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

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：

　高灵敏度，适合低照度应用
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。
支持VGA、QVGA，以及40*30到CIF（352*288）分辨率的图像尺寸
采用VarioPixel方式实现像素子采样（隔像素采样，实现QVGA）
自动调节边缘的增强、自动调节噪声的抑制
能通过配置实现帧同步模式
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）
图像饱和度、色相、伽马、锐度、噪声抑制等可调节

引脚

其中管脚功能描述：

下面结合功能框图，向大家讲解各个引脚的功能；

功能框图

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。
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。
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。
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

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

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

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。

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。

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)。

OV7725寄存器常用配置参数

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。