STM32驱动OV7670摄像头总结

只看该作者 · 2018-6-11 18:49

本帖最后由 chenqiang10 于 2018-6-11 19:05 编辑

OV7670模块：
介绍一下OV7670传感器：CMOS器件；标准的SCCB接口，兼容IIC接口；内置感光阵列，时序发生器，AD转换器，模拟信号处理，数字信号处理器.....
大致工作过程：光照射到感光阵列产生相应电荷，传输到相应的模拟信号处理单元，再由AD转换为数字信号，在经由数字信号处理器插值到RGB信号，最后传输到屏幕上......

只看该作者 · 2018-6-11 18:52

本帖最后由 chenqiang10 于 2018-6-11 19:09 编辑

先了解一下基础知识：现在市面上的OV7670模块分两种：1、带FIFO芯片；2、不带FIFO芯片。当然带FIFO的要贵一点~下面介绍带FIFO和不带FIFO的工作原理

只看该作者 · 2018-6-11 18:53

本帖最后由 chenqiang10 于 2018-6-11 19:13 编辑

不带FIFO：这种方法最简单，最直接，但是最不好实现的方法，原因是多数的CMOS芯片（如OV7670）的时钟速度可以高达24M，一般单片机的IO口速度根本达不到（stm32的IO速度，寄存器比库函数快，博主之前测，用库函数IO口速度好像是2.5Mhz，而用寄存器IO口速度是8M吧，速度相差较大~）。当然，高级的MCU，如ARM9以上或者DSP图像处理芯片等，本身处理速度快，内存大而且有的还带camera接口，可以不用带FIFO。

只看该作者 · 2018-6-11 19:12

但也不是不是完全没有办法在低速上实现采集，方法也很简单，那么就是降低CMOS 的输出速度，不过这需要靠外部的晶振和内部的PLL 电路以及像素时钟速度，帧速等多个寄存器共同设置，并且要和MCU 的IO 速度匹配才可实现。但不建议这么做，原因是：这种寄存器设置将带来更多的学习困难和理解困难，并导致硬件图像的采集速度可能下降到0.5 帧以下，同时带来图像失真的可能。

只看该作者 · 2018-6-11 19:15

还有一种方法就是DMA方式采集，代码复杂，速度在5-10帧左右。本来打算用该方法的，DMA没怎么学，也怕调试困难，就没在折腾了。

只看该作者 · 2018-6-11 19:16

有些CMOS 时钟速度不快，可以用单片机IO直接采集，例如OV7660，不幸的是该芯片已经停产。

只看该作者 · 2018-6-11 19:16

带FIFO：由于采用了FIFO 做为数据缓冲，数据采集大大简便，用户只需要关心是如何读取即可，不需要关心具体数据是如何采集到的，这样可减小甚至不用关心CMOS 的控制以及时序关系，就能够实现图像的采集。

只看该作者 · 2018-6-11 19:17

需要注意的是：FIFO不具备地址功能，因此他也就不具备数据的定位（选址）读取功能，所以不可能有真正的数据处理能力！

只看该作者 · 2018-6-11 19:18

总的来说：带FIFO比不带FIFO操作起来更简单，8位MCU也能胜任。
下面我们参考正点原子战舰摄像头实验（带FIFO的OV7670模块）

只看该作者 · 2018-6-11 19:20

本帖最后由 chenqiang10 于 2018-6-11 19:22 编辑

OV7670的图像数据输出格式，参考战舰开发指南。
  VGA：分辨率为640*480的输出模式
  QVGA：分辨率为320*240的输出格式
  QQVGA：分辨率为160*120的输出格式
  PCLK：像素时钟，一个PCLK时钟，输出1个像素或半个像素
  VSYNC：帧同步信号
  HREF/HSYNC：行同步信号

只看该作者 · 2018-6-11 19:28

本帖最后由 chenqiang10 于 2018-6-11 19:31 编辑

行输出时序

只看该作者 · 2018-6-11 19:32

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VGA时序，RGB565格式输出，每两个字节组成一个像素的颜色（高字节在前，低字节在后），这样每行输出总共有640*2个PCLK周期，输出640*2个字节。

只看该作者 · 2018-6-11 19:33

帧时序

只看该作者 · 2018-6-11 19:35

VSYNC位高时产生一个帧同步信号，故当产生两个帧同步信号时，一帧数据输出完成。注意：图中的HSYNC和HREF其实是一个引脚产生的信号，只是在不同的场合下面，使用不同的信号方式。

只看该作者 · 2018-6-11 19:37

本帖最后由 chenqiang10 于 2018-6-11 19:41 编辑

战舰OV7670模块原理图讲解

只看该作者 · 2018-6-11 19:42

存储和读取图像数据的过程及程序讲解（参考原子哥的开发指南和代码）
对于该模块，我们只关心两点：1、如何存储图像数据；2、如何读取图像数据

只看该作者 · 2018-6-11 19:43

1、存储（OV7670往FIFO中写数据）
   战舰OV7670模块存储图像数据的过程为：等待OV767同步信号->FIFO写指针复位->FIFO写使能->等待第二个同步信号->FIFO写禁止，通过以上5个步骤就可以完成一帧图像的存储
2、读取（MCU从FIFO中读取数据）
   读取过程：FIFO读指针复位->给FIFO读时钟（FIFO RCLK）->读取第一个像素高字节->给FIFO读时钟（FIFO RCLK）->读取第一个像素低字节->给FIFO读时钟（FIFO RCLK）->读取第二个像素高字节->循环读取剩余像素->结束
   比如QVGA模式，RGB565格式，我们总共循环读取320*240*2次，就可以读取一帧数据，把这些数据写入LCD模块，就可以看到摄像头的画面了。

只看该作者 · 2018-6-11 19:45

本帖最后由 chenqiang10 于 2018-6-11 20:02 编辑

程序讲解：（主要是OV7670对FIFO的写控制和MCU从FIFO中读取数据）
1、利用外部中断来对OV7670进行写操作控制

只看该作者 · 2018-6-11 20:03

MCU从FIFO中读取数据（更新LCD显示）

只看该作者 · 2018-6-11 20:04

此**转载 https://blog.csdn.net/houqi02/article/details/51712994，欢迎大家学习。