1 MT9P401圖像傳感器介紹
1.1 主要特點
    MT9P401是Micron公司的一款具有500萬像素的CMOS圖像傳感器。該芯片的主要特點有：圖像分辨率為2 592 H×1 944 V，像元尺寸為5.7 mm×4.28 mm，最大傳輸速率為96 Mb/s，相應的采樣速率為14 f/s，動態(tài)范圍為70.1 dB。
    MT9P401圖像傳感器將像素矩陣、串行接口、陣列控制器、A/D轉(zhuǎn)換電路等集成在一起。當MT9P401的像素矩陣受到光照時，由于光電效應使光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺纱水a(chǎn)生的模擬信號傳送至內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器，輸出相應的數(shù)字信號。控制像素矩陣的信號由矩陣控制器產(chǎn)生，矩陣控制器通過串行接口操作。
1.2 電子曝光方式
    MT9P401圖像傳感器有兩種電子曝光方式，分別對應兩種不同的快門模式。
    (1)電子卷簾快門(Electronic Rolling Shutter)：對任一像素，在曝光開始時將其清零，等待曝光時間過后，將信號值讀出。數(shù)據(jù)的讀出是串行的，所以清零、曝光、讀出也只能逐行順序進行，通常是從上至下，和機械的焦平面快門非常像。此曝光方式的特點是每個像素曝光時長相同，但曝光時間點不同。
    (2)全局快門(Global Shutter／Snapshot Shutter)：每個像素點增加了采樣保持單元，在指定時間內(nèi)對數(shù)據(jù)進行采樣，然后順序讀出，這樣雖然后讀出的像素仍然進行曝光，但存儲在采樣保持單元中的數(shù)據(jù)卻并未改變。因圖像的積分時間相等，所以每個像素點在同一瞬間曝光。此曝光方式的特點是能同時復位所有像素，但曝光時長不同，可用機械快門實現(xiàn)同時結(jié)束曝光。
1.3 像素數(shù)據(jù)讀出時序分析
    MT9P401圖像傳感器共有256個內(nèi)部寄存器，內(nèi)部寄存器的設(shè)置決定了MT9P401的工作狀態(tài)。MT9P401與外部控制器的通信依靠I2C總線[1]，在I2C總線協(xié)議下輸出每一幀圖像數(shù)據(jù)。默認情況下，MT9P401的像素時鐘與外部輸入時鐘同步，MT9P401一幀圖像的像素包括1 944行和2 592列，每經(jīng)過一個像素時鐘周期，都有一個12 bit的像素數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸出引腳輸出，幀有效信號(Frame_Valid)的周期為70 ms，行有效信號(Line_Valid)的周期為35 μs。當幀有效信號(Frame_Valid)和行有效信號(Line_Valid)均為高電平時，輸出像素數(shù)據(jù)。當幀有效信號