FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议

目录

     

 前言

OV7725引脚及功能框图

参数指标

引脚

功能框图

SCCB时序及读写操作

 SCCB时序特点

读写实现

OV7725寄存器常用配置参数     

 前言

        摄像头采集是图像处理的第一步,本章节分为多部分,旨在让大家学会如何使用OV7725采集图像,并且使用VGA协议显示出来。主要涉及内容:

  • OV7725 通信协议实现
  • SDRAM 使用
  • FIFO 使用
  • VGA协议

 

今天主要讲第一部分:OV7725的基础知识与SCCB通信协议 

OV7725引脚及功能框图

参数指标

        OV7725最高支持640*480@60Hz分辨的视频输出,OV7725 具体的参数及特点,如下所示:

  1.  高灵敏度,适合低照度应用
  2. 具有标准的SCCB配置接口,能配置输出RAW RGB、RGB(GRB422、RGB565/RGB444)、YVA422这几种格式的视频流。
  3. 支持VGA、QVGA,以及40*30到CIF(352*288)分辨率的图像尺寸
  4. 采用VarioPixel方式实现像素子采样(隔像素采样,实现QVGA)
  5. 自动调节边缘的增强、自动调节噪声的抑制
  6. 能通过配置实现帧同步模式
  7. 自动曝光(AEC)、自动白平衡(AWB)、自动带通滤波(ABF)、自动黑电平校准(ABLC)
  8. 图像饱和度、色相、伽马、锐度、噪声抑制等可调节

引脚

        

FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第1张图片

其中管脚功能描述: 

FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第2张图片

 下面结合功能框图,向大家讲解各个引脚的功能;

功能框图

FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第3张图片

  1.  第一模块:主要由SDL核SDA构成,用于配置摄像头的寄存器,设置摄像头功能。使用SCCB通信协议,类似于IIC。
  2. 第二模块:时钟与通信控制信号;XCLK为系统输入时钟,为整个系统提供参考时钟;PCLK为像素同步时钟,是输出信号,用以控制外部读取设备读取像素数据的时序。HREF、VSYNC类似于VGA协议中的行同步和场同步。RSTB为全局复位信号,低电平复位。PWDN 用于控制芯片进入低功耗模式。
  3. 第三模块:主要由感光模块组成,用于将光信号转换为数字电信号。
  4. 第四模块:主要由DSP构成,它会根据控制寄存器的配置做一些基本的图像处理运算。这部分还包含了图像格式转换单元及压缩单元,转换出的数据最终通过D0-D9 引脚输出。

SCCB时序及读写操作

 SCCB时序特点

起始信号

        

FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第4张图片

         SCL(时钟控制线)为高电平时,SDA(信号控制线)出现下降沿。(按照协议来说,SCL为高时,SDA应该保持数据不变的)

终止信号

FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第5张图片

      SCL(时钟控制线)为高电平时,SDA(信号控制线)出现上升沿。(按照协议来说,SCL为高时,SDA应该保持数据不变的)

有效信号

   FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第6张图片

         SCL(时钟控制线)为高电平时,SDA(信号控制线)保持数据不变。SCL为低时,SDA才可以变换。

读写实现

        对于写操作--“三步写”

        第一阶段发送从设备的 ID 地址+W 标志(等于 I2C 的设备地址: 7 位设备地址+读写方向标志),第二阶段发送从设备目标寄存器的 8 位地址,第三阶段发送要写入寄存器的 8 位数据。并且每一帧之间间隔一位,任意电平。

FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第7张图片

         对于读操作--“四步读”

        首先,向从器件传输设备 ID+W 标志和目的寄存器的地址,这两步也被称作两步写,用于指定读取的寄存器地址。

FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第8张图片

         其次,是两步读操作;它用于读取从设备目的寄存器中的数据,在第一阶段中发送从设备的设备 ID+R 标志(设备地址+读方向标志)和自由位,在第二阶段中读取寄存器中的8 位数据和写 NA 位(非应答信号)。

        FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第9张图片

OV7725寄存器常用配置参数

        FPGA--OV7725摄像头采集与VGA显示实验--1--OV7725使用与驱动协议_第10张图片

         第一个寄存器配置曝光量、第二个寄存器配置内部时钟、第三个寄存器配置寄存器置位、传输协议、色彩格式,等等信息。

         下一节我们会结合Verilog代码来构建一个OV7725摄像头的配置模块。

        

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