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

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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。

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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:

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）

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