為27個(gè)處理器指令周期,最小延遲時(shí)問為4個(gè)指令周期,再加上中斷服務(wù)時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)時(shí)間等,完成一次中斷響應(yīng)的時(shí)問要大于7~30個(gè)指令周期。當(dāng)LPC2210使用最高系統(tǒng)頻率60MHz時(shí),它的中斷響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)大于O.2~0,6μs,所以只能將OV7620的PCLK降頻。通過設(shè)置時(shí)鐘頻率控制寄存器,可將PCLK的周期設(shè)為4μs左右。
4、圖像數(shù)據(jù)的接入
當(dāng)OV7620工作于主設(shè)備方式時(shí),它的YUV通道將連續(xù)不斷地向總線上輸出數(shù)據(jù)。如果將OV7620的YUV通道直接接在LPC2210的DO~D15數(shù)據(jù)總線上,則會(huì)干擾數(shù)據(jù)總線,使LPC2210不能正常運(yùn)行;如果使用74HC244等隔離,分時(shí)使用數(shù)據(jù)總線的方法,則會(huì)大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行速度,使得LPC2210不能及時(shí)取走總線上的數(shù)據(jù),造成圖像數(shù)據(jù)不完整。由于LPC2210的數(shù)據(jù)總線寬度為32位,而Flash和SRAM僅占用了低16位數(shù)據(jù)線D0~D15,困此可以采用圖l中的方法,將空閑的高16位數(shù)據(jù)線D16~D31設(shè)為GPIO,用于采集OV7620輸出的16位圖像數(shù)據(jù)。
5、圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)
OV7620采用16位輸出方式時(shí),Y通道和UV通道的數(shù)據(jù)輸出格式如表l所列。從表l中可以看出,每一行Y通道和UV通道交替輸出上一行的重復(fù)數(shù)據(jù)和本行的新數(shù)據(jù)。而在一行之內(nèi),B數(shù)據(jù)只在奇數(shù)列出現(xiàn),R數(shù)據(jù)只在偶數(shù)列出現(xiàn)。
下面以一個(gè)5×5的像素點(diǎn)陣為例,詳細(xì)介紹圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)。
首先定義一個(gè)5×15的字節(jié)型數(shù)組,在Pclk_IRQ()中斷服務(wù)程序中讀取5×5個(gè)像素點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù);然后對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,奇數(shù)點(diǎn)則在數(shù)組的連續(xù)3個(gè)字節(jié)中存入B、G、0,偶數(shù)點(diǎn)則存入O、G、R;最后對(duì)當(dāng)前行的每一個(gè)字節(jié)與下一行對(duì)應(yīng)列的每一個(gè)字節(jié)求平均值,即可算出當(dāng)前行的RGB值。而在每一行內(nèi),奇數(shù)點(diǎn)的R數(shù)據(jù)和偶數(shù)點(diǎn)的B數(shù)據(jù)可通過分別對(duì)其兩側(cè)的2個(gè)點(diǎn)的R和B數(shù)據(jù)求平均值得到。
這樣,一幅圖像就恢復(fù)好了。可以直接存成二進(jìn)制文件(本系統(tǒng)采用串口輸出到PC進(jìn)行顯示),或者增加BMP位圖文件頭信息,存成biBitCouNt=24的DIB位圖文件;也可用LPC2210對(duì)此圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理,如指紋識(shí)別等。
Ov7620硬件連接
Ov7620共有16個(gè)引腳
下面具體說說他們的含義
灰度信號(hào)輸出接口 Y0-Y7
SCCB數(shù)據(jù)接口 SDA
SCCB數(shù)據(jù)時(shí)鐘 SCL
行中斷信號(hào) HREF
場(chǎng)中斷信號(hào) VSYN
工作電壓 5V vcc
像素同步信號(hào) PCLK(也叫 TCLK)
工作電壓 0V
模擬信號(hào)輸出接口 VTO
這16個(gè)引腳中,你需要把”工作電壓 5V”接電源的正,”工作電壓 0V”接電源的地。這個(gè)一定不能反??!否則燒掉攝像頭!然后把模擬信號(hào)輸出接口 VTO和電源的地兩根線接到電視上,可以用蓮花頭,或者是隨便2根線接到電視的視頻輸入上就可以。這個(gè)時(shí)候電視就能出圖像了。
這里僅說明可能需要用到的管腳,模擬攝像頭無非也就這幾個(gè)信號(hào),重要的是,模擬攝像頭的信號(hào)線需要分離,這當(dāng)然會(huì)給圖像的采集帶來本可以避免的干擾。
其他不同的攝像頭也有類似引腳都是一樣的。 下面是硬件連接:
1.注意行場(chǎng)中斷如果接對(duì)了,系統(tǒng)板上的第一個(gè)小燈會(huì)每秒閃爍一次。
2.攝像頭的vcc接5v電,gnd接地 ,千萬別接錯(cuò)了!
3.核心板引線ps0 接到usb轉(zhuǎn)串口器上的rxd 還有一根是公地線。 好了,可以看到圖像了。
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攝像頭
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