基于STM32的OV7725摄像头拍照实验

平台:STM32ZET6(核心板)+ST-LINK/V2+SD卡+USB串口线+鹰眼OV7725摄像头(注意,为了减少摄像头连线的麻烦,建议初学者选取单片机时选用带有摄像头接口的板子)

工程介绍:需要移植FatFs文件系统,同时需要了解BMP位图的存储数据结构,从而实现将摄像头输出的RGB565像素数据直接输出到sd卡上,保存为*.bmp文件。

基于STM32的OV7725摄像头拍照实验_第1张图片

1. BMP位图的存储

1.1 数据结构介绍

//BMP头文件
typedef __packed struct
{
    u16  bfType ;     //文件标志.只对'BM',用来识别BMP位图类型
    u32  bfSize ;	  //文件大小,占四个字节
    u16  bfReserved1 ;//保留
    u16  bfReserved2 ;//保留
    u32  bfOffBits ;  //从文件开始到位图数据(bitmap data)开始之间的的偏移量
}BITMAPFILEHEADER ;
//BMP信息头
typedef __packed struct
{
    u32 biSize ;		   	//说明BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数。
    long  biWidth ;		   	//说明图象的宽度,以象素为单位 
    long  biHeight ;	   	        //说明图象的高度,以象素为单位 
    u16  biPlanes ;	   		//为目标设备说明位面数,其值将总是被设为1 
    u16  biBitCount ;	   	        //说明比特数/象素,其值为1、4、8、16、24、或32
    /*说明图象数据压缩的类型。其值可以是下述值之一:
		BI_RGB:没有压缩;
		BI_RLE8:每个象素8比特的RLE压缩编码,压缩格式由2字节组成(重复象素计数和颜色索引);  
                BI_RLE4:每个象素4比特的RLE压缩编码,压缩格式由2字节组成
  	        BI_BITFIELDS:每个象素的比特由指定的掩码决定。*/
    u32 biCompression ;  	
    u32 biSizeImage ;		//说明图象的大小,以字节为单位。当用BI_RGB格式时,可设置为0  
    long  biXPelsPerMeter ;	//说明水平分辨率,用象素/米表示
    long  biYPelsPerMeter ;	//说明垂直分辨率,用象素/米表示
    u32 biClrUsed ;	  	//说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数
    u32 biClrImportant ; 	//说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目,如果是0,表示都重要。 
}BITMAPINFOHEADER ;
//彩色表 
typedef __packed struct 
{
    u8 rgbBlue ;        //指定蓝色强度
    u8 rgbGreen ;	//指定绿色强度 
    u8 rgbRed ;	  	//指定红色强度 
    u8 rgbReserved ;    //保留,设置为0 
}RGBQUAD ;
//整体信息头(以上数据结构的组合)
typedef __packed struct
{ 
	BITMAPFILEHEADER bmfHeader;
	BITMAPINFOHEADER bmiHeader;  
	RGBQUAD RGB_MASK[3];			//调色板用于存放RGB掩码.
}BITMAPINFO; 

1.2 设置方法

//提前检查是否需要保存图片
	if(ov_sta && KEY_Scan(S1))//按键1按下(拍照)
	{
		printf("开始保存图片\r\n");
		
		//打开文件,若不存在就创建
		res_sd = f_open(&fnew, "0:test1.bmp", FA_OPEN_ALWAYS | FA_WRITE);
		
		//文件打开成功
		if(res_sd == FR_OK)
		{
			//填写文件信息头信息  
			bmp.bmfHeader.bfType = 0x4D42;			//bmp类型  
			bmp.bmfHeader.bfSize= 54 + 320*240*2;	        //文件大小(信息结构体+像素数据)
			bmp.bmfHeader.bfReserved1 = 0x0000;		//保留,必须为0
			bmp.bmfHeader.bfReserved2 = 0x0000;  			
			bmp.bmfHeader.bfOffBits=54;			//位图信息结构体所占的字节数
			
			//填写位图信息头信息  
			bmp.bmiHeader.biSize=40;  		            //位图信息头的大小
			bmp.bmiHeader.biWidth=320;  			    //位图的宽度
			bmp.bmiHeader.biHeight=240;  			    //图像的高度
			bmp.bmiHeader.biPlanes=1;  		            //目标设别的级别,必须是1
			bmp.bmiHeader.biBitCount=16;                        //每像素位数
			bmp.bmiHeader.biCompression=0;  	            //RGB555格式
			bmp.bmiHeader.biSizeImage=320*240*2;                //实际位图所占用的字节数(仅考虑位图像素数据)
			bmp.bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;		    //水平分辨率
			bmp.bmiHeader.biYPelsPerMeter=0; 		    //垂直分辨率
			bmp.bmiHeader.biClrImportant=0;   	            //说明图像显示有重要影响的颜色索引数目,0代表所有的颜色一样重要
			bmp.bmiHeader.biClrUsed=0;  			    //位图实际使用的彩色表中的颜色索引数,0表示使用所有的调色板项
			
			//RGB565格式掩码
			bmp.RGB_MASK[0].rgbBlue = 0;
			bmp.RGB_MASK[0].rgbGreen = 0xF8;
			bmp.RGB_MASK[0].rgbRed = 0;
			bmp.RGB_MASK[0].rgbReserved = 0;
			
			bmp.RGB_MASK[1].rgbBlue = 0xE0;
			bmp.RGB_MASK[1].rgbGreen = 0x07;
			bmp.RGB_MASK[1].rgbRed = 0;
			bmp.RGB_MASK[1].rgbReserved = 0;
			
			bmp.RGB_MASK[2].rgbBlue = 0x1F;
			bmp.RGB_MASK[2].rgbGreen = 0;
			bmp.RGB_MASK[2].rgbRed = 0;
			bmp.RGB_MASK[2].rgbReserved = 0;
			
			//写文件头进文件  
			res_sd= f_write(&fnew, &bmp, sizeof(bmp), &fnum);
		}
		
		//读指针复位
		OV7725_RRST=0;				//开始复位读指针
		OV7725_RCK_L;
		OV7725_RCK_H;
		OV7725_RCK_L;
		OV7725_RRST=1;				//复位读指针结束 
		OV7725_RCK_H; 
		
		/*图像花屏的原因在于读取时的干扰和读取时漏掉几个像素*/
		for(i=0;i<240;i++)
		{
			for(j=0;j<320;j++)
			{
				OV7725_RCK_L;
				color=GPIOC->IDR&0XFF;	//读数据
				OV7725_RCK_H; 
				color<<=8;  
				OV7725_RCK_L;
				color|=GPIOC->IDR&0XFF;	//读数据
				OV7725_RCK_H; 
				
				//写位图信息头进内存卡(FatFs中的方法)
				f_write(&fnew, &color, sizeof(color), &fnum);
			}
		}
		//关闭文件
		f_close(&fnew);
		
		delay_ms(1000);
		return;
	}

2. OV7725驱动程序设计

2.1 OV7725寄存器设置

#ifndef _OV7725CFG_H
#define _OV7725CFG_H
#include "ov7725.h"	
/* OV7725寄存器宏定义 */
#define GAIN      0x00
#define BLUE      0x01
#define RED       0x02
#define RED       0x02
#define GREEN     0x03
#define BAVG      0x05
#define GAVG      0x06
#define RAVG      0x07
#define AECH      0x08
#define COM2      0x09
#define PID       0x0A
#define VER       0x0B
#define COM3      0x0C
#define COM4      0x0D
#define COM5      0x0E
#define COM6      0x0F
#define AEC       0x10
#define CLKRC     0x11
#define COM7      0x12
#define COM8      0x13
#define COM9      0x14
#define COM10     0x15
#define REG16     0x16
#define HSTART    0x17
#define HSIZE     0x18
#define VSTRT     0x19
#define VSIZE     0x1A
#define PSHFT     0x1B
#define MIDH      0x1C
#define MIDL      0x1D
#define LAEC      0x1F
#define COM11     0x20
#define BDBase    0x22
#define BDMStep   0x23
#define AEW       0x24
#define AEB       0x25
#define VPT       0x26
#define REG28     0x28
#define HOutSize  0x29
#define EXHCH     0x2A
#define EXHCL     0x2B
#define VOutSize  0x2C
#define ADVFL     0x2D
#define ADVFH     0x2E
#define YAVE      0x2F
#define LumHTh    0x30
#define LumLTh    0x31
#define HREF      0x32
#define DM_LNL    0x33
#define DM_LNH    0x34
#define ADoff_B   0x35
#define ADoff_R   0x36
#define ADoff_Gb  0x37
#define ADoff_Gr  0x38
#define Off_B     0x39
#define Off_R     0x3A
#define Off_Gb    0x3B
#define Off_Gr    0x3C
#define COM12     0x3D
#define COM13     0x3E
#define COM14     0x3F
#define COM16     0x41
#define TGT_B     0x42
#define TGT_R     0x43
#define TGT_Gb    0x44
#define TGT_Gr    0x45
#define LC_CTR    0x46
#define LC_XC     0x47
#define LC_YC     0x48
#define LC_COEF   0x49
#define LC_RADI   0x4A
#define LC_COEFB  0x4B 
#define LC_COEFR  0x4C
#define FixGain   0x4D
#define AREF1     0x4F
#define AREF6     0x54
#define UFix      0x60
#define VFix      0x61
#define AWBb_blk  0x62
#define AWB_Ctrl0 0x63
#define DSP_Ctrl1 0x64
#define DSP_Ctrl2 0x65
#define DSP_Ctrl3 0x66
#define DSP_Ctrl4 0x67
#define AWB_bias  0x68
#define AWBCtrl1  0x69
#define AWBCtrl2  0x6A
#define AWBCtrl3  0x6B
#define AWBCtrl4  0x6C
#define AWBCtrl5  0x6D
#define AWBCtrl6  0x6E
#define AWBCtrl7  0x6F
#define AWBCtrl8  0x70
#define AWBCtrl9  0x71
#define AWBCtrl10 0x72
#define AWBCtrl11 0x73
#define AWBCtrl12 0x74
#define AWBCtrl13 0x75
#define AWBCtrl14 0x76
#define AWBCtrl15 0x77
#define AWBCtrl16 0x78
#define AWBCtrl17 0x79
#define AWBCtrl18 0x7A
#define AWBCtrl19 0x7B
#define AWBCtrl20 0x7C
#define AWBCtrl21 0x7D 
#define GAM1      0x7E
#define GAM2      0x7F
#define GAM3      0x80
#define GAM4      0x81
#define GAM5      0x82
#define GAM6      0x83
#define GAM7      0x84
#define GAM8      0x85
#define GAM9      0x86
#define GAM10     0x87
#define GAM11     0x88
#define GAM12     0x89
#define GAM13     0x8A
#define GAM14     0x8B
#define GAM15     0x8C
#define SLOP      0x8D
#define DNSTh     0x8E
#define EDGE0     0x8F
#define EDGE1     0x90
#define DNSOff    0x91
#define EDGE2     0x92
#define EDGE3     0x93
#define MTX1      0x94
#define MTX2      0x95
#define MTX3      0x96
#define MTX4      0x97
#define MTX5      0x98
#define MTX6      0x99
#define MTX_Ctrl  0x9A
#define BRIGHT    0x9B
#define CNST      0x9C
#define UVADJ0    0x9E
#define UVADJ1    0x9F
#define SCAL0     0xA0
#define SCAL1     0xA1
#define SCAL2     0xA2
#define SDE       0xA6
#define USAT      0xA7
#define VSAT      0xA8
#define HUECOS    0xA9
#define HUESIN    0xAA
#define SIGN      0xAB
#define DSPAuto   0xAC

//初始化寄存器序列及其对应的值
const u8 ov7725_init_reg_tb1[][2]= 
{   
	/*输出窗口设置*/
	{CLKRC,     0x00}, //clock config
	{COM7,      0x06}, //VGA RGB565
	{HSTART,    0x3f}, //水平起始位置
	{HSIZE,     0x50}, //水平尺寸
	{VSTRT,     0x03}, //垂直起始位置
	{VSIZE,     0x78}, //垂直尺寸
	{HREF,      0x00},
	{HOutSize,  0x50}, //输出尺寸
	{VOutSize,  0x78}, //输出尺寸
	
	/*DSP control*/
	{TGT_B,     0x7f},
	{FixGain,   0x09},
	{AWB_Ctrl0, 0xe0},
	{DSP_Ctrl1, 0xff},
	{DSP_Ctrl2, 0x00},
	{DSP_Ctrl3,	0x00},
	{DSP_Ctrl4, 0x00},

	/*AGC AEC AWB*/
	{COM8,		0xf0},
	{COM4,		0x81}, /*Pll AEC CONFIG*/
	{COM6,		0xc5},
	{COM9,		0x11},
	{BDBase,	0x7F},
	{BDMStep,	0x03},
	{AEW,		0x40},
	{AEB,		0x30},
	{VPT,		0xa1},
	{EXHCL,		0x9e},
	{AWBCtrl3,  0xaa},
	{COM8,		0xff},
	
	/*matrix shapness brightness contrast*/
	{EDGE1,		0x08},
	{DNSOff,	0x01},
	{EDGE2,		0x03},
	{EDGE3,		0x00},
	{MTX1,		0xb0},
	{MTX2,		0x9d},
	{MTX3,		0x13},
	{MTX4,		0x16},
	{MTX5,		0x7b},
	{MTX6,		0x91},
	{MTX_Ctrl,  0x1e},
	{BRIGHT,	0x08},
	{CNST,		0x20},
	{UVADJ0,	0x81},
	{SDE, 		0X06},
	{USAT,		0x65},
	{VSAT,		0x65},
	{HUECOS,	0X80},
	{HUESIN, 	0X80},
	
        /*GAMMA config*/
	{GAM1,		0x0c},
	{GAM2,		0x16},
	{GAM3,		0x2a},
	{GAM4,		0x4e},
	{GAM5,		0x61},
	{GAM6,		0x6f},
	{GAM7,		0x7b},
	{GAM8,		0x86},
	{GAM9,		0x8e},
	{GAM10,		0x97},
	{GAM11,		0xa4},
	{GAM12,		0xaf},
	{GAM13,		0xc5},
	{GAM14,		0xd7},
	{GAM15,		0xe8},
	{SLOP,		0x20},

	
	{COM3,		0x50},/*Horizontal mirror image*/
					  //注:datasheet默认0x10,即改变YUV为UVY格式。但是摄像头不是芯片而是模组时,
					  //要将0X10中的1变成0,即设置YUV格式。
	/*night mode auto frame rate control*/ 
	{COM5,		0xf5},	 /*在夜视环境下,自动降低帧率,保证低照度画面质量*/
	//{COM5,		0x31},	/*夜视环境帧率不变*/
	
};
#endif

2.2 OV7725初始化

#define OV7725_MID				0X7FA2    
#define OV7725_PID				0X7721

#define OV7725_VSYNC  	PAin(8)			        //同步信号检测IO
#define OV7725_WRST		PDout(6)		//写指针复位
#define OV7725_WREN		PBout(3)		//写入FIFO使能
#define OV7725_RCK_H	GPIOB->BSRR=1<<4                //设置读数据时钟高电平
#define OV7725_RCK_L	GPIOB->BRR=1<<4	                //设置读数据时钟低电平
#define OV7725_RRST		PGout(14)  		//读指针复位
#define OV7725_CS		PGout(15)  		//片选信号(OE)
								  					 
#define OV7725_DATA   	GPIO_ReadInputData(GPIOC,0x00FF) 	//数据输入端口
#include "sys.h"
#include "ov7725.h"
#include "ov7725config.h"	  
#include "delay.h"
#include "usart.h"			 
#include "sccb.h"	
//初始化OV7725
//返回0:成功
//返回其他值:错误代码
u8 OV7725_Init(void)
{
	u16 i=0;
	u16 reg=0;
	//设置IO
 	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_GPIOG|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能相关端口时钟
 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_8; 	//PA8 输入 上拉
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
		
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;	 // 端口配置
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
 	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4);	

	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = 0xff; //PC0~7 输入 上拉
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
 	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
	 
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6;  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
 	GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_6);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;  
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
 	GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);
	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);	//SWD

	SCCB_Init();        		//初始化SCCB 的IO口	
 	if(SCCB_WR_Reg(0x12,0x80))return 1;	//软复位OV7725
	delay_ms(100); 
	reg=SCCB_RD_Reg(0X1c);		//读取厂家ID 高八位
	reg<<=8;
	reg|=SCCB_RD_Reg(0X1d);		//读取厂家ID 低八位
	if(reg!=OV7725_MID)
	{
		printf("MID:%d\r\n",reg);
		return 1;
	}
	reg=SCCB_RD_Reg(0X0a);		//读取厂家ID 高八位
	reg<<=8;
	reg|=SCCB_RD_Reg(0X0b);		//读取厂家ID 低八位
	if(reg!=OV7725_PID)
	{
		printf("HID:%d\r\n",reg);
		return 2;
	}
 	//初始化 OV7725,采用QVGA分辨率(320*240)  
	for(i=0;i

2.3 OV7725其他功能设置

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//OV7725功能设置
//白平衡设置
//0:自动模式
//1:晴天
//2,多云
//3,办公室
//4,家里
//5,夜晚
void OV7725_Light_Mode(u8 mode)
{
	switch(mode)
	{
		case 0:	//Auto,自动模式
			SCCB_WR_Reg(0x13, 0xff); //AWB on 
			SCCB_WR_Reg(0x0e, 0x65);
			SCCB_WR_Reg(0x2d, 0x00);
			SCCB_WR_Reg(0x2e, 0x00);
			break;
		case 1://sunny,晴天
			SCCB_WR_Reg(0x13, 0xfd); //AWB off
			SCCB_WR_Reg(0x01, 0x5a);
			SCCB_WR_Reg(0x02, 0x5c);
			SCCB_WR_Reg(0x0e, 0x65);
			SCCB_WR_Reg(0x2d, 0x00);
			SCCB_WR_Reg(0x2e, 0x00);
			break;	
		case 2://cloudy,多云
			SCCB_WR_Reg(0x13, 0xfd); //AWB off
			SCCB_WR_Reg(0x01, 0x58);
			SCCB_WR_Reg(0x02, 0x60);
			SCCB_WR_Reg(0x0e, 0x65);
			SCCB_WR_Reg(0x2d, 0x00);
			SCCB_WR_Reg(0x2e, 0x00);
			break;	
		case 3://office,办公室
			SCCB_WR_Reg(0x13, 0xfd); //AWB off
			SCCB_WR_Reg(0x01, 0x84);
			SCCB_WR_Reg(0x02, 0x4c);
			SCCB_WR_Reg(0x0e, 0x65);
			SCCB_WR_Reg(0x2d, 0x00);
			SCCB_WR_Reg(0x2e, 0x00);
			break;	
		case 4://home,家里
			SCCB_WR_Reg(0x13, 0xfd); //AWB off
			SCCB_WR_Reg(0x01, 0x96);
			SCCB_WR_Reg(0x02, 0x40);
			SCCB_WR_Reg(0x0e, 0x65);
			SCCB_WR_Reg(0x2d, 0x00);
			SCCB_WR_Reg(0x2e, 0x00);
			break;	

		case 5://night,夜晚
			SCCB_WR_Reg(0x13, 0xff); //AWB on
			SCCB_WR_Reg(0x0e, 0xe5);
			break;
	}
}		  
//色度设置
//sat:-4~+4
void OV7725_Color_Saturation(s8 sat)
{
 	if(sat>=-4 && sat<=4)
	{	
		SCCB_WR_Reg(USAT,(sat+4)<<4); 
		SCCB_WR_Reg(VSAT,(sat+4)<<4);
	}
}
//亮度设置
//bright:-4~+4
void OV7725_Brightness(s8 bright)
{
	u8 bright_value,sign;
  	switch(bright)
	{
		case 4:
			bright_value = 0x48;
			sign = 0x06;
			break;
		case 3:
			bright_value = 0x38;
			sign = 0x06;		
			break;	
		case 2:
			bright_value = 0x28;
			sign = 0x06;			
			break;	
		case 1:
			bright_value = 0x18;
			sign = 0x06;			
			break;
		case 0:
			bright_value = 0x08;
			sign = 0x06;			
			break;	
		case -1:
			bright_value = 0x08;
			sign = 0x0e;		
			break;		
		case -2:
			bright_value = 0x18;
			sign = 0x0e;		
			break;	
		case -3:
			bright_value = 0x28;
			sign = 0x0e;		
			break;	
		case -4:
			bright_value = 0x38;
			sign = 0x0e;		
			break;	
	}
	SCCB_WR_Reg(BRIGHT, bright_value);
	SCCB_WR_Reg(SIGN, sign);
}
//对比度设置
//contrast:-4~+4
void OV7725_Contrast(s8 contrast)
{
	if(contrast >= -4 && contrast <=4)
	{
		SCCB_WR_Reg(CNST,(0x30-(4-contrast)*4));
	}
}
//特效设置
//0:普通模式    
//1,负片
//2,黑白   
//3,偏红色
//4,偏绿色
//5,偏蓝色
//6,复古	    
void OV7725_Special_Effects(u8 eft)
{
	switch(eft)
	{
		case 0://正常
			SCCB_WR_Reg(0xa6, 0x06);//TSLB设置
			SCCB_WR_Reg(0x60, 0x80);//MANV,手动V值
			SCCB_WR_Reg(0x61, 0x80);//MANU,手动U值
			break;
		case 1://负片
			SCCB_WR_Reg(0xa6, 0x46);
			break;
		case 2://黑白
			SCCB_WR_Reg(0xa6, 0x26);
			SCCB_WR_Reg(0x60, 0x80);
			SCCB_WR_Reg(0x61, 0x80);
			break;		
		case 3://偏红
			SCCB_WR_Reg(0xa6, 0x1e);
			SCCB_WR_Reg(0x60, 0x80);
			SCCB_WR_Reg(0x61, 0xc0);		
			break;
		case 4://偏绿
			SCCB_WR_Reg(0xa6, 0x1e);
			SCCB_WR_Reg(0x60, 0x60);
			SCCB_WR_Reg(0x61, 0x60);		
			break;
		case 5://偏蓝
			SCCB_WR_Reg(0xa6, 0x1e);
			SCCB_WR_Reg(0x60, 0xa0);
			SCCB_WR_Reg(0x61, 0x40);	
			break;
		case 6://复古
			SCCB_WR_Reg(0xa6, 0x1e);
			SCCB_WR_Reg(0x60, 0x40);
			SCCB_WR_Reg(0x61, 0xa0);
			break;	

	}
}

2.4 设置OV7725输出窗口和输出数据的格式(QVGA或VGA)

//设置图像输出窗口
//width:输出图像宽度,<=320
//height:输出图像高度,<=240
//mode:0,QVGA输出模式;1,VGA输出模式
//QVGA模式可视范围广但近物不是很清晰,VGA模式可视范围小近物清晰
void OV7725_Window_Set(u16 width,u16 height,u8 mode)
{
	u8 raw,temp;
	u16 sx,sy;	
	if(mode)
	{
		sx=(640-width)/2;
		sy=(480-height)/2;
		SCCB_WR_Reg(COM7,0x06);		//设置为VGA模式
		SCCB_WR_Reg(HSTART,0x23); 	//水平起始位置
		SCCB_WR_Reg(HSIZE,0xA0); 	//水平尺寸
		SCCB_WR_Reg(VSTRT,0x07); 	//垂直起始位置
		SCCB_WR_Reg(VSIZE,0xF0); 	//垂直尺寸
		SCCB_WR_Reg(HREF,0x00);
		SCCB_WR_Reg(HOutSize,0xA0); //输出尺寸
		SCCB_WR_Reg(VOutSize,0xF0); //输出尺寸
	}
	else
	{
		sx=(320-width)/2;
		sy=(240-height)/2;
		SCCB_WR_Reg(COM7,0x46);		//设置为QVGA模式
		SCCB_WR_Reg(HSTART,0x3f); 	//水平起始位置
		SCCB_WR_Reg(HSIZE, 0x50); 	//水平尺寸
		SCCB_WR_Reg(VSTRT, 0x03); 	//垂直起始位置
		SCCB_WR_Reg(VSIZE, 0x78); 	//垂直尺寸
		SCCB_WR_Reg(HREF,  0x00);
		SCCB_WR_Reg(HOutSize,0x50);	//输出尺寸
		SCCB_WR_Reg(VOutSize,0x78); //输出尺寸
	}
	raw=SCCB_RD_Reg(HSTART);
	temp=raw+(sx>>2);//sx高8位存在HSTART,低2位存在HREF[5:4]
	SCCB_WR_Reg(HSTART,temp);
	SCCB_WR_Reg(HSIZE,width>>2);//width高8位存在HSIZE,低2位存在HREF[1:0]
	
	raw=SCCB_RD_Reg(VSTRT);
	temp=raw+(sy>>1);//sy高8位存在VSTRT,低1位存在HREF[6]
	SCCB_WR_Reg(VSTRT,temp);
	SCCB_WR_Reg(VSIZE,height>>1);//height高8位存在VSIZE,低1位存在HREF[2]
	
	raw=SCCB_RD_Reg(HREF);
	temp=((sy&0x01)<<6)|((sx&0x03)<<4)|((height&0x01)<<2)|(width&0x03)|raw;
	SCCB_WR_Reg(HREF,temp);
	
	SCCB_WR_Reg(HOutSize,width>>2);
	SCCB_WR_Reg(VOutSize,height>>1);
	
	SCCB_RD_Reg(EXHCH);	
	temp = (raw|(width&0x03)|((height&0x01)<<2));	
	SCCB_WR_Reg(EXHCH,temp);	
}

3. VSYNC中断配置(帧中断信号处理)

3.1 中断GPIO口初始化

//外部中断8初始化
void EXTI8_Init(void)
{   
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
	
	//选择中断信号源,开启中断线
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource8);//PA8对中断线8
	
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line8;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;;//下降沿触发
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);		//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;			//使能按键所在的外部中断通道
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;	//抢占优先级0 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;					//子优先级0 
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  	  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
}

3.2 中断服务程序

 //外部中断5~9服务程序,外部中断5-9和中断10-15向量存放在一起
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8)==SET)//是8线的中断
	{
		if(ov_sta<2)
		{
			if(ov_sta==0)
			{
				OV7725_WRST=0;	 	//复位写指针		  		 
				OV7725_WRST=1;	
				OV7725_WREN=1;		//允许写入FIFO
			}else 
			{
				OV7725_WREN=0;		//禁止写入FIFO 
				OV7725_WRST=0;	 	//复位写指针		  		 
				OV7725_WRST=1;	
			}
			ov_sta++;
		}
	}
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);  //清除EXTI8线路挂起位
} 
4. 主函数
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"
#include "string.h"
#include "OV7725.h"
#include "timer.h"
#include "exti.h"
#include "ff.h"
#include "sdio.h"

//const u8*LMODE_TBL[5]={"Auto","Sunny","Cloudy","Office","Home"};															//5种光照模式
//const u8*EFFECTS_TBL[7]={"Normal","Negative","B&W","Redish","Greenish","Bluish","Antique"};		//7种特效
extern u8 ov_sta;	//在exit.c里面定义
extern u8 ov_frame;	//在timer.c里面定义

//由于OV7725传感器安装方式原因,OV7725_WINDOW_WIDTH相当于LCD的高度,OV7725_WINDOW_HEIGHT相当于LCD的宽度
//注意:此宏定义只对OV7725有效
#define  OV7725_WINDOW_WIDTH		320 // <=320
#define  OV7725_WINDOW_HEIGHT		240 // <=240

//内存卡的读写状态
SD_Error Status;
FATFS fs; //FatFs文件系统对象
FIL fnew; //文件对象
FRESULT res_sd;//文件操作结果
UINT fnum; //文件成功读写数量

//BMP头文件
typedef __packed struct
{
    u16  bfType ;     //文件标志.只对'BM',用来识别BMP位图类型
    u32  bfSize ;	  //文件大小,占四个字节
    u16  bfReserved1 ;//保留
    u16  bfReserved2 ;//保留
    u32  bfOffBits ;  //从文件开始到位图数据(bitmap data)开始之间的的偏移量
}BITMAPFILEHEADER ;
//BMP信息头
typedef __packed struct
{
    u32 biSize ;		   		//说明BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数。
    long  biWidth ;		   	//说明图象的宽度,以象素为单位 
    long  biHeight ;	   	//说明图象的高度,以象素为单位 
    u16  biPlanes ;	   		//为目标设备说明位面数,其值将总是被设为1 
    u16  biBitCount ;	   	//说明比特数/象素,其值为1、4、8、16、24、或32
		/*说明图象数据压缩的类型。其值可以是下述值之一:
		BI_RGB:没有压缩;
		BI_RLE8:每个象素8比特的RLE压缩编码,压缩格式由2字节组成(重复象素计数和颜色索引);  
    BI_RLE4:每个象素4比特的RLE压缩编码,压缩格式由2字节组成
  	BI_BITFIELDS:每个象素的比特由指定的掩码决定。*/
    u32 biCompression ;  	
    u32 biSizeImage ;		//说明图象的大小,以字节为单位。当用BI_RGB格式时,可设置为0  
    long  biXPelsPerMeter ;	//说明水平分辨率,用象素/米表示
    long  biYPelsPerMeter ;	//说明垂直分辨率,用象素/米表示
    u32 biClrUsed ;	  	 	//说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数
    u32 biClrImportant ; 	//说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目,如果是0,表示都重要。 
}BITMAPINFOHEADER ;
//彩色表 
typedef __packed struct 
{
    u8 rgbBlue ;    //指定蓝色强度
    u8 rgbGreen ;	//指定绿色强度 
    u8 rgbRed ;	  	//指定红色强度 
    u8 rgbReserved ;//保留,设置为0 
}RGBQUAD ;
//整体信息头
typedef __packed struct
{ 
	BITMAPFILEHEADER bmfHeader;
	BITMAPINFOHEADER bmiHeader;  
	RGBQUAD RGB_MASK[3];			//调色板用于存放RGB掩码.
}BITMAPINFO; 

//更新LCD显示
void camera_refresh(void)
{
	u32 i,j;
 	u16 color;
	BITMAPINFO bmp;
	
	//提前检查是否需要保存图片
	if(ov_sta && KEY_Scan(S1))//按键1按下
	{
		printf("开始保存图片\r\n");
		
		//打开文件,若不存在就创建
		res_sd = f_open(&fnew, "0:test1.bmp", FA_OPEN_ALWAYS | FA_WRITE);
		
		//文件打开成功
		if(res_sd == FR_OK)
		{
			//填写文件信息头信息  
			bmp.bmfHeader.bfType = 0x4D42;				//bmp类型  
			bmp.bmfHeader.bfSize= 54 + 320*240*2;	//文件大小(信息结构体+像素数据)
			bmp.bmfHeader.bfReserved1 = 0x0000;		//保留,必须为0
			bmp.bmfHeader.bfReserved2 = 0x0000;  			
			bmp.bmfHeader.bfOffBits=54;						//位图信息结构体所占的字节数
			
			//填写位图信息头信息  
			bmp.bmiHeader.biSize=40;  				    //位图信息头的大小
			bmp.bmiHeader.biWidth=320;  					//位图的宽度
			bmp.bmiHeader.biHeight=240;  			    //图像的高度
			bmp.bmiHeader.biPlanes=1;  				    //目标设别的级别,必须是1
			bmp.bmiHeader.biBitCount=16;          //每像素位数
			bmp.bmiHeader.biCompression=0;  	    //RGB555格式
			bmp.bmiHeader.biSizeImage=320*240*2;  //实际位图所占用的字节数(仅考虑位图像素数据)
			bmp.bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;		  //水平分辨率
			bmp.bmiHeader.biYPelsPerMeter=0; 			//垂直分辨率
			bmp.bmiHeader.biClrImportant=0;   	  //说明图像显示有重要影响的颜色索引数目,0代表所有的颜色一样重要
			bmp.bmiHeader.biClrUsed=0;  			    //位图实际使用的彩色表中的颜色索引数,0表示使用所有的调色板项
			
			//RGB565格式掩码
			bmp.RGB_MASK[0].rgbBlue = 0;
			bmp.RGB_MASK[0].rgbGreen = 0xF8;
			bmp.RGB_MASK[0].rgbRed = 0;
			bmp.RGB_MASK[0].rgbReserved = 0;
			
			bmp.RGB_MASK[1].rgbBlue = 0xE0;
			bmp.RGB_MASK[1].rgbGreen = 0x07;
			bmp.RGB_MASK[1].rgbRed = 0;
			bmp.RGB_MASK[1].rgbReserved = 0;
			
			bmp.RGB_MASK[2].rgbBlue = 0x1F;
			bmp.RGB_MASK[2].rgbGreen = 0;
			bmp.RGB_MASK[2].rgbRed = 0;
			bmp.RGB_MASK[2].rgbReserved = 0;
			
			//写文件头进文件  
			res_sd= f_write(&fnew, &bmp, sizeof(bmp), &fnum);
		}
		
		//读指针复位
		OV7725_RRST=0;				//开始复位读指针
		OV7725_RCK_L;
		OV7725_RCK_H;
		OV7725_RCK_L;
		OV7725_RRST=1;				//复位读指针结束 
		OV7725_RCK_H; 
		
		/*图像花屏的原因在于读取时的干扰和读取时漏掉几个像素*/
		for(i=0;i<240;i++)
		{
			for(j=0;j<320;j++)
			{
				OV7725_RCK_L;
				color=GPIOC->IDR&0XFF;	//读数据
				OV7725_RCK_H; 
				color<<=8;  
				OV7725_RCK_L;
				color|=GPIOC->IDR&0XFF;	//读数据
				OV7725_RCK_H; 
				
				//写位图信息头进内存卡
				f_write(&fnew, &color, sizeof(color), &fnum);
			}
		}
			
		//关闭文件
		f_close(&fnew);
		
		delay_ms(1000);
		return;
	}
	
	//不需要保存图片,继续刷新LCD
	if(ov_sta)
	{
		LCD_Scan_Dir(U2D_L2R);		//从上到下,从左到右 
		LCD_WriteRAM_Prepare();   //开始写入GRAM	
		
		//读指针复位
		OV7725_RRST=0;				//开始复位读指针 
		OV7725_RCK_L;
		OV7725_RCK_H;
		OV7725_RCK_L;
		OV7725_RRST=1;				//复位读指针结束 
		OV7725_RCK_H; 
		
		/*图像花屏的原因在于读取时的干扰和读取时漏掉几个像素*/
		for(i=0;i<240;i++)
		{
			for(j=0;j<320;j++)
			{
				OV7725_RCK_L;
				color=GPIOC->IDR&0XFF;	//读数据
				OV7725_RCK_H; 
				color<<=8;  
				OV7725_RCK_L;
				color|=GPIOC->IDR&0XFF;	//读数据
				OV7725_RCK_H; 
				LCD->LCD_RAM=color; 
			}
		}
		ov_sta=0;					//开始下一次采集
		ov_frame++; 
		LCD_Scan_Dir(DFT_SCAN_DIR);	//恢复默认扫描方向 
	}
}
 int main(void)
 {
	u8 lightmode=0,saturation=2,brightness=2,contrast=2;
	u8 effect=0;
 	u8 i=0;

	delay_init();	    	 	                //延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组为组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
	uart_init(115200);	 		        //串口初始化为 115200
 	LED_Init();		  			//初始化与LED连接的硬件接口
	KEY_Init();					//初始化按键
	LCD_Init();			   		//初始化LCD  
	
	//初始化SD卡
	if(SD_Init() == SD_OK)
	{
		printf("SD卡初始化成功,即将挂载SD卡。\r\n");
	}
	
	//挂载SD卡
	res_sd = f_mount(&fs, "0:", 1);
	
 	POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 
	LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"M3S STM32");	
	LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"OV7725 TEST");	
	LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"www.doflye.net");
	LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"need a 7725 camera");  
	LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"S1:Light Mode");
	LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"S2:Saturation");
	LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"S3:Brightness");
	LCD_ShowString(60,190,200,16,16,"S4:Contrast");
	LCD_ShowString(60,210,200,16,16,"OV7725 Init...");	  
	
 	while(1)
	{
		//初始化ov7725
		if(OV7725_Init()==0)
		{
			LCD_ShowString(60,210,200,16,16,"OV7725 Init OK       ");
                        OV7725_Light_Mode(lightmode);
			OV7725_Color_Saturation(saturation);
			OV7725_Brightness(brightness);
			OV7725_Contrast(contrast);
			OV7725_Special_Effects(effect);
			//设置输出格式
			OV7725_Window_Set(OV7725_WINDOW_WIDTH,OV7725_WINDOW_HEIGHT,0);    //QVGA模式输出
			//输出使能
			OV7725_CS=0;
			break;
		}
	}						  
	EXTI8_Init();			//使能定时器捕获				
	LCD_Clear(BLACK);		//可以防止割屏
	while(1)
	{
		camera_refresh();       //更新显示
		i++;
		if(i==15)               //DS0闪烁.
		{
			i=0;
			LED0=!LED0;
		}
	}
}

5. 实验效果

按下按钮S1,LCD图像停止刷新一秒,然后再SD卡上生成一张test1.bmp文件,在电脑端查看如下所示

基于STM32的OV7725摄像头拍照实验_第2张图片

(数据有点问题,(:)

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