STM32F4外设配置速查【OV2640摄像头部分】 |
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OV2640SCCB时序基本概念简介行输出时序帧输出时序JPEG时序
相关硬件配置OV2640传感器窗口设置图像尺寸设置图像窗口设置图像输出大小设置（缩放设置）OV2640模块参数
OV2640模块使用过程初始化MCU读取模块图像数据
DCMI接口时序
数据存储相关设置初始化流程
实际配置方法与代码硬件配置软件配置
OV2640
OV2640是OmniVision公司生产的1/4英寸CMOS UXGA(1632_1232分辨率)图像传感器 特点： 体积小、工作电压低、灵敏度高具有单片UXGA摄像头和影像处理器的所有功能通过SCCB总线控制可输出整帧、子采样、缩放、取窗口等方式各种分辨率的8/10位影像数据最高帧数15帧/秒（SVGA可达30帧，CIF可达60帧）用户定义图像质量、数据格式、传输方式等所有图像处理功能都可以通过SCCB接口（行摄像机控制总线协议，相当于一个简易的I2C协议）编程兼容I2C接口支持RawRGB、RGB、GRB422、YUV和YCbCr输出格式内置DSP，支持UXGA、SXGA、SVGA以及按比例缩小到从SXGA到40*30的任何尺寸，支持图像缩放支持自动曝光控制、自动增益控制、自动白平衡、自动消除灯光条纹、自动黑电平校准等自动控制功能和色饱和度、色相、伽马、锐度等设置，支持闪光灯支持图像压缩，可输出JPEG图像数据 SCCB时序SCCB（Serial Camera Control Bus串行摄像头控制总线）总线是由OV（OmniVision）公司定义和发展的三线式串行总线。现在SCCB总线大多采用两线式接口总线，接口总线包括SIOC串行时钟输入线和SIOD串行双向数据线，分别相当于IIC协议的SCL信号线和SDA信号线。SCCB就是个简化版的IIC，可以直接使用IIC的软件驱动代码改编成SCCB的驱动 基本概念简介 UXGA1600*1200SXGA1280*1024XVGA1280*960WXGA1280*800XGA1024*768SVGA800*600VGA640*480QQVGA160*120CIF352*288PCLK像素时钟：一个PCLK时钟，输出一个(Raw格式)或半个(RGB565格式)像素VSYNC帧同步信号HREF/HSYNC行同步信号ov2640的图像数据输出通过Y[9:0]寄存器输出，这里只使用一**字节(8位)**数据，再PCLK、VSYNC、HREF/HSYNC控制下进行 对于Raw格式数据， 1 ∗ t p = 1 ∗ T P C L K 1*t_p=1*T_{PCLK} 1∗tp=1∗TPCLK 对于YUV/RGB格式数据， 1 ∗ t p = 2 ∗ T P C L K 1*t_p=2*T_{PCLK} 1∗tp=2∗TPCLK 行输出时序HREF高电平期间的PCLK上升沿进行输出，每个PCLK上升沿从Y[9:0]输出一个**字节(8位)**数据 PCLK最大可达36MHz 例：以UXGA(1600*1200)时序，采用RGB565格式输出，每2字节组成一个像素的颜色，且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 帧输出时序输出开始时，VSYNC输出 4 ∗ t L I N E 4*t_{LINE} 4∗tLINE有效电平（可自行设置为高/低）脉冲 27193 ∗ t p 27193*t_p 27193∗tp后，HREF拉高，开始输出行数据，每行数据输出之间以 322 ∗ t p 322*t_p 322∗tp为间隔，直到完成所有行输出 最后会有 57697 ∗ t p 57697*t_p 57697∗tp间隔才能进行下一帧输出 JPEG时序JPEG输出时，PCLK大大减少，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文件即可在电脑打开查看 相关硬件配置 OV2640传感器窗口设置传感器窗口设置允许用户设置整个传感器区域（1632*1220）的感兴趣部分，即在传感器里面开窗，开窗范围从2*2到1632*1220都可以设置，但要求这个窗口必须大于等于随后设置的图像尺寸 详细内容可查看数据手册 图像尺寸设置即DSP输出到LCD的图像最大尺寸，该尺寸要小于等于传感器窗口设置所设定的窗口尺寸 图像窗口设置在设置的图像尺寸里面再次设置窗口大小，该窗口必须小于等于前面设置的图像尺寸，该窗口设置后的图像范围将用于输出到外部 图像输出大小设置（缩放设置）控制最终输出到外部的图像尺寸 该设置仅会对图像进行缩放处理，如果设置的图像输出大小不等于图像窗口设置图像大小，那么图像就会被缩放处理，只有两者大小一样（图像输出大小=图像窗口设置大小）时，输出比例才是1：1 OV2640模块参数 支持RGB565/JPEG数据输出支持最大UXGA分辨率输出支持图像任意缩放自带24M有源晶振、3.3V稳压电路、带滤光片的感光红外镜头支持手动对焦（旋下盖上螺丝调节镜头即可）引脚参数： 脚位名称说明1GND接地2VCC3.3接3.3V电源3OV_SCLSCCB时钟线（I）4OV_VSYNC帧同步信号（O）5OV_SDASCCB数据线（I/O）6OV_HREF行同步信号（O）8OV_RESET复位信号，低电平有效（I）15OV_PCLK像素时钟（O）17OV_PWDN掉电模式使能，高电平有效（I）18NC空脚7、9、10、11、12、13、14、16OV_D0~D7数据线（O） OV2640模块使用过程 初始化 初始化IO口上电、复位读取传感器ID执行初始化序列全部内容由OV2640公司提供源码 MCU读取模块图像数据 等待帧同步（等待VSYNC信号）等待HRED为高电平等待第一个PCLK上升沿读取第一个像素的低字节等待第二个PCLK上升沿读取第一个像素的高字节等待下一个PCLK上升沿重复4-7步骤直到读完剩余像素结束读取 DCMI接口DCMI(Digital Camera Interface)是STM32F4xx自带的数字摄像头接口，属于同步并行接口 特性： 能够接受外部8、10、12、14位并行接口最高54MB/s的高速数据流 支持内嵌码/外部行同步/帧同步 支持连续模式或快照模式 支持裁剪功能 可支持不同数据格式：单色或原始拜尔（Bayer）格式、YCbCr 4:2:2逐行视频、RGB565逐行视频、压缩数据(JPEG)格式 接口通过FIFO和数据格式化器直接与AHB总线相连 该接口包含14条数据线（D13-D0）和1条像素时钟线（PIXCLK），且像素时钟的有效电平可由用户程序决定，能在像素时钟的上升沿或下降沿捕获数据 DCMI接口包含以下信号： DCMI接口引脚别名对应OV2640接口引脚数据流输入D[0:13]数据流输出D[0:7]水平同步输入HREF/HSYNC行同步行同步信号HREF/HSYNC垂直同步输入VSYNC帧同步/场同步帧同步信号VSYNC像素时钟输入PIXCLK像素时钟像素时钟PCLK 时序数据与PIXCLK同步，并根据像素时钟的极性在像素时钟上升沿/下降沿发生变化 HREF/HSYNC指示行的开始或结束，VSYNC指示帧的开始或结束 DCMI时序与上述OV2640时序基本一致，但DCMI的PIXCLK有效沿可自定义，且HSYNC、VSYNC有效状态对应指示数据在并行接口上无效时，HSYNC/VSYNC引脚上的引脚电平（人话：和OV2640的有效状态相反） 数据存储DCMI接收到的数据存储在DCMI_DR 32位寄存器内，接入OV2640模块时采用8位数据宽度，所以每4个像素时钟才捕获完32位数据，第一个字节存放在LSB位置，第四个字节存放在MSB位置遵守低字节在前，高字节在后 DCMI支持DMA传输，DCMI可被配置为每在其数据寄存器中收到一个完整的32位数据块时，发送一个DMA请求，由DMA将寄存器内的值搬运到目的地址（如LCD/SRAM） 注意：DCMI的DMA请求映射在DMA2 Channel1 Stream1上；如果使用DCMI->DMA->LCD的传输路径，因为LCD是16位宽（RGB565），但DCMI_DR是32位宽，所以一次DCMI引起的DMA请求将引发往LCD写2次数据 相关设置DCMI支持连续模式和快照模式，连续模式=录像；快照模式=照相 DCMI支持内嵌码同步和硬件同步，一般采用硬件同步 硬件同步下使用HSYNC和VSYNC两个信号，系统会忽略两个信号有效电平期间接收的所有数据，即硬件同步模式下的HSYNC、VSYNC信号相当于消隐信号 初始化流程 配置相关引脚复用为DCMI使能DCMI时钟设置DCMI工作模式和PCLK、HSYNC、VSYNC等参数设置DMA搬运DCMI数据使能DCMI传输 实际配置方法与代码 硬件配置OV2640模块-转接-DCMI接口 对应好即可 软件配置 sccb协议驱动（与I2C协议类似）sccb.h #ifndef __SCCB_H #define __SCCB_H #include "sys.h" //IO方向设置 #define SCCB_SDA_IN() {GPIOD->MODER&=~(3 |
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