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电子发烧友 电子技术论坛 利用ARM7(LPC2210)与CMOS 感光芯片(OV7620)实现了一个紧凑型 圈像采集、处理系统；通过夸理利用LPC2210 数据总线的工作方式，有 效地消除了OV7620 对系统数据总线的干扰。SCCB 控制，图像数据的 采集、处理以及传输都由一片LPC22lO 完成，特别适合于对功耗、体积 要求较严格的嵌入式应用。 关键词 ARM7 OV7620 图像传感器 SCCB 协议 数据采集 0V7620 是一种CMOS 图像传感器，它被广泛应用在网络摄像头、摄 像手机等产品中。由它组成的图像采集系统，比较常见的设计方法为 OV7620 搭配OV5ll+或CPLD ／FPGA。OV511+或CPLD ／FPGA 采 集的图像数据通过USB 总线或双端口RAM 输出到PC 或MCU(ARM、 DSP 等)，由PC 或MCU 对图像数据进行进一步的处理。本文所设计的图 像采集系统仅用一个ARM 芯片就实现了OV7620 的功能控制、时序同步、 数据采集与处理等功能，系统结构紧凑、实用。 1 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664×492，帧速率 为30fp8；数据格式包括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 电子发烧友 电子技术论坛 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16 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。 2 具体实现 2．1 OV7620 的功能控制 OV7620 的控制采用SCCB(SeriaI Camera ControlBus)协议。 电子发烧友 电子技术论坛 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Don’t care 和NA。Don’t care 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，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Don’t care 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0x00～0x7C(其中，不少是保留寄存 器)。通过设置相应的寄存器，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 下设置： 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 电子发烧友 电子技术论坛 的寄存器设定值。 2．2 OV7620 时钟同步 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 扫描窗口的有效大小，还引入了HREF 水平参 考信号。