2-实验二 基于ov7670摄像头模块的图像采集

实验二 基于ov7670摄像头模块的图像采集

1.实验目的

●熟悉掌握OV7670摄像头的工作原理。

●掌握带有FIFO的OV7620摄像头的图像采集方法。

●学会使用简单的图像上位机，通过串口将图像发送的到上位机上。

2.实验内容

了解OV7670摄像头采集图像的原理和方法，学会从摄像头自带FIFO模块中采集需要的图像数据。了解摄像头的YUV格式。配置摄像头为YUV输出。了解输出时序。

3. 预备知识

●使用MDK4.14集成开发环境，编译和调试程序的基本过程。

● STM32应用程序的框架结构。

●摄像头行中断，场中断的基本概念。

● FIFO的读写时序。

●了解STM32中断的配置和使用方法。学会开中断，关中断的方法。

4. 实验设备及工具

●硬件：博创智能车套件，PC机，USB转TTL串口线

●软件：MDK4.14集成开发环境，USB转串口线驱动 ，摄像头图像采集上位机

5. 实验原理及说明

5.1 OV7670带FIFO模块原理与说明

1.简介：

OV7670 带FIFO 模块，是针对慢速的MCU 能够实现图像采集控制推出的带有缓冲存储空间的一种模块。这种模块增加了一个FIFO（先进先出）存储芯片，同样包含30w 像素的CMOS 图像感光芯片，3.6mm 焦距的镜头和镜头座，板载CMOS 芯片所需要的各种不同电源（电源要求详见芯片的数据文件），板子同时引出控制管脚和数据管脚，方便操作和使用。

2.管脚定义：

如图，控制传感器所需的管脚定义如下：

3V3-----输入电源电压（推荐使用3.3，5V 也可，但不推荐） GDN-----接地点

SIO_C---SCCB 接口的控制时钟（注意：部分低级单片机需要上拉控制，和

I2C 接口类似）

SIO_D---SCCB 接口的串行数据输入（出）端（注意：部分低级单片机需要上

拉控制，和I2C 接口类似）

VSYNC---帧同步信号（输出信号）

HREF----行同步信号（输出信号）

PCLK----像素时钟（输出信号）

XCLCK---时钟信号（输入信号）

D0-D7---数据端口（输出信号）

RESTE---复位端口（正常使用拉高）

PWDN----功耗选择模式（正常使用拉低）

STROBE—拍照闪光控制端口（正常使用可以不需要）

FIFO_RCK---FIFO 内存读取时钟控制端

FIFO_WR_CTR----FIFO 写控制端(1 为允许CMOS 写入到FIFO，0 为禁止)

FIFO_OE----FIFO 关断控制

FIFO_WRST—FIFO 写指针服务端

FIFO_RRST—FIFO 读指针复位端

3.控制方式说明

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。控制时序如下：

3.采集图像的基本方法

如图，用户只需要按上述时序图控制相关的几个控制引脚即可，可以很方便的使用在低速单片机上，另外一个好处是，可以直接IO 口读取数据，读出的数据可以直接送屏，也可以经过MCU 简单处理；当然也可以不经过MCU，直接送到屏等外围器件使用。

5.2 ov7670摄像头模块的图像采集的软件流程

1.初始化摄像头

因为OV7670通过SCCB协议来设置摄像头，而SCCB协议是一个简化过的I2C协议，所

以我们通过模拟I2C来设置摄像头。

其中，Cmos7670_init()函数调用set_Cmos7670reg()函数完成摄像头一系列寄存器的写入操作。set_Cmos7670reg()函数：

将摄像头由RGB565配置成YUV格式。

2.初始化中断，使用摄像头的场中断（VSYNC）来读FIFO。

如图，本例程中配置GPIOA的PA0引脚出发中断。在stm32f10x_it.c文件中有中断处理函数EXTI0_IRQHandler(void)。

每一个图像处理周期中需要两次场中断，第一次场中断完成FIFO的复位，是摄像头开始

采集数据并存在FIFO中，第二个场中断来临的时候，读取FIFO。

第一个：

第二个：

完成图像采集之后，中断程序将datareadyflag标记变量设置为1.

3.使用串口发送图像。

在main函数的while循环中，程序不断的轮询datareadyflag变量，一旦datareadyflag变量被设置成1，程序就发送图像。

其中函数send_pic()是通过串口发送图像的函数。其具体实现如下：

函数首先发送x0FF，这是与上位机软件的协议，以此来通知上位机做好接受一场图像的准备。

6. 实验步骤

6.1打开并编译工程

在” \测试例程及固件\2‐基于ov7670摄像头模块的图像采集程序\RVMDK”文件夹中，点击工程文件，打开工程。

点击编译键

软件界面下方的build output窗口出现如下输出，表示编译成功。

6.2 控制板的电气连接

下载程序，上电之前，需要做一下连接：

●控制板和电池

●控制板和摄像头（注意引脚对应）

●控制板和pc通过串口相连

6.3使用Flash Loader下载编译好的可执行二进制文件

下载方法参见实验一6.3节。

这里下载的是\测试例程及固件\2‐基于ov7670摄像头模块的图像采集程序\RVMDK\Obj

文件夹中的OV7670.hex。