基于ARM的紧凑型图像采集系统

　　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。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：