I2C总线CMOS型PB-0300数字图像传感器

ww.fwsir.com收集整理)高电平有效；PIXCLK信号控制每个像素的输出，当FRAME-VALID和LINE-VALID均为高电平时，每个像素时钟周期输出一个8位像素信号；并行的DOUT0～DOUT7是像素数据的8位输出，它们始终和像素时钟同步。在PIXCLK处于下降沿时，数据输出和LINE-VALID都不能改变。在默认的VGA（640×480）下，当每行640个有效像素信号输出之后，LINE-VALID变为低电平，PB-0300按一定编码方式向外输出982个无效信号，然后再输出像素信号。当480行有效像素和无效信号完全输出之后，传感器再输出9行空白信号。这期间FRAME-VALID为低电平，标志着当前帧的结构和下一帧的开始；同时，读入寄存器的最新值，通过对寄存器编程而改变的图像参数在下一帧生效。信号输出时序如图2所示。

3 寄存器设置

PB-0300共有64个寄存器（R0-R63），地址依次为00H～3FH，在缺省情况下有自动曝光功能；可以改变输出图像的大小、位置和速度；通过调节像素累积时间、ADC参考和增益值可以控制采集到的图像亮度。下面介绍几个主要寄存器的功能。

*复位控制寄存器（R13）

R13能够使PB-0300复位到上电后的缺省状态。首先向R13的最低位写入“1”，使PB-0300处于复位状态，然后再写入“0”继续工作。

*窗口位置与大小控制寄存器（R1，R2，R3，R4）

控制采集图像窗口的位置与大小。只有在此窗口内的像素才能有效地读出。窗口的像素个数最大值为640×480。R1为行起始坐标，R2为列起始坐标，（1024-R3）为有效行数，（1024-R4）为有效列数；窗口大小的默认值为VGA（640×480），右上角坐标为（0，0），左下角坐标为（639，479）。

*像素累积控制寄存器（R8，R9）

控制像素的采光时间，R8为累积帧数，R9为累积行数，实际总的累积时间，即实际处理完一帧图像的时间为：Tint=[(R8×(1024-R3)+R9)×Trow，其中，Trow为处理完一行有效像素所用的时间。一般的R8设置为0，R9的最大值为有效图像窗口的行数。Tint的值应该能信号避免由于光闪烁使图像产生条纹。在60Hz光闪烁频率下，Tint必须为1/120s的整数倍；50Hz频率下，Tint必须为1/100的整数倍。

*帧速率控制寄存器（R5，R6，R10）

控制每行和每帧有效像素信号之间的无效信号时间。当其它图像参数改变时，通过改变上帧速度控制寄存器的值为调节帧速率。若通过R4减小有效像素列数后，处理一行有效像素的时间将变短，帧速率将增加。这时可以调节R5的值来增加每行元效信号的输出数量和时间，从而使帧速率保持不变；同理，若改变有效像素行数时，调节R6来保持帧速率。R10是通过控制PIXCLK的输出来改变像素输出时间的。

图2 信号输出时序

    *增益设置寄存器（R43，R44，R45，R46，R53）

设置输出像素的各种颜色的增益值。像素信号在模数转换前经过增益放大电路，分别对各种颜色进行处理，R43、R46分别对应蓝色和红色，R44、R45都对应绿色，R53是全局设置。一般的照明情况下（100～1000lx），增益值为1～8，编程的值是多少，对应的增益值就是多少。从R53可以读出自动曝光模式下的增益值。

*模数转换参考（ADC）控制寄存器（R25）

通过改变模数转换参考值，改变图像的数字输出，从而调节图像亮度。当图像亮度大时，增加ADC值，得到的图像将变暗；当图像较暗时，减小ADC值，得到的图像将变亮。在非自动曝光模式下，R25控制ADC的最大参考值（最小参考值为0），其典型值在24～38之间。在自动曝光模式下，ADC参考值不能改变。

*信号漂移值设置寄存器（R32）

设置信号漂移值，调节图像的亮度，可以设置正负两种值。当图像太暗时，给R32加一个正值，像素信号变大，使得图像变亮；当图像太亮时，给R32加一个负值，使图像变暗。

4 PB-0300与单片机的接口

当PB-0300复位至默认状态下时，能够自动工作，此时采用自动曝光功能，输出的图像为640×480像素，输出速率为30帧/s。也可以通过

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