1 、功用描绘
1.1 功用特色
PB-0300系列CMOS型有源像素数字图画传感器，内置模数转化8、位并行数据输出、64个内部寄存器，选用I2C总线操控，可编程操控；能够在五颜六色和是非两种形式下作业。当外接24MHz时钟晶振时，能够获得30帧/s的图画输出。在上电期间，主动调入缺省参数设置，包含主动曝光功用，所以能够不编程状况下运用传感器。首要功用指标如表1。
表1 首要功用指标
1.2 内部结构
PB-0300由五大部分组成：数字逻辑模块、像素阵列、列平行的增益电路和读出电路、8位ADC、偏置DACs，如图1所示。
首要引脚功用如表2。
表2 首要引脚功用描绘
PB-0300有三种分隔的供电电源：数字电源、模仿电源和传感器阵列电源。运用时要特别注意各电源间的相互影响。
2、 图画输出格局与时序
PB-0300操控像素数据输出的信号有：帧有用（FRAME-VALID）信号、行有用（LINE-VALID）信号、像素时钟（PIXCLK）信号。FRAME-VALID信号操控一帧有用图画的输出，高电平有用；LINE-VALID信号操控每行有用信号的输出，#FormatImgID_0#高电平有用；PIXCLK信号操控每个像素的输出，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，它们一直和像素时钟同步。在PIXCLK处于下降沿时，数据输出和LINE-VALID都不能改动。在默许的VGA（640×480）下，当每行640个有用像素信号输出之后，LINE-VALID变为低电平，PB-0300按必定编码方法向外输出982个无效信号，然后再输出像素信号。当480行有用像素和无效信号彻底输出之后，传感器再输出9行空白信号。这期间FRAME-VALID为低电平，标志着当时帧的结构和下一帧的开端；一起，读入寄存器的最新值，经过对寄存器编程而改动的图画参数鄙人一帧收效。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，在缺省状况下有主动曝光功用；能够改动输出图画的巨细、方位和速度；经过调理像素累积时刻、ADC参阅和增益值能够操控收集到的图画亮度。下面介绍几个首要寄存器的功用。
*复位操控寄存器（R13）
R13能够使PB-0300复位到上电后的缺省状况。首先向R13的最低位写入“1”，使PB-0300处于复位状况，然后再写入“0”持续作业。
*窗口方位与巨细操控寄存器（R1，R2，R3，R4）
操控收集图画窗口的方位与巨细。只要在此窗口内的像素才干有用地读出。窗口的像素个数最大值为640×480。R1为行开始坐标，R2为列开始坐标，（1024-R3）为有用行数，（1024-R4）为有用列数；窗口巨细的默许值为VGA（640×480），右上角坐标为（0，0），左下角坐标为（639，479）。
*像素累积操控寄存器（R8，R9）
操控像素的采光时刻，R8为累积帧数，R9为累积行数，实践总的累积时刻，即实践处理完一帧图画的时刻为：TInt=［（R8×（1024-R3）+R9）×Trow，其间，Trow为处理完一行有用像素所用的时刻。一般的R8设置为0，R9的最大值为有用图画窗口的行数。TInt的值应该能信号防止因为光闪耀使图画发生条纹。在60Hz光闪耀频率下，TInt有必要为1/120s的整数倍；50Hz频率下，TInt有必要为1/100的整数倍。
*帧速率操控寄存器（R5，R6，R10）
操控每行和每帧有用像素信号之间的无效信号时刻。当其它图画参数改动时，经过改动上帧速度操控寄存器的值为调理帧速率。若经过R4减小有用像素列数后，处理一行有用像素的时刻将变短，帧速率将添加。这时能够调理R5的值来添加每行元效信号的输出数量和时刻，然后使帧速率坚持不变；同理，若改动有用像素行数时，调理R6来坚持帧速率。R10是经过操控PIXCLK的输出来改动像素输出时刻的。
*增益设置寄存器（R43，R44，R45，R46，R53）
设置输出像素的各种色彩的增益值。像素信号在模数转化前经过增益扩大电路，别离对各种色彩进行处理，R43、R46别离对应蓝色和赤色，R44、R45都对应绿色，R53是大局设置。一般的照明状况下（100～1000lx），增益值为1～8，编程的值是多少，对应的增益值便是多少。从R53能够读出主动曝光形式下的增益值。
*模数转化参阅（ADC）操控寄存器（R25）
经过改动模数转化参阅值，改动图画的数字输出，然后调理图画亮度。当图画亮度大时，添加ADC值，得到的图画将变暗；当图画较暗时，减小ADC值，得到的图画将变亮。在非主动曝光形式下，R25操控ADC的最大参阅值（最小参阅值为0），其典型值在24～38之间。在主动曝光形式下，ADC参阅值不能改动。
*信号漂移值设置寄存器（R32）
设置信号漂移值，调理图画的亮度，能够设置正负两种值。当图画太暗时，给R32加一个正值，像素信号变大，使得图画变亮；当图画太亮时，给R32加一个负值，使图画变暗。
4、 PB-0300与单片机的接口
当PB-0300复位至默许状况下时，能够主动作业，此刻选用主动曝光功用，输出的图画为640×480像素，输出速率为30帧/s。也能够经过修正寄存器的值来改动传感器的作业方法和进步图画的输出质量。在MCS-51系列单片上，能够运用虚拟I2C总线软件包VIIC模仿I2C总线，对PB-0300的寄存器进行读写。接口电路如图3所示。
PB-0300选用16位寄存器，需求写入2个字节，写满之后寄存器地址主动添加。所以对衔接寄存器进行写操作时，只需写入第一个寄存器的地址；进行读操作时，先对操控寄存器空写一次，以清晰操作目标，然后进行读数。子程序WRITE是将默许状况下R5的值（510）修正为340（0214H），使图画输出为VGA（640×480），输出速率为25帧/s。子程序READ是以读R9、R10为例的典型程序。子程序清单如下：
VSDA EQU P1.7
VSCL EQU P1.6
SLA EQU 50H
NUMBYT EQU 51H
MTD EQU 30H
MRD EQU 40H
WRITE：MOV 30H，#05H ；寄存器R5地址
MOV 31H，#02H ；寄存器值（0214H）
MOV 32H，#14H
MOV SLA，#0BAH ；寻址并为写操作
MOV NUMBYT，#03H ；写入字节数
LCALL WRNBYT
RET
READ：MOV 30H，#09H ；寄存器的R9地址
MOV NUMBYT，#01H ；写入字节数
MOV SLA，#0BAH ；寻址并为写操作
LCALL WRNBYT
MOV SLA，#0BBH ；寻址并为读操作
MOV NUMBYT，#04H；读出字节数
LCALL RDNBYT
RET
能够运用USB接口直接读出PB-0300芯片的数据。在LINE-VALID和FRAME-VALID信号均为高电平时，依照像素时钟PIXCLK的输出读数。因为USB接口速度快，能够将PB-0300的数据实时地传送到计算机内。
PB-0300具有体积小、功耗低、接口简略的特色，并且编程操作灵敏，能够不必编程在默许方法下作业，也能够经过编程来改动输出图画的质量、巨细和速度等，特别适合于现场运用中。PB-0300系列现在盛行运用的是PB-0330。
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