摘要 利用arm7(lpc2210)与cmos感光芯片(ov7620)实现了一个紧凑型圈像采集、处理系统；通过夸理利用lpc2210数据总线的工作方式，有效地消除了ov7620对系统数据总线的干扰。sccb控制，图像数据的采集、处理以及传输都由一片lpc22lo完成，特别适合于对功耗、体积要求较严格的嵌入式应用。

　　关键词 arm7 ov7620 图像传感器 sccb协议 数据采集

　　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：

　　i2csendbyte()为写寄存器函数，它的第1个参数ov7620为宏定义的芯片地址0x42，第2个参数为片内寄存器地址，第3个参数为相应的寄存器设定值。

　　2．2 ov7620时钟同步

　　ov7620有4个同步信号：vsync(垂直同步信号)、fodd(奇数场同步信号)、hsync(水平同步信号)和pclk(像素同步信号)。当采用连续扫描方式时，只使用vsync和hsync、pclk三个同步信号，如图l所示。时为检测ov7620扫描窗口的有效大小，还引入了href水平参考信号。

　　lpc2210的3个外部中断引脚分别作为3个同步信号的输入，相应的中断服务程序分别为vsync_irq()、hsync_irq()和pclk_irq()。在内存中定义一个二维数组存储图像数据，一维用变量y表示，用于水平同步信号计数；二维用变量x表示，用于像素同步信号计数。图像采集的基本流程为：当用sccb初始化好ov7620后，使能vsync对应的中断，在vsync_irq()中断服务程序中判断是否已取得一帧数据。若是，则在主程序的循环体中进行数据处理；若不是，则使能hsync对应的中断，并将y置为o。在hsync_irq()中断服务程序中，判断href的有效电平，若有效，则y加1，x置为o，并使能pclk对应的中断。在pclk_irq()中断服务程序中，判断href的有效电平，若有效，则z增加，同时采集一个像素点的图像数据。

　　2．3 图像数据的输出速度匹配

　　在ov7620的3个同步信号中，pclk的周期最短。当ov7620使用27 mhz的系统时钟时，默认的pclk的周期为74 ns。而lpc2210的中断响应时间远远大于这个值。lpc2210的最大中断延迟时问为27个处理器指令周期，最小延迟时问为4个指令周期，再加上中断服务时