1 功能描述 1.1 性能特點 PB-0300系列CMOS型有源像素數字圖像傳感器，內置模數轉換8、位并行數據輸出、64個內部寄存器，采用I2C總線控制，可編程控制；可以在彩色和黑白兩種模式下工作。當外接24MHz時鐘晶振時，可以獲得30幀/s的圖像輸出。在上電期間，自動調入缺省參數設置，包括自動曝光功能，所以可以不編程情況下使用傳感器。主要性能指標如表1。 表1 主要性能指標
| 陣列格局 |
640×487（311 680像素） VGA參考：640×480（307 200像素） |
| 像素大小和類型 | 有源光電二極管，空間分辨力：7.9μm×7.9μm |
| 幀速率/（幀/s） | 0～39 |
| 最大數據傳輸速度/（MB/s） | 24（在24MHz時鐘下） |
| 功率/mW | 300（最大數據速度下） |
| 數字信噪比（1lux條件下） | 大于20dB(10:1)（對綠色像素，30Hz的以照明度） |
| 數字敏感度 |
紅色：950bit/lux-second,綠色：650bit/lux-second， 藍色：750bit/lux-second，（增益為10，ADC參考為+5.0V） |
| 工作電壓/V | +5.0 |
| 工作電流/mA0 | 60 |
| 工作溫度/℃ | -5～70 |
| 輸出 | 8位彩色（單色）數字輸出 |
| 快門 | 電子旋轉抓拍 |
| 可編程控制項 | 窗口尺寸和位置、信號增益、曝光參數、自動曝光參數、ADC參考、幀速率、DAC偏置 |
| 引腳名稱 | 工作方式 | 功 能 描 述 |
| LINE_VALID | 輸出 | 行有效信號--圖像數據在數據輸出總線上時有效 |
| FRAME_VALID | 輸出 | 幀有效信號 |
| SDATA | 輸入/輸出 | I2C數據通道 |
| SCLK | 輸入 | I2C時鐘 |
| PIX_CLOCK | 輸出 | 像素時鐘，下降沿有效 |
| CLOCK_OUT | 輸出 | 主時鐘輸出 |
| CLOCK_IN | 輸入 | 時鐘輸入，標稱主時鐘為24MHz |
| DOUT0～7 | 輸出 | 8位并行數據輸出 |
| SADDR | 輸入 | 器件連線地址腳，SADDR=5V：寫地址=BA，讀地址=BB；SADDR=0V:寫地址=92，讀地址=93 |
| VREF1 | 輸出 | ADC參考偏置 |
| STANDBY | 輸入 | 關閉模擬偏置電路和內部時鐘（省電） |
| RESET_BAR | 輸入 | 復位鍵，低電平有效 |
*增益設置寄存器（R43，R44，R45，R46，R53）
設置輸出像素的各種顏色的增益值。像素信號在模數轉換前經過增益放大電路，分別對各種顏色進行處理，R43、R46分別對應藍色和紅色，R44、R45都對應綠色，R53是全局設置。一般的照明情況下（100～1000lx），增益值為1～8，編程的值是多少，對應的增益值就是多少。從R53可以讀出自動曝光模式下的增益值。
*模數轉換參考（ADC）控制寄存器（R25）
通過改變模數轉換參考值，改變圖像的數字輸出，從而調節圖像亮度。當圖像亮度大時，增加ADC值，得到的圖像將變暗；當圖像較暗時，減小ADC值，得到的圖像將變亮。在非自動曝光模式下，R25控制ADC的最大參考值（最小參考值為0），其典型值在24～38之間。在自動曝光模式下，ADC參考值不能改變。
*信號漂移值設置寄存器（R32）
設置信號漂移值，調節圖像的亮度，可以設置正負兩種值。當圖像太暗時，給R32加一個正值，像素信號變大，使得圖像變亮；當圖像太亮時，給R32加一個負值，使圖像變暗。
4 PB-0300與單片機的接口
當PB-0300復位至默認狀態下時，能夠自動工作，此時采用自動曝光功能，輸出的圖像為640×480像素，輸出速率為30幀/s。也可以通過修改寄存器的值來改變傳感器的工作方式和提高圖像的輸出質量。在MCS-51系列單片上，可以使用虛擬I2C總線軟件包VIIC模擬I2C總線，對PB-0300的寄存器進行讀寫。接口電路如圖3所示。
PB-0300采用16位寄存器，需要寫入2個字節，寫滿之后寄存器地址自動增加。所以對連接寄存器進行寫操作時，只需寫入第一個寄存器的地址；進行讀操作時，先對控制寄存器空寫一次，以明確操作對象，然后進行讀數。子程序WRITE是將默認狀態下R5的值（510）修改為340（0214H），使圖像輸出為VGA（640×480），輸出速率為25幀/s。子程序READ是以讀R9、R10為例的典型程序。子程序清單如下：
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 ；尋址并為寫操作
MOV NUMBYT，#03H ；寫入字節數
LCALL WRNBYT
RET
READ：MOV 30H，#09H ；寄存器的R9地址
MOV NUMBYT，#01H ；寫入字節數
MOV SLA，#0BAH ；尋址并為寫操作
LCALL WRNBYT
MOV SLA，#0BBH ；尋址并為讀操作
MOV NUMBYT，#04H；讀出字節數
LCALL RDNBYT
RET
可以利用USB接口直接讀出PB-0300芯片的數據。在LINE-VALID和FRAME-VALID信號均為高電平時，按照像素時鐘PIXCLK的輸出讀數。由于USB接口速度快，能夠將PB-0300的數據實時地傳送到計算機內。
PB-0300具有體積小、功耗低、接口簡單的特點，而且編程操作靈活，可以不用編程在默認方式下工作，也可以通過編程來改變輸出圖像的質量、大小和速度等，特別適合于現場應用中。PB-0300系列目前流行使用的是PB-0330。