FPGA之旅设计99例之第十八例----OV5640摄像头SCCB时序_ov5640数据手册

一. 简介

从本例开始，接下来的几例，都将围绕OV5640摄像头来学习，教大家学会，如何通过OV5640摄像头，采集图像，并且显示在VGA显示屏上。

本例将简要地介绍一下OV5640摄像头，如何详细讲解一下SCCB接口，该接口主要用于配置OV5640，闲话不多说。

下一篇将介绍 OV5640寄存器

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二. 认识OV5640摄像头

先简单了解一下OV5640的设计框图，对其内部架构有个大致的原理，图中可以看到 图像输出接口支持 DVP和 MIPI两种接口，具体使用那种，可以根据自己的需求进行选择，本例程使用的是DVP接口的，黑金的那款。

再来看看整体的引脚接口，整体接口图如下，下面一一介绍

CMOS_SCL 和 CMOS_SDA ： 实际上就是SCCB接口的SIO_C和SIO_D，由于SCCB和IIC接口十分相似，只有一个位置的细微差别，所以经常就会叫做SCL和SDA。

D0-D7: 图像数据输出引脚，一共8位，从框图中可以看出，其实是有10位的，那另外两位那去了呢？查看摄像头的外部电路原理图得知，10位中的低两位没有引出来。

CMOS_PCLK: 从框图中可以看出，这个时钟是摄像头输出的，用于和D0-D7以及VSYNC同步，也就是说外部采集数据是以PCLK为标准时钟的。

CMOS_XCLK: 从框图中可以看出，这个时钟是外部输入的，用于为摄像头提供时钟。

CMOS_VSYNC: 摄像头输出信号，在每一帧图像输出开始之前，都会拉高一定的时间，用于帧同步。

CMOS_HREF: 摄像头输出信号，拉高，表示D0-D7输出数据有效。

CMOS_RESET: 复位信号，默认为高电平，拉低时间持续1ms以上进行复位，清除OV5640摄像头内部寄存器的所有值为默认值。

CMOS_PWDN: 掉电使能信号，外部输入，高电平有效，正常工作是，应设置为低电平。

最后，看一下OV5640输出的图像格式，实际输出的图像大小是可以调整的，通过配置寄存器。

到这里算是对OV5640有了一个初步的了解。下面将介绍SCCB时序。

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三. SCCB时序

SCCB时序，与IIC是非常类似的，如果不涉及到读操作的话，可以说是一样的，配置寄存器的时候，主要涉及到的是写操作，一般读操作用于验证是否成功写入寄存器。

（1）写操作

既然写和IIC一样，那直接上图，第一步写器件的地址，第二步写寄存器的地址，第三步写寄存器的值。

其中器件地址为7bit，寄存器的地址为16bit，寄存器的值为8bit。所以配置一个寄存器，一共需要发送8*4(32)bit数据。

从下图可以看出，与IIC的一个区别，就是在应答位的时候，图中是用X表示的，也就是说不关心这一位，为0或1都可以。而IIC的应答是为0的，这是一个需要注意的点。

（2）读操作

读操作如下

起始信号 + 器件地址写 +应答+ 寄存器地址+应答 + 停止信号 + 起始信号 + 器件地址读 + 应答 + 读数据 +应答 + 停止位

对比IIC而言（IIC可有可无），其中多了个停止信号，这个是非常重要的，容易被忽视。一般而言，IIC读操作的时候，是不会加这个停止信号的。这一点通过手册上可以看到。

对IIC时序不清楚的朋友，可以参考博客第五例，或者其它教程。到这里SCCB接口的具体过程就分享到这里了。

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四. SCCB代码实现

SCCB相较于IIC而言，是简单了的。

模块的接口信号如下，还是比较容易的。

实现方法和之前的例程IIC类似，也略有区别。主要在写操作时的第二次发送从机地址的判断部分。感兴趣的可以参考对比。

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SCCB_Interfacec (
    input           sys_clk,        //系统时钟
    input           rst_n,          //复位

    //SCCB接口
    output   reg    SIO_C,
    inout           SIO_D,
    
    //读写相关数据
    input[6:0]      Slave_addr,             //从机地址，摄像头地址
    input[15:0]     register_addr,          //寄存器地址
    input[7:0]      write_value,            //写入寄存器的值
    output[7:0]     read_value,             //从寄存器读出的值

    //写接口
    input           Slave_write_req,
    output          Slave_write_ack,
  
    //读接口
    input           Slave_read_req,
    output          Slave_read_ack
);
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读操作仿真图如上