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第一次写文章，有什么不对的地方，还望各位多多指出-
学习知识内容：
*** 摄像头原理+OV7670开发手册
* IIC通信（软件）
* OV7670初始化程序和获取图像程序
* lcd液晶初始化程序
* 主函数编写**
整体开发流程：
一.摄像头成像，组成原理
本次摄像头原理参考好文章：https://blog.csdn.net/qq_40732350/article/details/88541417
摄像头的设计与人的眼睛成像原理一致
camera的成像框架
景物通过凸镜头反射聚焦到感光片（CCD/CMOS：图像传感器）中，感光片产生电荷传导自ADC进行数模信号转换，形成RAW颜色数据，经过ISP图像处理算法（变成RGB,YUV常见的像素颜色格式）储存到相应的储存其中，在让CPU读取显示到相应的显示设备中
二. 摄像头基本结构
摄像头结构组成：
Lens:镜头,负责成像和对焦
Holder:基座,负责固定镜头
IR:红外滤波片,负责过滤红外光（滤除人不可见的波）
Sensor:图像传感器,负责将图像转换电信号
PCB:印刷电路板,负责供电控制及信号传输
FPC:可绕性印刷电路板,负责接口
马达:用来改变像距
三.介绍几个摄像头核心
图像传感器CCD,CMOS
CCD就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰
CCD:好用，图像更清晰，公益复杂，贵
CMOS:便宜，简单，图像质量较差
电荷耦合器件（CCD）原理简单。我们可以把它想象成一个没有盖子的记忆芯片。撞击记忆单元的光子在这些单元中产生电子（光电效应），因此光子的数目与电子的数目互成比例（光的明暗）。然而光子的波长（颜色）并没有被转换为电子。换言之，CCD 裸芯片实际上没有把色彩信息转换为任何形式的电信号。拍摄出来的照片是黑白的！（那为啥能得到彩色数据？）
大多数相机的方案：拜尔滤光片（马赛克滤波片）+单CCD+算法插值（ISP运算）。 拜尔滤光片使每个像素只能产生红、绿或蓝三色当中一种颜色的值。但是在输出时，由相机处理单元执行空间色彩插值法，使每个像素均包含三基色的成分。
拜尔滤光片原理
拜尔滤光片使每个像素只能产生红、绿或蓝三色当中一种颜色的值
如
通过拜尔滤光片的值为：
由于人对红色光不敏感，对绿色光敏感，所以拜尔滤光片的色彩比为：红：绿：蓝 = 1：2：1
所以为了得到真实色彩值，红和蓝的算法一样，和绿不一样。
ISP图像处理算法
原始的数据图像经过ISP颜色差算法，算出正确的颜色数据（RGB为一个字，所以ISP中有数据格式的转变，
RAW->RGB,YUV）
二.OV7670摄像头模块 -《PZ-0V7670 摄像头模块开发手册》
使用的设备：普中STM32F103学习版与之配套的OV7670摄像头，lcd液晶屏和原理图资料
内容：
1 OV7670 介绍
2 硬件设计
3 软件设计
4 实验现象
OV7670 简单简介（更多信息查看相应的开发手册）
通过 SCCB 总线控制，可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分
辨率 8 位影像数据。该产品 VGA 图像最高达到 30 帧/秒。用户可以完全控制
图像质量、数据格式和传输方式。
描述的是 OV7670/OV7171 图像传感器的功能模块，包括：****(加粗为比较重要的模块**)**
●感光阵列(Image Array)（共有 656x488 个像素，其中在 YUV 的模式中，有效像素为 640x480 个）（cmos）
●模拟信号处理理（ Analog Processing）
●A/D 转换
●测试图案发生器器（ Test Pattern Generator）
●数字信号处理器(DSP)
●图像缩放（ Image Scaler）
●时序发生器（ Video Timing Generator）内部信号发生器和分布、帧率时序、自动曝光控制、输出外部时序（ VSYNC、HREF/HSYNC 和 PCLK）。
●数字视频端口（ Digital Video Port）
●SCCB 接口
●LED 和闪光灯输出控制
Note1: DSP(镜头校正、去噪声、黑白点补偿、自动白平衡等）配置文档-《OV7670 Software Application Note》*
像素输出格式：
VGA，即分辨率为 640480 的输出模式；
**QVGA，即分辨率为 320240 的输出格式，也就是本手册我们需要用到的格
式；**
QQVGA，即分辨率为 160*120 的输出格式；
数据输出时序
PCLK，即像素时钟，一个 PCLK 时钟，输出一个像素(或半个像素,高字节+低字节)。
VSYNC，即帧同步信号。
HREF /HSYNC，即行同步信号（有效时，数据才被穿走或者写入）
OV7670 的图像数据输出（通过 D[7:0]）就是在 PCLK， VSYNC 和 HREF/
HSYNC 的控制下进行的（一个高电平开始写数据，再次高电平时写数据完成）。首先看看行输出时序，如图所示：
对外输出时序
因为 OV7670 的像素时钟（ PCLK）最高可达 24Mhz，我们用 STM32F103ZET6
的 IO 口直接抓取，是非常困难的，也十分占耗 CPU（可以通过降低 PCLK 输出
频率，来实现 IO 口抓取，但是不推荐这样操作）。所以，我们并不是采取直接
抓取来自 OV7670 的数据，而是通过 FIFO 读取，PZ-OV7670 摄像头模块自带了
一个 FIFO 芯片，用于暂存图像数据，有了这个芯片，我们就可以很方便的获取
图像数据了
对外引脚描述
（1）如何存储图像数据。
PZ-OV7670 摄像头模块存储图像数据的过程为：等待 OV7670 同步信号→
FIFO 写指针复位→FIFO 写使能→等待第二个 OV7670 同步信号→FIFO 写禁
止。通过以上 5 个步骤，我们就完成了 1 帧图像数据的存储。
（2）如何读取图像数据。
在存储完一帧图像以后，我们就可以开始读取图像数据了。读取过程为：
FIFO 读指针复位→给 FIFO 读时钟（ FIFO_RCLK）→读取第一个像素高字节→
给 FIFO 读时钟→读取第一个像素低字节→给 FIFO 读时钟→读取第二个像素
高字节→循环读取剩余像素→结束。
方法：中断检测同步帧跳变，第一次跳变：数据可以开始写入FIFO了，第二次跳变，数据写入完成可开始读取
硬件接口
OV的大量寄存器在文档：《OV7670高级数据手册》
程序可改进：SCCB通信方式用硬件，或者库函数编写
版权声明：本文为CSDN博主「❁ 彼岸花 ❀」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_48274377/article/details/110689453
第一次写文章，有什么不对的地方，还望各位多多指出-
学习知识内容：
*** 摄像头原理+OV7670开发手册
* IIC通信（软件）
* OV7670初始化程序和获取图像程序
* lcd液晶初始化程序
* 主函数编写**
整体开发流程：
一.摄像头成像，组成原理
本次摄像头原理参考好文章：https://blog.csdn.net/qq_40732350/article/details/88541417
摄像头的设计与人的眼睛成像原理一致
camera的成像框架
景物通过凸镜头反射聚焦到感光片（CCD/CMOS：图像传感器）中，感光片产生电荷传导自ADC进行数模信号转换，形成RAW颜色数据，经过ISP图像处理算法（变成RGB,YUV常见的像素颜色格式）储存到相应的储存其中，在让CPU读取显示到相应的显示设备中
二. 摄像头基本结构
摄像头结构组成：
Lens:镜头,负责成像和对焦
Holder:基座,负责固定镜头
IR:红外滤波片,负责过滤红外光（滤除人不可见的波）
Sensor:图像传感器,负责将图像转换电信号
PCB:印刷电路板,负责供电控制及信号传输
FPC:可绕性印刷电路板,负责接口
马达:用来改变像距
三.介绍几个摄像头核心
图像传感器CCD,CMOS
CCD就像传统相机的底片一样的感光系统，是感应光线的电路装置，你可以将它想象成一颗颗微小的感应粒子，铺满在光学镜头后方，当光线与图像从镜头透过、投射到CCD表面产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。CCD像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的图像就会越清晰
CCD:好用，图像更清晰，公益复杂，贵
CMOS:便宜，简单，图像质量较差
电荷耦合器件（CCD）原理简单。我们可以把它想象成一个没有盖子的记忆芯片。撞击记忆单元的光子在这些单元中产生电子（光电效应），因此光子的数目与电子的数目互成比例（光的明暗）。然而光子的波长（颜色）并没有被转换为电子。换言之，CCD 裸芯片实际上没有把色彩信息转换为任何形式的电信号。拍摄出来的照片是黑白的！（那为啥能得到彩色数据？）
大多数相机的方案：拜尔滤光片（马赛克滤波片）+单CCD+算法插值（ISP运算）。 拜尔滤光片使每个像素只能产生红、绿或蓝三色当中一种颜色的值。但是在输出时，由相机处理单元执行空间色彩插值法，使每个像素均包含三基色的成分。
拜尔滤光片原理
拜尔滤光片使每个像素只能产生红、绿或蓝三色当中一种颜色的值
如
通过拜尔滤光片的值为：
由于人对红色光不敏感，对绿色光敏感，所以拜尔滤光片的色彩比为：红：绿：蓝 = 1：2：1
所以为了得到真实色彩值，红和蓝的算法一样，和绿不一样。
ISP图像处理算法
原始的数据图像经过ISP颜色差算法，算出正确的颜色数据（RGB为一个字，所以ISP中有数据格式的转变，
RAW->RGB,YUV）
二.OV7670摄像头模块 -《PZ-0V7670 摄像头模块开发手册》
使用的设备：普中STM32F103学习版与之配套的OV7670摄像头，lcd液晶屏和原理图资料
内容：
1 OV7670 介绍
2 硬件设计
3 软件设计
4 实验现象
OV7670 简单简介（更多信息查看相应的开发手册）
通过 SCCB 总线控制，可以输出整帧、子采样、取窗口等方式的各种分
辨率 8 位影像数据。该产品 VGA 图像最高达到 30 帧/秒。用户可以完全控制
图像质量、数据格式和传输方式。
描述的是 OV7670/OV7171 图像传感器的功能模块，包括：****(加粗为比较重要的模块**)**
●感光阵列(Image Array)（共有 656x488 个像素，其中在 YUV 的模式中，有效像素为 640x480 个）（cmos）
●模拟信号处理理（ Analog Processing）
●A/D 转换
●测试图案发生器器（ Test Pattern Generator）
●数字信号处理器(DSP)
●图像缩放（ Image Scaler）
●时序发生器（ Video Timing Generator）内部信号发生器和分布、帧率时序、自动曝光控制、输出外部时序（ VSYNC、HREF/HSYNC 和 PCLK）。
●数字视频端口（ Digital Video Port）
●SCCB 接口
●LED 和闪光灯输出控制
Note1: DSP(镜头校正、去噪声、黑白点补偿、自动白平衡等）配置文档-《OV7670 Software Application Note》*
像素输出格式：
VGA，即分辨率为 640480 的输出模式；
**QVGA，即分辨率为 320240 的输出格式，也就是本手册我们需要用到的格
式；**
QQVGA，即分辨率为 160*120 的输出格式；
数据输出时序
PCLK，即像素时钟，一个 PCLK 时钟，输出一个像素(或半个像素,高字节+低字节)。
VSYNC，即帧同步信号。
HREF /HSYNC，即行同步信号（有效时，数据才被穿走或者写入）
OV7670 的图像数据输出（通过 D[7:0]）就是在 PCLK， VSYNC 和 HREF/
HSYNC 的控制下进行的（一个高电平开始写数据，再次高电平时写数据完成）。首先看看行输出时序，如图所示：
对外输出时序
因为 OV7670 的像素时钟（ PCLK）最高可达 24Mhz，我们用 STM32F103ZET6
的 IO 口直接抓取，是非常困难的，也十分占耗 CPU（可以通过降低 PCLK 输出
频率，来实现 IO 口抓取，但是不推荐这样操作）。所以，我们并不是采取直接
抓取来自 OV7670 的数据，而是通过 FIFO 读取，PZ-OV7670 摄像头模块自带了
一个 FIFO 芯片，用于暂存图像数据，有了这个芯片，我们就可以很方便的获取
图像数据了
对外引脚描述
（1）如何存储图像数据。
PZ-OV7670 摄像头模块存储图像数据的过程为：等待 OV7670 同步信号→
FIFO 写指针复位→FIFO 写使能→等待第二个 OV7670 同步信号→FIFO 写禁
止。通过以上 5 个步骤，我们就完成了 1 帧图像数据的存储。
（2）如何读取图像数据。
在存储完一帧图像以后，我们就可以开始读取图像数据了。读取过程为：
FIFO 读指针复位→给 FIFO 读时钟（ FIFO_RCLK）→读取第一个像素高字节→
给 FIFO 读时钟→读取第一个像素低字节→给 FIFO 读时钟→读取第二个像素
高字节→循环读取剩余像素→结束。
方法：中断检测同步帧跳变，第一次跳变：数据可以开始写入FIFO了，第二次跳变，数据写入完成可开始读取
硬件接口
OV的大量寄存器在文档：《OV7670高级数据手册》
程序可改进：SCCB通信方式用硬件，或者库函数编写
版权声明：本文为CSDN博主「❁ 彼岸花 ❀」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
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