常用通信接口、协议：SCCB-编程知识

一、概述

SCCB(串行摄像头控制总线)是由欧姆尼图像技术公司（OmniVision）开发的一种类IIC的总线，主要用于其OV系列的图像传感器上（但目前有很多家的图像传感器都有采用该控制总线）。相对于IIC总线来说SCCB与之最主要的差异在于连续读写模式；SCCB不支持该模式，即每次读写完一个字节，主机必须发送一个NA信号。

采用了SCCB总线的图像传感器都工作在Slave模式，对应的主控端为Master模式，也就是说和IIC一样的为主从模式的总线，同样的支持一主多从和单主单从（通过SCCB_E控制从机使能，低电平使能）。

二、信号线定义

完整的SCCB总线包含：SCCB_E、SIO_C、SIO_D、PWDN四根信号线，其具体的作用分别为：

SCCB_E：传输使能，主端输出，从端输入，默认空闲状态为高电平。低电平时传输有效，电平高到低表示总线通信开始，电平低到高表示总线通信结束。

SIO_C：数据传输时钟，主端输出，从端输入，默认空闲状态为高电平。在SCCB_E使能（拉低）传输开始后电平由高到低表示数据传输开始，数据传输过程中高电平期间SIO_D数据采样有效，低电平期间SIO_D状态切换。

SIO_D：数据传输信号，双向输入、输出，默认总线空闲为浮空电平（通常主端在空闲状态会选择将其拉高），高电平表示逻辑1(bit 1)，低电平表示逻辑0（bit 0）。在总线通信开始，SCCB_E产生下降沿前，主机需要将SIO_D拉高，可以有效的避免总线出现未知错误。

PWDN：输出、输入关闭。

三、通信过程

SCCB的数据传输发生在通信开始信号（起始信号）和通信结束信号（结束信号）之间，由称之为相（phase）的基础传输单元组成。

通信开始（起始信号）：通信开始时序由SCCB_E下降沿前后的各信号线的序列时序状态组成；在SCCB_E下降沿前主端将SIO_D置1，并且SIO_D必须保持间隔一个不低于15ns的tPRC的高电平时间；在SCCB_E下降沿后SIO_D必须要保持间隔一个不低于1.25us的tPRA的高电平时间；在此期间，SIO_C必须始终保持在高电平状态。

通信结束（结束信号）：通信开始时序由SCCB_E上升沿前后的各信号线的序列时序状态组成；在SCCB_E上升沿前SIO_C拉高，并且要保持间隔一个不低于0ns的tPSA时间；在SCCB_E上升沿后SIO_D拉低，并且期间要保持间隔一个不低于15ns的tPSC时间。

SCCB的数据传输主要分为：3相写、2相写、2相读，三种传输时序类型。这里的3相、2相的相指的是基础传输单元。

每一个相元（phase）由8位数据位 + 1位 don’t care/NA位组成。如果是主端发数据（写操作），第9位就是don’t care（不关心）位；如果是从端发数据（读操作），第9位就是NA位。数据比特流都是MSB高比特在前的方式传输的。

相元1传输的主要是从机的ID信息，SCCB支持单主多从，所以主机需要在相元1阶段发送从机ID信息，以便总线上的从机识别当前主机要与谁通信（单主单从时也不可省略）。从机ID为7bit,表示范围为0~127，bit 0 用于表示读/写操作，0为读取数据，1为写入。在相元1的8位数据之后的x位为don’t care位（但有的sensor会在该位通过SIO_D向主端发送一个逻辑0的NA数据，主机端可以通过该位判断对应ID的从机是否在线）。

相元2传输的主要是从机寄存地址信息或者读取的数据信息；8bit后的1bit位也同样的为don’t care/NA位。

相元3传输的主要是主机向从机寄存要写入的数据信息；8bit后的1bit位也同样的为don’t care/NA位。

3相写时序：3相写时序是一个完整的主机向指定从机的指定寄存地址写入指定8bit数据的一个完整数据传输周期(相元1的bit0为1)，每一个相元的第9bit都是don’t care位。

2相写时序：2相写时序实际上是前半个主机从指定从机的指定寄存地址读取8bit数据的完整数据传输周期（和2相读时序共同组成一个完整的读时序），每一个相元的第9bit都是don’t care位。先向目标从机传输读标志（相元1的bit0和相元2中的8bit寄存地址）。

2相读时序：2相读序实际上是后半个主机从指定从机的指定寄存地址读取8bit数据的完整数据传输周期（和2相写时序共同组成一个完整的读时序））。第一个相元的第9bit都是don’t care位，第二个相元的第9bit为NA位（主端向从端发送的确认信号）。

四、伪代码实现

//通信开始
void sccb_start(void)
{sccb_sda_out();sccb_sda_set(1);sccb_scl_set(1);delay_us(25);sccb_sda_set(0);delay_us(25);sccb_scl_set(0);delay_us(25);return;
}//通信结束
void sccb_stop(void)
{sccb_sda_out();sccb_sda_set(0);delay_us(25);sccb_scl_set(1);delay_us(25);sccb_sda_set(1);delay_us(25);return;
}//NA信号
void sccb_na(void)
{sccb_sda_out();delay_us(25);sccb_sda_set(1);sccb_scl_set(1);delay_us(25);sccb_scl_set(0);delay_us(25);sccb_sda_set(0);delay_us(25);return;
}//读取1字节,返回读取的数据
unsigned char sccb_read_byte(void)
{unsigned char byte = 0, index = 0;sccb_sda_in();for(index = 0; index < 8; index++) {delay_us(25);sccb_scl_set(1);byte = byte << 1;if(1 == sccb_read_sda()) {byte++;}delay_us(25);sccb_scl_set(0);}sccb_sda_out();return byte;
}//写入1字节，写入成功返回1，失败返回0
unsigned char sccb_write_byte(unsigned char data)
{unsigned char res = 0, index = 0;for(index = 0; index < 8; inde++) {if(1 == (data & 0x80)) {sccb_sda_set(1);} else {sccb_sda_set(0);}data <<= 1;delay_us(25);sccb_scl_set(1);delay_us(25);sccb_scl_set(0);}sccb_sda_in();delay_us(25);sccb_scl_set(1);delay_us(25);if(1 == sccb_read_sda()) {res = 1;} else {res = 0;}sccb_scl_set(0);sccb_sda_out();return res;
}//向寄存器写入1字节，写入成功返回1，失败返回0
unsigned char sccb_write_reg(unsigned char reg, unsigned char data)
{unsigned char res = 0;sccb_start();if(1 == sccb_write_byte(sccb_dev_id)) {res = 1;}delay_us(50);if(1 == sccb_write_byte(reg)) {res = 1;}delay_us(50);if(1 == sccb_write_byte(data)) {res = 1;}delay_us(50);sccb_stop();return res;
}//从寄存器读取1字节
unsigned char sccb_read_reg(unsigned char reg)
{unsigned char res = 0;sccb_start();sccb_write_byte(sccb_dev_id);delay_us(50);sccb_write_byte(reg);delay_us(50);sccb_stop();sccb_start();sccb_write_byte(sccb_dev_id | 0x01);delay_us(50);res = sccb_read_byte();sccb_na();sccb_stop();return res;
}