OV7670摄像头模块资料

一、实物图和原理图

二、模块简介

OV7670 是 OV（ OmniVision）公司生产的 CMOS VGA 图像传感器。该传感器体积小、工作电压低，提供单片 VGA 摄像头和影像处理器的所有功能。
通过 SCCB 总线控制，可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分辨率 8 位影像数据。该产品 VGA 图像最高达到 30 帧/秒。用户可以完全控制图像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、度、色度等都可以通过 SCCB 接口编程。
OV图像传感器应用独有的传感器技术，通过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、托尾、浮散等，提高图像质量，得到清晰的稳定的彩色图像。

（1）CCD VS CMOS

CCD成像质量高，动态响应比较好，但制造工艺复杂，价格昂贵，比较重，电压12V。
CMOS质量轻，对电源电压的要求低，功耗比较低，成像质量差，噪声大。
目前市面上绝大多数的消费级别以及高端数码相机都使用CCD作为感应器；CMOS感应器则作为低端产品应用于一些摄像头上。

（2）图像分辨率

SXGA(分辨率1280x1024)又称130万像素；
XGA(分辨率1024x768)又称80万像素；
VGA，分辨率为 640*480 ；
CIF(分辨率352x288)又称10万像素
SIF/QVGA(分辨率320x240)
QCIF(分辨率176x144)
QSIF/QQVGA(分辨率160x120)

（3）摄像头OV7670特点

高灵敏度、低电压适合嵌入式应用；
标准的 SCCB 接口，兼容 IIC 接口；
支持 RawRGB、RGB(GBR4:2:2，RGB565 /RGB555 /RGB444)，YUV(4:2:2)和 YCbCr（4:2：2）输出格式；
支持 VGA、QVGA、CIF，和从 CIF 到 40*30 的各种尺寸输出；
支持自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡、自动消除灯光条纹、自动黑电平校准等自动控制功能。同时支持色饱和度、色相、伽马、锐度等设置；
支持闪光灯；
支持图像缩放；

（4）SCCB总线

SCCB（OmniVision serial camera control bus）,即串行摄像机控制总线。OmniVision 公司已经定义和采纳的SCCB总线是一种三线结构的串行总线，用于完成对绝大多数OmniVision 系列图像传芯片功能的控制。
SCCB_E(片选)，SIO_D（数据线）和 SIO_C（时钟线）

（5）基本概念

PCLK，即像素时钟，一个 PCLK 时钟，输出一个像素(或半个像素)。
VSYNC，即帧同步信号。
HREF /HSYNC，即行同步信号。
OV7670 的图像数据输出（通过 D[7:0]）就是在 PCLK，VSYNC 和 HREF/ HSYNC 的控制下进行的。

（6）行输出时序

图像数据在 HREF 为高的时候输出，当 HREF 变高后，每一个 PCLK 时钟，输出一个字节数据。比如我们采用 VGA 时序， RGB565 格式输出，每 2 个字节组成一个像素的颜色（高字节在前，低字节在后），这样每行输出总共有 6402 个 PCLK 周期，输出 6402个字节。

OV7670 在 VGA(分辨率为 640*480 )模式下的数据输出。
VSYNC，即帧同步信号。
HREF ，即行同步信号。

（7）FIFO暂存图像数据

因为 OV7670 的像素时钟（ PCLK）最高可达 24Mhz，我们用 STM32F103ZET6 的 IO 口直接抓取，十分占耗 CPU（可以通过降低 PCLK 输出频率，来实现 IO 口抓取，但是不推荐）。
所以，本章并不是采取直接抓取来自 OV7670 的数据，而是通过 FIFO 读取，ALIENTEK OV7670 摄像头模块自带了一个 FIFO 芯片，用于暂存图像数据，有了这个芯片，就可以很方便的获取图像数据了，而不再需要单片机具有高速 IO，也不会耗费多少 CPU，可以说，只要是个单片机，都可以通过 ALIENTEK OV7670 摄像头模块实现拍照的功能。

（8）ALIENTEK OV7670 摄像头模块特点

1.自带了有源晶振，用于产生 12M 时钟作为 OV7670 的 XCLK 输入。
2.自带了稳压芯片（ PAM3101DAB28 ），用于提供 OV7670 稳定的2.8V 工作电压。
3.自带一个 FIFO 芯片（ AL422B），该 FIFO 芯片的容量是 384K 字节，足够存储 2 帧 QVGA 的图像数据。
4.自带感红外镜头（有滤光片），色彩鲜艳，可手动对焦（焦距3.6mm）。
5.体积小巧（27mm*26mm）。

（9）摄像头模块连接

ALIENTEK OV7670 摄像头模块通过一个 2*9 的双排排针（ P1）与外部通信，与外部的通信信号如表:

注意： ATK OV7670 模块与MCU的连线不宜过长，否则容易受到干扰，导致不出图像（花屏/图像混乱），如果一定要延长，尽量使用排线，而不是单根杜邦线。