• STM32学习笔记之摄像头实验(OV2640)


    OV2640

    相关概念:

    • UXGA,即分辨率位1600*1200的输出格式,类似的还有:SXGA(1280*1024)、XVGA(1280*960)、WXGA(1280*800)、XGA(1024*768)、SVGA(800*600)、VGA(640*480)、CIF(352*288)和QQVGA(160*120)等。
    • PCLK,即像素时钟,一个PCLK时钟,输出一个(或半个)像素。
    • VSYNC,即帧同步信号。
    • HREF /HSYNC,即行同步信号。

    简介: 
    OV2640是OmniVision公司生产的一颗1/4寸的CMOS UXGA(1632*1232)图像传感器。该传感器体积小、工作电压低,提供单片UXGA摄像头和影像处理器的所有功能。通过SCCB 总线控制,可以输出整帧、子采样、缩放和取窗口等方式的各种分辨率8/10位影像数据。UXGA最高15帧/秒(SVGA可达30帧,CIF可达60帧)。 
    注:SCCB总线可以看成IIC总线的简化版


    窗口设置:

    1. 传感器窗口设置(OV2640_Window_Set)
    2. 图像尺寸设置(OV2640_ImageSize_Set)
    3. 图像窗口设置(OV2640_ImageWin_Set)
    4. 图像输出大小设置(OV2640_OutSize_Set) 
      关系如下图: 

    一般来说1,2采取默认设置,我们只需要调整3和4即可。


    时序图: 
    OV2640是采取先读一行像素,再跳到下一行重新开始读取新一行像素。 
    首先,我们看行输出时序: 
     
    图像数据在HREF为高的时候输出,当HREF变高后,每一个PCLK时钟,输出一个字节数据。比如我们采用UXGA时序,RGB565格式输出,每2个字节组成一个像素的颜色(低字节在前,高字节在后),这样每行输出总共有1600*2个PCLK周期,输出1600*2个字节 
    然后,看帧输出时序: 
     
    当HREF输出高电平时开始读取一行像素点,当低电平时不操作,重复操作即可读取一帧图像。 
    OV2640支持:RGB565或JPEG输出。RGB565输出时,时序如图所示。JPEG输出时,PCLK大大减少,且HREF不连续,数据流以0XFF,0XD8开头,以0XFF,0XD9结束,将此间数据保存为.jpg即可在电脑打开查看。

    DCMI

    DCMI是STM32F4芯片自带的一个数字摄像头接口,该接口是一个同步并行接口,能够接收外部8位、10位、12位或 14位 CMOS 摄像头模块发出的高速数据流(可达 54 MB/s)。 
    接口定义如下: 
    1,数据据输入(D[0:13]),接摄像头的数据输出。 
    2,水平同步(行同步)输入(HSYNC),接摄像头的HSYNC/HREF信号。 
    3,垂直同步(场同步)输入(VSYNC),接摄像头的VSYNC信号。 
    4,像素时钟输入(PIXCLK),接摄像头的PCLK信号。 

    DCMI接收到的数据,存储在DCMI_DR寄存器(32位)里面,我们接ATK-OV2640采用8位数据宽度,所以每4个像素时钟,才会捕获完32位数据,第一个字节存放在LSB位置,第四个字节存放在MSB位置,如下图所示: 
    这里写图片描述 
    注:低字节在前,高字节在后

    DCMI支持DMA传输,当DCMI_CR寄存器中的CAPTURE位置1时,激活DMA接口。 
    像头接口每次在其寄存器(DCMI_DR)中收到一个完整的32位数据块时,都将发一个DMA请求,由DMA将DCMI_DR寄存器的值搬运到目的地址(比如LCD/SRAM)。DCMI的DMA请求是映射在DMA2通道1的数据流1上面的,所以配置DMA时,应该配置这个。

    DCMI控制寄存器(DCMI_CR) 
    这里写图片描述 
    ENABLE,用于设置是否使能DCMI。在使能之前,必须将其他配置设置好。 
    FCRC[1:0],这两个位用于帧率控制,我们捕获所有帧,所以设置为00即可。 
    VSPOL,用于设置垂直同步极性,也就是VSYNC引脚上面,数据无效时的电平状态,根据前面说所,我们应该设置为0。 
    HSPOL,用于设置水平同步极性,也就是HSYNC引脚上面,数据无效时的电平状态,同样应该设置为0。 
    PCKPOL,用于设置像素时钟极性,我们用上升沿捕获,所以设置为1。 
    CM,用于设置捕获模式,我们用连续采集模式,所以设置为0即可。 
    CAPTURE,用于使能捕获,我们设置为1。该位使能后,将激活DMA,DCMI等待第一帧开始,然后生成DMA请求将收到的数据传输到目标存储器中。(最后使能)

    摄像头操作:

    一.初始化时钟 
    二.初始化OV2640: 
    1. 初始化IO口 
    2. 上电,并复位 
    3. 执行初始化序列 
    三.设置图像窗口设置和图像输出大小设置,可以调整图像大小或者缩放模式 
    四.初始化DCMI: 
    1. 配置相关引脚的复用功能,使能DCMI时钟。 
    2. 设置DCMI工作模式及PCLK/HSYNC/VSYNC等参数。 
    3. 设置DMA 
    4. 启动DCMI传输。即设置DCMI->CR的最低位为1

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