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1、 OV7620 数字输出彩色摄像头开发说明 蓝宙电子研发部 V1.0 2012 年 8 月 3 日 1 基本指导 首先，请仔细阅读模块介绍中的针脚定义。根据针脚定义，将各针脚与您的单片机相应的口进行连接。特别注意：请确保电源连接正确，否则可能会烧坏摄像头,你可以先找一台60M的数字示波器看一下波形，只需要接上电源、地。然后将你想看的信号与示波器相连（如场同步VSYN、行同步HREF、象素时钟PCLK等）。以便给自己一些信心（信号确实是有的！摄像头是好的！）图像采集实验 为了减少连线（以减少不必要的连线错误），建议你刚开始只将以下几根针脚与你的单片机相连： 图像采集模块： 电源 地 VSYNH
2、REFPCLKY0Y7单片机： 电源 地 数据线 数据线 数据线 数据线具体连哪个数据线，这你可以自己选择。当然，一旦选定，就决定了你的程序应该如何编写。 至于采集程序，不好意思，只好你自己编写了。不过下面给出的时图像采集的一个简单的过程，希望对你有所帮助。while(isVSYNdown); while(isVSYNup); while(isHREFup); while(isHREFdown); for(j=0;j640;j+) while(isPCLKup); while(isPCLKdown); bufferj=PINB; 以上程序是采集一行图像的代码。祝你成功。最后，值得指出的是，图像
3、采集模块在缺省模式下是黑白模式，采集的图像为灰度图。如果您需要彩色图、或者如一些玩家所指出的，希望降低采集频率（以保证采集到正确的图像），这就需要将您的单片机的I2C与摄像头的相应针脚相连了，并编写相应的I2C通讯程序才行。具体做法，请参考数据手册的有关说明。 2 如果您对一些相关技术一无所知，您可以考虑购买我们的评估板，该板除了能采集到图像在PC机上显示之外，还能帮你降低采集速度及设置各种图像模式等。如果需要请联系。硬件结构 OV7620 是CMOS彩色黑白图像传感器。它支持连续和隔行两种扫描方式，VGA 与QVGA 两种图像格式； 最高像素为664492， 帧速率为30fp8； 数据格式包
4、括YUV、 YCrCb、RGB 三种，能够满足一般图像采集系统的要求。OV7620 内部可编程功能寄存器的设置有上电模式和SCCB 编程模式。本系统采用SCCB 编程模式，连续扫描，16 位RGB 数据输出。系统硬件结构框图如图1 所示。ARM 芯片选用具有ARM7TDMI 内核的LPC2210，通过LPC2210的GPIO 模拟SCCB 总线协议，控制OV7620 的功能寄存器。使用LPC2210 的3 个中断引脚引入OV7620 的图像输出同步信号VSYNC、 HSYNC、 PCLK， 以中断方式同步图像数据输出。 OV7620 的YUV通道输出的16 位并行数据通过LPC2210 的高1
5、6 位数据线接入。SST39VF160 和IS61LV25616AL 为扩展的Flash 和SRAM，分别用作程序存储器和数据存储器。具体实现 3 1、OV7620 的功能控制 OV7620 的控制采用SCCB(SeriaICameraControlBus)协议。SCCB 是简化的I2C 协议，SIO-l 是串行时钟输入线，SIO-O 是串行双向数据线，分别相当于I2C协议的SCL 和SDA。SCCB 的总线时序与I2C基本相同，它的响应信号ACK 被称为一个传输单元的第9 位，分为Dontcare 和NA。Dontcare 位由从机产生；NA 位由主机产生，由于SCCB不支持多字节的读写，
6、NA 位必须为高电平。另外，SCCB 没有重复起始的概念，因此在SCCB 的读周期中，当主机发送完片内寄存器地址后，必须发送总线停止条件。不然在发送读命令时，从机将不能产生Dontcare响应信号。由于I2C 和SCCB 的一些细微差别，所以采用GPIO 模拟SCCB 总线的方式。SCL 所连接的引脚始终设为输出方式，而SDA 所连接的引脚在数据传输过程中，通过设置IODIR的值，动态改变引脚的输入输出方式。 SCCB 的写周期直接使用I2C总线协议的写周期时序； 而SC-CB的读周期，则增加一个总线停止条件。OV7620 功能寄存器的地址为0x000x7C(其中，不少是保留寄存器)。通过设置
7、相应的寄存器，可以使OV7620 工作于不同的模式。例如，设置OV7620 为连续扫描、RGB 原始数据16 位输出方式，需要进行如下：I2CSendByte()为写寄存器函数，它的第1 个参数OV7620 为宏定义的芯片地址0x42，第2 个参数为片内寄存器地址，第3 个参数为相应的寄存器设定值。 2、 OV7620 时钟同步 4 5 OV7620 有4 个同步信号：VSYNC(垂直同步信号)、FODD(奇数场同步信号)、HSYNC(水平同步信号)和PCLK(像素同步信号)。当采用连续扫描方式时，只使用VSYNC 和HSYNC、PCLK 三个同步信号， 如图l所示。 时为检测OV7620
8、 扫描窗口的有效大小， 还引入了HREF水平参考信号。LPC2210 的3 个外部中断引脚分别作为3 个同步信号的输入，相应的中断服务程序分别为Vsync_IRQ()、Hsync_IRQ()和Pclk_IRQ()。在内存中定义一个二维数组存储图像数据，一维用变量y 表示，用于水平同步信号计数；二维用变量x表示，用于像素同步信号计数。图像采集的基本流程为：当用SCCB 初始化好OV7620 后，使能VSYNC对应的中断，在Vsync_IRQ()中断服务程序中判断是否已取得一帧数据。若是，则在主程序的循环体中进行数据处理；若不是，则使能HSYNC 对应的中断，并将y 置为O。在Hsync_IRQ(
9、)中断服务程序中，判断HREF 的有效电平，若有效，则y 加1，x 置为O，并使能PCLK 对应的中断。在Pclk_IRQ()中断服务程序中，判断HREF的有效电平，若有效，则z 增加，同时采集一个像素点的图像数据。3、图像数据的输出速度匹配 在OV7620 的3 个同步信号中，PCLK 的周期最短。当OV7620 使用27MHz 的系统时钟时， 默认的PCLK的周期为74ns。 而LPC2210的中断响应时间远远大于这个值。 LPC2210的最大中断延迟时问为27个处理器指令周期，最小延迟时问为4个指令周期，再加上中断服务时间、现场恢复时间等，完成一次中断响应的时问要大于730 个指令周期。
10、当PC2210 使用最高系统频率60MHz 时，它的中断响应时间远大于O20，6s，所以只能将OV7620 的PCLK 降频。 通过设置时钟频率控制寄存器， 可将PCLK 的周期设为4s左右。4、图像数据的接入 当OV7620 工作于主设备方式时，它的YUV 通道将连续不断地向总线上输出数据。如果将OV7620 的YUV通道直接接在LPC2210 的DOD15 数据总线上， 则会干扰数据总线使LPC2210 不能正常运行；如果使用74HC244 等隔离，分时使用数据总线的方法，则会大大降低系统的运行速度，使得LPC2210 不能及时取走总线上的数据，造成图像数据不完整，。由于LPC2210 的
11、数据总线宽度为32 位，而Flash和SRAM 仅占用了低16 位数据出方式时，Y 通道和UV通道的数据输出格式如表l所列。从表l 中下面以一个55 的像素点阵为例，详细介绍图像数据的恢复。首先定义一个515 的字节线D0D15， 困此可以采用图l 中的方法， 将空闲的高16 位数据线D16D31 设为GPIO，用于采集OV7620 输出的16位图像数据。5、图像数据的恢复 OV7620 采用16 位输可以看出，每一行Y 通道和UV 通道交替输出上一行的重复数据和本行的新数据。而在一行之内，B 数据只在奇数列出现，R数据只在偶数列出现。型数组，在Pclk_IRQ()中断服务程序中读取55个像素
12、点的图像数据；然后对图像数据进行插值，奇数点则在数组的连续3 个字节中存入B、G、0，偶数点则存入O、G、R；最后对当前行的每一个字节与下一行对应列的每一个字节求平均值， 即可算出当前行的RGB 值。 6 7 而在每一行内，奇数点的R 数据和偶数点的B数据可通过分别对其两侧的2 个点的R和数据求平均值得到。这样，一幅图像就恢复好了。可以直接存成二进制文件(本系统采用串口输出到PC 进行显示)，或者增加BMP 位图文件头信息，存成iBitCouNt=24 的DIB 位图文件；也可用LPC2210 对此图像数据进行进一步的处理，如指纹识别等。6、结论 B像采集速度主要受限于LPC2210 的中断
13、响应时间， 如果采用带有DMA 控制器，本系统的图并且具有更高处理速度的ARM 芯片，可大大提高整个图像采集系统的速度。例如，采用具有ARM9 内核的S3C2410，其最高系统频率达203MHz，完成一次DMA 传送的时间约为30ns。小于默认的PCLK 的周期74ns，可以实现30fps 的图像采集速度。与搭配OV511+或CPLDFPGA 的图像采集系统相比，此图像采集系统极大地简化了系统结构，降低了系统设计成本，缩短了开发周期；图像数据的采集与处理均由ARM 芯片完成，因而降低了数据中转过程中传输错误的几率，提高了系统的可靠性。 8 谢谢！芜湖蓝宙电子科技有限公司技术部地址：芜湖经济技术开发区银湖北路科创中心 C#211 室联系人：王江电话：18855355235联系邮箱：公司官网：http:/公司网上交易平台：http:/
