STM32學習筆記之攝像頭實驗（OV2640）

OV2640

相關概念：

• UXGA，即分辨率位1600*1200的輸出格式，類似的還有：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，即像素時鍾，一個PCLK時鍾，輸出一個(或半個)像素。
• VSYNC，即幀同步信號。
• HREF /HSYNC，即行同步信號。

簡介： 
OV2640是OmniVision公司生產的一顆1/4寸的CMOS UXGA（1632*1232）圖像傳感器。該傳感器體積小、工作電壓低，提供單片UXGA攝像頭和影像處理器的所有功能。通過SCCB 總線控制，可以輸出整幀、子采樣、縮放和取窗口等方式的各種分辨率8/10位影像數據。UXGA最高15幀/秒（SVGA可達30幀，CIF可達60幀）。 
注：SCCB總線可以看成IIC總線的簡化版

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窗口設置：

1. 傳感器窗口設置（OV2640_Window_Set）
2. 圖像尺寸設置（OV2640_ImageSize_Set）
3. 圖像窗口設置（OV2640_ImageWin_Set）
4. 圖像輸出大小設置（OV2640_OutSize_Set） 
   關系如下圖： 
   

一般來說1,2采取默認設置，我們只需要調整3和4即可。

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時序圖： 
OV2640是采取先讀一行像素，再跳到下一行重新開始讀取新一行像素。 
首先，我們看行輸出時序： 
 
圖像數據在HREF為高的時候輸出，當HREF變高后，每一個PCLK時鍾，輸出一個字節數據。比如我們采用UXGA時序，RGB565格式輸出，每2個字節組成一個像素的顏色（低字節在前，高字節在后），這樣每行輸出總共有1600*2個PCLK周期，輸出1600*2個字節 
然后，看幀輸出時序： 
 
當HREF輸出高電平時開始讀取一行像素點，當低電平時不操作，重復操作即可讀取一幀圖像。 
OV2640支持：RGB565或JPEG輸出。RGB565輸出時，時序如圖所示。JPEG輸出時，PCLK大大減少，且HREF不連續，數據流以0XFF,0XD8開頭，以0XFF,0XD9結束，將此間數據保存為.jpg即可在電腦打開查看。

DCMI

DCMI是STM32F4芯片自帶的一個數字攝像頭接口，該接口是一個同步並行接口，能夠接收外部8位、10位、12位或 14位 CMOS 攝像頭模塊發出的高速數據流（可達 54 MB/s）。 
接口定義如下： 
1，數據據輸入（D[0:13]），接攝像頭的數據輸出。 
2，水平同步（行同步）輸入（HSYNC），接攝像頭的HSYNC/HREF信號。 
3，垂直同步（場同步）輸入（VSYNC），接攝像頭的VSYNC信號。 
4，像素時鍾輸入（PIXCLK），接攝像頭的PCLK信號。 

DCMI接收到的數據，存儲在DCMI_DR寄存器（32位）里面，我們接ATK-OV2640采用8位數據寬度，所以每4個像素時鍾，才會捕獲完32位數據，第一個字節存放在LSB位置，第四個字節存放在MSB位置，如下圖所示: 
 
注：低字節在前，高字節在后

DCMI支持DMA傳輸，當DCMI_CR寄存器中的CAPTURE位置1時，激活DMA接口。 
像頭接口每次在其寄存器(DCMI_DR)中收到一個完整的32位數據塊時，都將發一個DMA請求，由DMA將DCMI_DR寄存器的值搬運到目的地址(比如LCD/SRAM)。DCMI的DMA請求是映射在DMA2通道1的數據流1上面的，所以配置DMA時，應該配置這個。

DCMI控制寄存器（DCMI_CR） 
 
ENABLE，用於設置是否使能DCMI。在使能之前，必須將其他配置設置好。 
FCRC[1:0]，這兩個位用於幀率控制，我們捕獲所有幀，所以設置為00即可。 
VSPOL，用於設置垂直同步極性，也就是VSYNC引腳上面，數據無效時的電平狀態，根據前面說所，我們應該設置為0。 
HSPOL，用於設置水平同步極性，也就是HSYNC引腳上面，數據無效時的電平狀態，同樣應該設置為0。 
PCKPOL，用於設置像素時鍾極性，我們用上升沿捕獲，所以設置為1。 
CM，用於設置捕獲模式，我們用連續采集模式，所以設置為0即可。 
CAPTURE，用於使能捕獲，我們設置為1。該位使能后，將激活DMA，DCMI等待第一幀開始，然后生成DMA請求將收到的數據傳輸到目標存儲器中。(最后使能)

攝像頭操作：

一.初始化時鍾 
二.初始化OV2640： 
1. 初始化IO口 
2. 上電，並復位 
3. 執行初始化序列 
三.設置圖像窗口設置和圖像輸出大小設置，可以調整圖像大小或者縮放模式 
四.初始化DCMI： 
1. 配置相關引腳的復用功能，使能DCMI時鍾。 
2. 設置DCMI工作模式及PCLK/HSYNC/VSYNC等參數。 
3. 設置DMA 
4. 啟動DCMI傳輸。即設置DCMI->CR的最低位為1

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