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ElfBorad技術(shù)貼|ELF 1開發(fā)板適配攝像頭詳解

2024/12/27
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ELF 1及ELF 1S開發(fā)板適配的OV5640攝像頭,集成了CMOS圖像傳感器,作為一款500萬像素級(jí)別的攝像頭,不僅能夠支持最高達(dá)2592x1944分辨率的QSXGA圖像輸出,幀率可達(dá)15fps,同時(shí)亦能支持90fps的高速VGA(640×480)圖像捕捉,展現(xiàn)出卓越的采集速率與圖像處理性能。

通過調(diào)整OV5640的內(nèi)部寄存器設(shè)置,用戶可以輕松提升圖像的分辨率,實(shí)現(xiàn)圖像放大效果。然而值得注意的是,隨著ISP(圖像處理系統(tǒng))處理圖像范圍的擴(kuò)大,幀率會(huì)相應(yīng)下降,以達(dá)到圖像質(zhì)量與處理速度的最佳平衡。這一特性為開發(fā)者提供了靈活的配置選項(xiàng),以適應(yīng)多樣化的應(yīng)用場景需求。

OV5640攝像頭簡介

OV5640攝像頭集成了多項(xiàng)功能,包括自動(dòng)曝光控制(AEC)、圖像信號(hào)處理(ISP)以及自動(dòng)聚焦控制(AFC),為用戶提供了全面的圖像優(yōu)化體驗(yàn)。以下展示了OV5640攝像頭的功能框圖,直觀呈現(xiàn)了其核心組件與工作流程:

從圖示中不難發(fā)現(xiàn),OV5640攝像頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,但在此我們主要聚焦于其輸出接口部分。攝像頭首先負(fù)責(zé)捕獲圖像數(shù)據(jù),隨后這些數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過內(nèi)部精密的處理流程,包括放大、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。完成處理后,圖像數(shù)據(jù)通過特定的端口對(duì)外輸出。這些輸出端口主要包括數(shù)字視頻并行接口(DVP)和移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口(MIPI)。

ELF 1開發(fā)板選用了DVP接口作為其圖像數(shù)據(jù)傳輸方式。值得注意的是,盡管市場上存在支持10位數(shù)據(jù)傳輸?shù)腄VP模塊,但ELF 1開發(fā)板在實(shí)際應(yīng)用中僅需接收其中的高8位數(shù)據(jù),舍棄掉了低2位。

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OV5640 輸出圖像格式

除了上圖所列出的圖像格式支持外,OV5640攝像頭也支持輸出2592x1944分辨率以下任意分辨率的圖像。

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硬件電路

以下是ELF 1板開發(fā)板上OV5640模塊接口的原理圖,底板數(shù)字?jǐn)z像頭接口由FPC座連接OV5640,同時(shí)將CSI信號(hào)以2.54mm插針引出(P8)。

與LCD視頻輸出信號(hào)相似,CSI作為數(shù)據(jù)輸入除了CSI_DATA0—CSI_DATA7攝像頭數(shù)據(jù)信號(hào)線外,還有一些控制信號(hào)。
CSI_PIXCLK:為攝像頭提供像素時(shí)鐘;
CSI_MCLK:為攝像頭提供主時(shí)鐘,保證功能實(shí)現(xiàn);
CSI_HSYNC、CSI_VSYNC:作為攝像頭的行場掃描模式信號(hào),提供行場信息;
IIC_SDA和IIC_SCL:用來配置攝像頭設(shè)備地址為0x30,和圖2中的SCCB接口相連接;
上圖中的U9和U10為兩個(gè)LDO,U9將3.3V電源降壓到2.8V給攝像頭的模擬電源和IO電源供電。U10將3.3V電源降壓到1.5V給攝像頭的數(shù)字核心供電。

OV5640上電控制時(shí)序圖

上圖展示了OV5640攝像頭的上電時(shí)序圖,其中各信號(hào)的上電順序和注意事項(xiàng)如下:

  • DOVDD和AVDD無需自己設(shè)計(jì)上電時(shí)序;

  • 由于OV5640_PWDN信號(hào)的高電平掉電使能,可以不延遲,直接賦值為0即可;

  • OV5640_RESETB低電平復(fù)位,必須至少延遲1ms后才能拉高;

  • OV5640_RESETB拉高后再延時(shí)20ms后才能進(jìn)行SCCB配置;

至此,就完成了關(guān)于OV5640攝像頭的介紹。衷心希望這份詳盡的指南能夠?yàn)楦魑患夹g(shù)愛好者提供切實(shí)的幫助,讓我們?cè)谔剿?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/502949.html">嵌入式技術(shù)的廣闊天地中,攜手開啟更多的可能。

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