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1 MT9P401图像传感器介绍
1.1 主要特点
    MT9P401是Micron公司的一款具有500万像素的CMOS图像传感器。该芯片的主要特点有：图像分辨率为2 592 H×1 944 V，像元尺寸为5.7 mm×4.28 mm，最大传输速率为96 Mb/s，相应的采样速率为14 f/s，动态范围为70.1 dB。
    MT9P401图像传感器将像素矩阵、串行接口、阵列控制器、A/D转换电路等集成在一起。当MT9P401的像素矩阵受到光照时，由于光电效应使光信号转变为电信号，由此产生的模拟信号传送至内部A/D转换器，输出相应的数字信号。控制像素矩阵的信号由矩阵控制器产生，矩阵控制器通过串行接口操作。
1.2 电子曝光方式
    MT9P401图像传感器有两种电子曝光方式，分别对应两种不同的快门模式。
    (1)电子卷帘快门(Electronic Rolling Shutter)：对任一像素，在曝光开始时将其清零，等待曝光时间过后，将信号值读出。数据的读出是串行的，所以清零、曝光、读出也只能逐行顺序进行，通常是从上至下，和机械的焦平面快门非常像。此曝光方式的特点是每个像素曝光时长相同，但曝光时间点不同。
    (2)全局快门(Global Shutter／Snapshot Shutter)：每个像素点增加了采样保持单元，在指定时间内对数据进行采样，然后顺序读出，这样虽然后读出的像素仍然进行曝光，但存储在采样保持单元中的数据却并未改变。因图像的积分时间相等，所以每个像素点在同一瞬间曝光。此曝光方式的特点是能同时复位所有像素，但曝光时长不同，可用机械快门实现同时结束曝光。
1.3 像素数据读出时序分析
    MT9P401图像传感器共有256个内部寄存器，内部寄存器的设置决定了MT9P401的工作状态。MT9P401与外部控制器的通信依靠I2C总线[1]，在I2C总线协议下输出每一帧图像数据。默认情况下，MT9P401的像素时钟与外部输入时钟同步，MT9P401一帧图像的像素包括1 944行和2 592列，每经过一个像素时钟周期，都有一个12 bit的像素数据通过数据输出引脚输出，帧有效信号(Frame_Valid)的周期为70 ms，行有效信号(Line_Valid)的周期为35 μs。当帧有效信号(Frame_Valid)和行有效信号(Line_Valid)均为高电平时，输出像素数据。当帧有效信号