一、案例詳情：

實驗平臺

創(chuàng)龍教儀嵌入式教學實驗箱：TL6748-PlusTEB（點擊查看詳情）

實驗名稱

基于 CMOS 數(shù)字攝像頭采集 LCD 顯示

實驗目的

掌握 OV2640 攝像頭的工作原理

掌握 VPIF 總線的工作原理

實現(xiàn) VPIF 總線控制 攝像頭采集圖像，并顯示在 LCD 上

二、實驗原理：

1、OV2640攝像頭

OV2640 是世界上第一個 1/4 英寸 2 百萬像素視頻傳感器，同時是 OmniVision 最新的2.2 微米 OmniPixel2?架構的視頻傳感器，可支持 200 萬像素，分辨率可高達 1600x1200，幀率可達 30 幀/秒，最高幀率可達 60 幀/秒。

OV2640攝像頭采集圖像時，會先經(jīng)過感光元件，采樣的信號經(jīng)過運放，再進行AD轉換，AD量化之后得到數(shù)字化的視頻信號會進行控制調整，最終通過視頻輸出接口輸出。除此之外還有其他的一些信號接口，比如時鐘輸入，像素時鐘，行同步信號，幀同步信號，時序產(chǎn)生和邏輯控制單元等等。

圖像數(shù)據(jù)在HREF為高的時候輸出，當HREF變高后，每一個PCLK時鐘，輸出一個字節(jié)數(shù)據(jù)。比如我們采用UXGA時序RGB565格式輸出，每2個字節(jié)組成一個像素的顏色（低字節(jié)在前，高字節(jié)在后），這樣每行輸出總共有1600*2個PCLK周期，輸出1600*2個字節(jié)。

幀輸出時序則是當HREF輸出高電平時開始讀取一行像素點，當?shù)碗娖綍r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(xù)，數(shù)據(jù)流以0XFF,0XD8開頭，以0XFF,0XD9結束。

2、VPIF接口

Video Port Interface (VPIF), 是一種視頻接口。VPIF的通道0和通道1只能用于接收數(shù)據(jù)，通道2和通道3只能用于發(fā)送數(shù)據(jù)。

（路徑：VPIF的詳細介紹可以查看光盤資料“Datasheet\CPU“目錄下的TMS320C6748 DSP Technical Reference Manual.pdf文檔的第34小節(jié)。）

VPIF 接口主要支持三種協(xié)議的傳輸：BT-656、BT-1120和Raw Capture mode。

其中，VPIF 端口接收通道支持BT-656、BT-1120和Raw Capture mode三種協(xié)議。

VPIF 端口發(fā)送通道只支持BT-656和BT-1120兩種協(xié)議。

VPIF 支持三種格式：NTSC、PAL和普通圖像格式。

3、程序流程

程序流程設計中首先要進行外設使能配置，接著進行DSP中斷初始化和LCD的初始化，然后初始化配置I2C和OV2640攝像頭，初始化VPIF總線。最后攝像頭采集接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)顯示在LCD上。

4、程序框架詳解

（1）打開工程，查看工程的主函數(shù)。

（2）在程序中首先初始化計數(shù)器，用于性能測試，測試輸出視頻的幀率。

（3）配置外設使能；

• 在PSC初始化中使能VPIF總線。

（4）進行DSP中斷初始化；

• 先初始化 DSP 中斷控制器；

• 再使能 DSP 全局中斷。

（5）進行硬件中斷初始化；

• 首先注冊LCD中斷服務函數(shù)，用于顯示；

• 然后映射LCD中斷事件到INT5可屏蔽中斷；

• 最后使能INT5可屏蔽中斷；

• 接著注冊I2C中斷服務函數(shù)，用于配置攝像頭模塊的寄存器；

• 然后映射I2C中斷事件到INT6可屏蔽中斷；

• 最后使能INT6可屏蔽中斷。

（6）進行LCD初始化；

• 首先使能LCD模塊；

• 調用LCD引腳復用配置函數(shù)；

• 接著初始化LCD相關配置，例如LCD時鐘配置、DMA控制器配置、模式配置和光柵控制器的配置等。

（7）進行I2C引腳復用配置。

（8）接著初始化I2C相關配置；

• I2C復位；

• 配置總線速度為 100KHz；

• 設置從器件地址為0x30；

• 使能I2C。

（9）復位OV2640攝像頭，為軟復位。

（10）加入一個延時。

（11）初始化OV2640攝像頭；

• 通過I2C配置攝像頭寄存器為SVGA 800*600，數(shù)據(jù)緩存格式是RGB565。

（12）初始化VPIF；

• 首先進行VPIF引腳復用配置；

• 接著禁用中斷和捕獲。

• 配置VPIF寄存器，例如數(shù)據(jù)位寬、存儲模式、接受模式、捕獲方式等。

• 接收的數(shù)據(jù)會先存到FIFO，當數(shù)據(jù)達到256字節(jié)的時候觸發(fā)EDMA進行數(shù)據(jù)搬移。

（13）進入While（1）循環(huán)。使用查詢方式，查詢中斷的產(chǎn)生。完成圖像捕獲并送到LCD顯示。

（14）接收的數(shù)據(jù)按幀存儲到一個區(qū)域，有兩個接收緩存數(shù)組rxBuf0和rxBuf1（乒乓類型），輪流接收數(shù)據(jù)。讀取的時候也是一幀一幀的讀取。

（15）rxBufPtr是接收緩存的數(shù)據(jù)。

（16）srcBuff是接收到的數(shù)據(jù)。

（17）dstBuff是LCD顯示的數(shù)據(jù)。

（18）最后幀率計算和顯示。

三、實驗設備

硬件：TL2640I 攝像頭

四、實驗步驟

1、DSP開發(fā)流程

開發(fā)過程中，首先選擇CCS的工作區(qū)，接著導入、編譯工程，完成軟件開發(fā)后進行硬件連接，再配置仿真器文件，加載GEL文件，最后將CCS連接實驗箱，加載并運行程序。

2、硬件連接

（1）將 TL2640I 攝像頭模塊連接到實驗板的 VPIF 接口；

（2）連接仿真器和電腦的USB接口；

（3）將撥碼開關撥到DEBUG模式01111，連接實驗箱電源，撥動電源開關上電。

3、軟件操作

（1）導入工程，選擇Demo文件夾下的對應工程；

（2）編譯工程；

（3）將CCS連接實驗箱并加載程序；

（4）點擊運行程序；

（5）在LCD屏幕上會顯示攝像頭采集的圖像，并顯示幀率；

（6）實驗結束后，先點擊黃色按鈕暫停程序運行，再點擊紅色按鈕退出CCS與實驗箱的連接，最后實驗箱斷電即可。