ElfBoard技術(shù)貼|ELF 1開發(fā)板適配攝像頭詳解

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，包括自動曝光控制（AEC）、圖像信號處理（ISP）以及自動聚焦控制（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)會經(jīng)過內(nèi)部精密的處理流程，包括放大、數(shù)字信號轉(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。

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。

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信號以2.54mm插針引出（P8）。

與LCD視頻輸出信號相似，CSI作為數(shù)據(jù)輸入除了CSI_DATA0—CSI_DATA7攝像頭數(shù)據(jù)信號線外，還有一些控制信號。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，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，讓我們在探索嵌入式技術(shù)的廣闊天地中，攜手開啟更多的可能。