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摄像头驱动OV7725学习笔记连载(一):OV7725 电器特性和时序图

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发表于 2017-2-22 17:15:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
             OV(豪威科技)已经被中国财团收购。这个昔日的大佬,最终走下神坛。
      关于OVsensor的资料包括,OV7725的简介(OmniVsion_OV7725),OV7725的数据手册(OV7725_Datasheet),OV7725 SCCB的接口时序(OmniVision Serial Camera Control Bus (SCCB) * s; @  t! y* P
Functional Specification),OV7725 寄存器配置手册(OV7725 Camera Module Software Application Note)。
1.png
8 d1 z* n5 ~7 x# z& a+ T
8 U) [7 a- w. ~  m5 H
, P: Y7 Q( T8 u6 D- Y) `
8 M" J7 u$ `( }  D6 V
淘宝上买的一款摄像头如下:
   2.png

( y) Q' F. v9 I6 h& ?* F% Q9 ?' s" F/ Z5 O& C
) s* c8 f. b3 _; G- E" P% |) Y* H: S
  OV7725硬件电路
3.jpg
- z1 }4 M8 s/ t
) I! f4 b) V' @' Y  O$ A; n, t0 L. n2 d9 |
  上图是OV7725的驱动电路,注意sclk和sdat要接4.7K的上拉电阻,这个是因为SCCB接口本质是I2C接口,其输出端是漏极开路或集电极开路,本身只能输出低电平,所以在两个接口处必须接上拉电阻,这一点注意,否则会造成通信不成功。
   I2C接口通过从机的唯一地址识别访问,可以实现对每一个器件的控制,这种传输方式,在标准模式下,可以达到100kbps,在快速模式下能达到400 kbps,高速下能达到3.4Mbps。
4.png   O# S3 D2 [, M6 r$ y0 Q
图1
5.png - o' c5 D+ l  j- M: l- A/ V
& b, Q+ L: j- l& y- ~0 d

) ~9 ?5 q& W2 R
  图1主要是OV7725的内部结构,主要是由XCLK驱动时钟进行图像数据的采样。SCL和SDA是 SCCB的接口,其他接口是OV输出的信号,包括HREF,PCLK,VSYNC,还有就是数据输出接口,一共10bit。注意在DSP模块中,可以实现,镜头阴影校正,降噪,白/黑像素校正,自动白平衡等。

* v. e" e* A- g) M  I*关于缩放功能,其中可以从VGA模式缩放到CIF模式,甚至低于CIF模式。
0 u  W  [4 A0 l2 z. p" ?( D 6.png 9 F; P  m, o1 H) H/ L( s
+ C+ N: V# ?3 X; P; c5 t0 n
  上图是OV可以输出的格式。

) {$ U: J, A) U6 Q- J9 T9 i. l0 f
$ M7 y  Z* k+ O) ^  q- N: A" n. a% i2 Q0 f4 N2 @
      OV7725在VGA模式 下可以达到60fps。可以通过SCCB接口,实际上也就是类似于I2C接口,进行白平衡,gama,色彩校正,曝光控制,色调控制等。通过图1也可以看出相关架构。
7.png
" X0 e! S  H" [2 J& p, N2 v4 O
6 d$ ]9 m0 Z; {" W2 t+ i5 y! `. V4 w% n+ ^9 E4 V
上图是OV7725的引脚图。其中用到的引脚如下图所示:
% m2 W+ {' _! |& R! F4 Q7 H

8 `- G0 [+ X* t3 D9 e4 f; E 8.png ! p" m4 l: ^. I$ i0 @* Z
( ~5 ^# q: p" M6 @; P
% l* D* {6 R- K, c* S
9 q* x8 K( F- o% n& x% }
通过上图也可以看出,对于RAW RGB数据输出10bit,若是对于其他格式的输出为8bit,取D输出的高8bit。
9.jpg : z# m  o' K, X7 E
: j% B  G8 E5 @& t5 I( z! ?
/ u  P3 G. U. W( A( G6 A) T% Y  X" N
. W. b& L5 k$ g: }$ S! f6 ]
上图是OV的电气特性,模拟电源典型值为3.3V,数字电压典型值为1.8V,IO接口电压可以按3.3V。

# |3 n) a7 I, m& c 10.png
! f4 g' v7 o# u% H
; u% L$ }1 R+ {9 y" d- k2 x" N8 U/ y* i! ]; B- Y8 r

& k" r1 Z5 |1 z# V8 {# d% S4 L
  上图中,驱动时钟需要24MHz,SCCB接口的时钟最高为400KHz。还需要注意一点的是对于每一个寄存器的改变,需要最大300ms时间的延迟,也就是10帧。
11.png
2 C5 w0 V- P* u1 z: K2 ?) @8 F8 a- z+ d

# v/ y. u# S6 L
上图是SCCB接口的时序图,也是实现各种寄存器配置的时序图,其中SCL的时钟要求不能 超过400KHz。
! ^! M# D8 e/ b5 i  Y1 x( i$ X/ L# ?

( q6 T# ^' A1 d: x& Q 12.png + P/ e5 q. i- S

9 T+ n% h' ^5 n) m( S; M+ j, P- q
RGB565格式的输出的拼接示意图。
13.jpg
; `3 _0 O9 Q1 y
$ N# l* I8 P, s
& O, w) T0 |. E& G3 P0 Q2 `) x* ]0 v: j$ o, E  b* @# ^
    RGB555格式的输出的拼接示意图。
14.png - q2 k4 G+ ]* q+ `" m7 G
  上图是实现了伴随着PCLK时钟频率,在HREF有效情况下,输出数据。并实现数据的拼接。上图是对应于数据拼接示意图,实现RGB565/RGB555/RGB传输。

& @8 X, S& b. H; F+ k+ O
1 o. f+ b# w; S: q4 B1 |  q
8 L  |- U9 c6 G9 [$ p7 p
    RGB444格式的输出的拼接示意图。
15.png * x& ~  T8 w" q8 R
/ V4 Y) J6 H% K9 w

$ j9 k: Y) f: \, Z$ |$ Q
不同帧格式的时序图
17.png ! l* S0 V( P, y# H
& N  f& x, t1 ]+ V3 k9 N

2 d* Y! S2 `. A# i% A; O$ K( B# F- E' ^0 M2 U. O! f0 U, ]/ i! c

+ |* j0 p+ d' U# U& ?: s, m
     注意,上述输出一帧图像时PCLK的输出时钟,在OV7725 寄存器配置手册(OV7725 Camera Module Software Application Note)中有提及,如下图所示:
18.png
" V6 k$ z7 o; c  ?

* d' F% M! K( B+ V8 m
1 n, D9 H7 w7 P! t5 z3 a更多资讯交流请加微信群:13713561691  x- g/ W; ?/ c

3 a* A& n( u/ N/ l+ W! w% k' z
16.png
发表于 2017-2-24 16:03:53 | 显示全部楼层
来看看,涨涨知识
发表于 2017-3-12 11:31:48 | 显示全部楼层
写得好。学习学习
发表于 2017-8-31 23:43:30 | 显示全部楼层
图都看不到了,你们能看到么
 楼主| 发表于 2017-9-4 17:39:12 | 显示全部楼层
kylincv 发表于 2017-8-31 23:43
3 b8 X, g" K1 w* u, G$ Z6 u图都看不到了,你们能看到么
: @0 `0 H* J7 e. S1 `, e; K
可以,刷新一下
发表于 2017-9-28 09:19:52 | 显示全部楼层
OV产品大家研究的很多啊,涨了很多知识,多谢版主!!
发表于 2017-12-3 14:21:16 | 显示全部楼层
, j/ U$ X8 @+ K9 H$ j
OV产品大家研究的很多啊,涨了很多知识,多谢版主!!
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