概述
以下内容皆是个人学习过程中的总结，记录一下整个过程，用于后期复习，如有不对之处，麻烦各位大佬指出~
（喜欢的朋友麻烦点个关注~~~ 后期还会进行持续更新）
OV2640概述：
OV2640是OV (OmniVision)公司生产的- -颗1/4 寸的CMOS UXGA (1632*1232) 图像
传感器。该传感器体积小、工作电压低，提供单片UXGA摄像头和影像处理器的所有功能。通
过SCCB总线控制，可以输出整帧、子采样、缩放和取窗口等方式的各种分辨率8/10位影像
数据。该产品UXGA图像最高达到15帧/秒(SVGA可达30帧，CIF 可达60帧)。用户可以完
全控制图像质量、数据格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、对比
度、色度等都可以通过SCCB接口编程。OmmiVision 图像传感器应用独有的传感器技术，通
过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、拖尾、浮散等，提高图像质量，得到清晰的稳
定的彩色图像。
OV2640的特点有:
● 高灵 敏度、低电压适合嵌入式应用
● 标准的SCCB接口，兼容IIC接口
● 支持RawRGB、RGB(RGB565/RGB555). GRB422、YUV(422/420)和YCbCr (422)
输出格式
● 支持UXGA、SXGA、SVGA以及按比例缩小到从SXGA到40*30的任何尺寸
● 支持自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡、自动消除灯光条纹、自动黑电平校
准等自动控制功能。同时支持色饱和度、色相、伽马、锐度等设置。
● 支持闪光灯
● 支持图像缩放、平移和窗口设置
● 支持图像压缩，即可输出JPEG图像数据.
● 自带嵌入式微处理器
OV2640引脚及功能框图：
OV2640传感器采用BGA封装，它的前端是采光窗口，引脚都在背面引出，引脚的分布见下图
图中的非彩色部分是电源相关的引脚，彩色部分是主要的信号引脚，介绍如下表 451
下面我们配合图 453中的OV2640功能框图讲解这些信号引脚。
(1) 控制寄存器
标号处的是OV2640的控制寄存器，它根据这些寄存器配置的参数来运行，而这些参数是由外部控制器通过SIO_C和SIO_D引脚写入的，SIO_C与SIO_D使用的通讯协议跟I2C十分类似，在STM32中我们完全可以直接用I2C硬件外设来控制。
(2) 通信、控制信号及时钟
标号处包含了OV2640的通信、控制信号及外部时钟，其中PCLK、HREF及VSYNC分别是像素同步时钟、行同步信号以及帧同步信号，这与液晶屏控制中的信号是很类似的。RESETB引脚为低电平时，用于复位整个传感器芯片，PWDN用于控制芯片进入低功耗模式。注意最后的一个XCLK引脚，它跟PCLK是完全不同的，XCLK是用于驱动整个传感器芯片的时钟信号，是外部输入到OV2640的信号；而PCLK是OV2640输出数据时的同步信号，它是由OV2640输出的信号。XCLK可以外接晶振或由外部控制器提供，若要类比XCLK之于OV2640就相当于HSE时钟输入引脚与STM32芯片的关系，PCLK引脚可类比STM32的I2C外设的SCL引脚。
(3) 感光矩阵
标号处的是感光矩阵，光信号在这里转化成电信号，经过各种处理，这些信号存储成由一个个像素点表示的数字图像。
(4) 数据输出信号
标号处包含了DSP处理单元，它会根据控制寄存器的配置做一些基本的图像处理运算。这部分还包含了图像格式转换单元及压缩单元，转换出的数据最终通过Y0-Y9引脚输出，一般来说我们使用8根据数据线来传输，这时仅使用Y2-Y9引脚，OV2640与外部器件的连接方式见上图 
一、SCCB总线
外部控制器对OV2640寄存器的配置参数是通过SCCB总线传输过去的，而SCCB总线跟I2C十分类似，所以在STM32驱动中我们直接使用片上I2C外设与它通讯。SCCB与标准的I2C协议的区别是它每次传输只能写入或读取一个字节的数据，这是因为SCCB最主要是阉割了IIC的连续读写的功能，即每读写完一个字节就主机必须发送一个NA信号，而I2C协议是支持突发读写的，即在一次传输中可以写入多个字节的数据(EEPROM中的页写入时序即突发写)。关于SCCB协议的完整内容可自行百度搜索查看，下面我们简单介绍下。
1.1、SCCB简介
SCCB是欧姆尼图像技术公司（OmniVision）开发的一种总线，应用于OV系列图像传感器上，所以一般使用OV的图像传感器都离不开SCCB总线协议。可以通俗地讲SCCB有两种工作模式，一主多从，一主一从模式。
一主机多从 也即3线操作：（通过控制使能端SCCB_E控制选中的从机）
一主一从 也即2线操作：（默认SCCB_E被拉低）
1.2、SCCB管脚定义
| SCCB | IIC | 方向 | 描述 |
| SIO_E | 主机发出 | 低电平有效，总线空闲时主机驱动此引脚为1，驱动为0时表示开始传输或者挂起模式 | |
| SIO_C | SCL | 主机发出 | 总线空闲时主机驱动此引脚为1； 当驱动SIO_E为0时，主机驱动此引脚为0或1；当挂起时主机驱动SIO_C为0； SIO_D只能在SIO_C为0时发生变化。 |
| SIO_D | SDA | 双向传输 | 当总线空闲时保持浮动，状态不固定（0、1或高阻态）相当于数据位！ |
1.3、SCCB时序
SCCB_E为低电平时传输有效，SIO_C为高电平时SIO_D读取数据（SIO_C为低电平时SIO_D改变）
1.3.1、开始传输的时序
开始传输开始于SCCB_E下降沿。在SCCB_E下降沿前，主机必须将SIO_D置1，这样可以避免读取传送之前产生的未知总线状态。
在SCCB_E下降沿之前，SIO_D必须有tPRC时长的高电平，tPRC至少要15ns
tPRA是SCCB_E下降沿之后SIO_D保持高电平的时间，tPRA至少要1.25us
//SCCB起始信号
//当时钟为高的时候,数据线的高到低,为SCCB起始信号
//在激活状态下,SDA和SCL均为低电平
void SCCB_Start(void)
{
SCCB_SDA_OUT(); //数据线为输出模式
SCCB_SDA=1; //数据线高电平
SCCB_SCL=1; //在时钟高的时候数据线由高至低
delay_us(50);
SCCB_SDA=0; //在时钟高的时候数据线由高至低
delay_us(50);
SCCB_SCL=0; //数据线恢复低电平，单操作函数必要
delay_us(50);
}
1.3.2、结束传输的时序
SCCB_E上升沿时表示结束传输，两个时间规定为tPSA和tPSC
tPSC为SCCB_E上升沿之后SIO_D维持高电平的时间，tPSC至少15ns
tPSA为SCCB_E之前SIO_D高电平的时间，tPSA至少0ns
//SCCB停止信号
//当时钟为高的时候,数据线的低到高,为SCCB停止信号
//空闲状况下,SDA,SCL均为高电平
void SCCB_Stop(void)
{
SCCB_SDA_OUT(); //数据线为输出模式
SCCB_SDA=0; //数据线低电平
delay_us(50);
SCCB_SCL=1;
delay_us(50);
SCCB_SDA=1;
delay_us(50);
} 1.3.3、产生NA时序(用于读数据)
//SCCB_D先拉高，再把SCCB_C拉高，后把SCCB_C拉低，最后把SCCB_D拉低
void SCCB_No_Ack(void)
{
SCCB_SDA_OUT();
delay_us(50);
SCCB_SDA=1;
SCCB_SCL=1;
delay_us(50);
SCCB_SCL=0;
delay_us(50);
SCCB_SDA=0;
delay_us(50);
}
1.3.4、读时序
//SCCB 读取一个字节
//在SCL的上升沿,数据锁存
//返回值:读到的数据
u8 SCCB_RD_Byte(void)
{
u8 temp=0,j;
SCCB_SDA_IN(); //设置SDA为输入
for(j=8;j>0;j--) //循环8次接收数据
{
delay_us(50);
SCCB_SCL=1;
temp=temp<<1;
if(SCCB_READ_SDA)temp++;
delay_us(50);
SCCB_SCL=0;
}
SCCB_SDA_OUT(); //设置SDA为输出
return temp;
} 1.3.5、写时序
//SCCB,写入一个字节
//返回值:0,成功;1,失败.
u8 SCCB_WR_Byte(u8 dat)
{
u8 j,res;
for(j=0;j<8;j++) //循环8次发送数据
{
if(dat&0x80)SCCB_SDA=1; //高位先发送
else SCCB_SDA=0;
dat<<=1;
delay_us(50);
SCCB_SCL=1; //高电平时写入
delay_us(50);
SCCB_SCL=0; //低电平时 改变SDA
}
SCCB_SDA_IN(); //设置SDA为输入
delay_us(50);
SCCB_SCL=1; //接收第九位,以判断是否发送成功
delay_us(50);
if(SCCB_READ_SDA)res=1; //SDA=1发送失败，返回1
else res=0; //SDA=0发送成功，返回0
SCCB_SCL=0;
SCCB_SDA_OUT(); //设置SDA为输出
return res;
} 1.4、SCCB传输规则
一个基本传输单元称作一个相
一个相包含总共9比特，前8比特为数据，第9比特为 Don’t-Care bit （不关心比特），该第9比特的数据取决于传输任务是读还是写如果是写操作则don’t care，如果为读操作为NA。一个传输任务的最大相个数是3。
总结如下：
每一个单元组成：8位数据+don’t care/NA
如果是主机发送数据，即进行写操作，第九位就为don’t care（不关心比特）
如果是从机发送数据，即为读操作，第九位就为NA.
相1：主机向从机发送从机的ID号，SCCB协议支持一个主机和多个从机，因此这一个相目的是区分不同的从机，但如果我们只连接了一个从机时，也必须执行这样一个流程。实际上ID Address有8bit，其中bit7-bit1为从机的ID号，大小为0-127，一共能区分128个从机。OV2640的ID号为0x60。而bit0是用来区分对从机是写数据还是读数据，bit0=0代表写数据，bit0=1代表读数据，由于我们要向从机写数据，因此bit0应为0（0x60=01100000写入数据）。而相1中紧跟在ID Address这8位数据后的第九位是一个Don’t care bit（图中打X的位）。对于OV2640来说，从机在接收到主机送来的8bit数据后，将在SCL=1的期间，在SDA引脚输出低电平。在这期间，主机就可以读取SDA上的电平并进行判断，如果读取到低电平，表示从机已经顺利接收到了相1中的前8bit数据。说明数据传输成功，否则说明传输失败。
相2：主机向从机发送将要写入数据的寄存器的编号，寄存器的编号在OV传感器的数据手册上都能找到。寄存器的编号是一个8bit的数据。同样地，相2的第9bit也是一个Don’t care bit（图中打X的位），对该位的说明与相1相同
相3：前面两个相指定了数据传输的从机ID以及要写入数据的寄存器的编号，这时候在第三个相就可以向前面指定的寄存器写入数据了。bit7-bit0是我们希望写入寄存器的数据。而第9bit也是一个Don’t care bit（图中打X的位），对该位的说明与相1相同。
虽然每个相写入的数据不同，但其时序都是相同的，并且第九bit都是Don’t care bit
1.4.1、写寄存器值
写寄存器分三个阶段：写器件地址，写寄存器地址，写数据
//写寄存器
//返回值:0,成功;1,失败.
u8 SCCB_WR_Reg(u8 reg,u8 data)
{
u8 res=0;
SCCB_Start(); //启动SCCB传输
if(SCCB_WR_Byte(SCCB_ID))res=1; //写器件ID
delay_us(100);
if(SCCB_WR_Byte(reg))res=1; //写寄存器地址
delay_us(100);
if(SCCB_WR_Byte(data))res=1; //写数据
SCCB_Stop();
return res;
} 1.4.2、读寄存器值
读寄存器分两次两个阶段
第一个阶段：写器件地址，写要读的寄存器地址
第二个阶段：写器件地址+1（表示读命令），读取数据，最后在发送NA信号
//读寄存器
//返回值:读到的寄存器值
u8 SCCB_RD_Reg(u8 reg)
{
u8 val=0;
SCCB_Start(); //启动SCCB传输
SCCB_WR_Byte(SCCB_ID); //写器件ID
delay_us(100);
SCCB_WR_Byte(reg); //写寄存器地址
delay_us(100);
SCCB_Stop();
delay_us(100);
//设置寄存器地址后，才是读
SCCB_Start();
SCCB_WR_Byte(SCCB_ID|0X01); //发送读命令
delay_us(100);
val=SCCB_RD_Byte(); //读取数据
SCCB_No_Ack();
SCCB_Stop();
return val;
}二、SCCB代码部分
2.1、sccb.c
#include "sys.h"
#include "sccb.h"
#include "delay.h"
//初始化SCCB接口
void SCCB_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);//使能GPIOD时钟
//GPIOF9,F10初始化设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;//PD6,7 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; //PD6,7 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);//初始化
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
}
//SCCB起始信号
//当时钟为高的时候,数据线的高到低,为SCCB起始信号
//在激活状态下,SDA和SCL均为低电平
void SCCB_Start(void)
{
SCCB_SDA_OUT();
SCCB_SDA=1; //数据线高电平
SCCB_SCL=1; //在时钟线高的时候数据线由高至低
delay_us(50);
SCCB_SDA=0;
delay_us(50);
SCCB_SCL=0; //数据线恢复低电平，单操作函数必要
}
//SCCB停止信号
//当时钟为高的时候,数据线的低到高,为SCCB停止信号
//空闲状况下,SDA,SCL均为高电平
void SCCB_Stop(void)
{
SCCB_SDA_OUT();
SCCB_SDA=0;
delay_us(50);
SCCB_SCL=1;
delay_us(50);
SCCB_SDA=1;
delay_us(50);
}
//产生NA信号
void SCCB_No_Ack(void)
{
delay_us(50);
SCCB_SDA=1;
SCCB_SCL=1;
delay_us(50);
SCCB_SCL=0;
delay_us(50);
SCCB_SDA=0;
delay_us(50);
}
//SCCB,写入一个字节
//返回值:0,成功;1,失败.
u8 SCCB_WR_Byte(u8 dat)
{
u8 j,res;
for(j=0;j<8;j++) //循环8次发送数据
{
if(dat&0x80)SCCB_SDA=1;
else SCCB_SDA=0;
dat<<=1;
delay_us(50);
SCCB_SCL=1;
delay_us(50);
SCCB_SCL=0;
}
SCCB_SDA_IN(); //设置SDA为输入
delay_us(50);
SCCB_SCL=1; //接收第九位,以判断是否发送成功
delay_us(50);
if(SCCB_READ_SDA)res=1; //SDA=1发送失败，返回1
else res=0; //SDA=0发送成功，返回0
SCCB_SCL=0;
SCCB_SDA_OUT(); //设置SDA为输出
return res;
}
//SCCB 读取一个字节
//在SCL的上升沿,数据锁存
//返回值:读到的数据
u8 SCCB_RD_Byte(void)
{
u8 temp=0,j;
SCCB_SDA_IN(); //设置SDA为输入
for(j=8;j>0;j--) //循环8次接收数据
{
delay_us(50);
SCCB_SCL=1;
temp=temp<<1;
if(SCCB_READ_SDA)temp++;
delay_us(50);
SCCB_SCL=0;
}
SCCB_SDA_OUT(); //设置SDA为输出
return temp;
}
//写寄存器
//返回值:0,成功;1,失败.
u8 SCCB_WR_Reg(u8 reg,u8 data)
{
u8 res=0;
SCCB_Start(); //启动SCCB传输
if(SCCB_WR_Byte(SCCB_ID))res=1; //写器件ID
delay_us(100);
if(SCCB_WR_Byte(reg))res=1; //写寄存器地址
delay_us(100);
if(SCCB_WR_Byte(data))res=1; //写数据
SCCB_Stop();
return res;
}
//读寄存器
//返回值:读到的寄存器值
u8 SCCB_RD_Reg(u8 reg)
{
u8 val=0;
SCCB_Start(); //启动SCCB传输
SCCB_WR_Byte(SCCB_ID); //写器件ID
delay_us(100);
SCCB_WR_Byte(reg); //写寄存器地址
delay_us(100);
SCCB_Stop();
delay_us(100);
//设置寄存器地址后，才是读
SCCB_Start();
SCCB_WR_Byte(SCCB_ID|0X01); //发送读命令
delay_us(100);
val=SCCB_RD_Byte(); //读取数据
SCCB_No_Ack();
SCCB_Stop();
return val;
}
2.1、sccb.h
#ifndef __SCCB_H_
#define __SCCB_H_
#include "sys.h"
//IO方向设置
#define SCCB_SDA_IN() {GPIOD->MODER&=~(3<<(7*2));GPIOD->MODER|=0<<7*2;} //PD7 输入
#define SCCB_SDA_OUT() {GPIOD->MODER&=~(3<<(7*2));GPIOD->MODER|=1<<7*2;} //PD7 输出
//IO操作函数
#define SCCB_SCL PDout(6) //SCL
#define SCCB_SDA PDout(7) //SDA
#define SCCB_READ_SDA PDin(7) //输入SDA
#define SCCB_ID 0X60 //OV2640的ID
///
void SCCB_Init(void);
void SCCB_Start(void);
void SCCB_Stop(void);
void SCCB_No_Ack(void);
u8 SCCB_WR_Byte(u8 dat);
u8 SCCB_RD_Byte(void);
u8 SCCB_WR_Reg(u8 reg,u8 data);
u8 SCCB_RD_Reg(u8 reg);
#endif
最后
以上就是紧张发带为你收集整理的STM32F407--驱动OV2640采集图像数据，通过W5500传输至上位机---第一篇：OV2640简介及SCCB协议一、SCCB总线二、SCCB代码部分的全部内容，希望文章能够帮你解决STM32F407--驱动OV2640采集图像数据，通过W5500传输至上位机---第一篇：OV2640简介及SCCB协议一、SCCB总线二、SCCB代码部分所遇到的程序开发问题。
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