【GD32F350 都市青年家庭安防卫士 】第七贴 I2C驱动OV5640

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【GD32F350 都市青年家庭安防卫士 】第七贴 I2C驱动OV5640

很多朋友认为I2C驱动摄像头很简单，确实不难，但对于一个新手，如何使用硬件I2C，或者软件I2C驱动一个寄存器是16位的摄像头就不是很容易的事情了。我们这款开发板上边的I2C接口貌似被按键等占用了，因此想使用硬件I2C，需对硬件电路进行小范围改进，去掉电阻，这里我就直接采用软件I2C。

很多人玩过0V7620，0V2640等摄像头，包括OV5640网上已有的例程，基本上都是用stm32自带的DCMI接口进行图像收集的，这个GD32是不存在的，是不是说GD32F350 low了点，NO, arm架构下的Timer + DMA+外部中断可以实现DCMI的功能。

今天呢，先讨论如何驱动OV5640。

我以新手的视角来讲解如何驱动这款16位寄存器的摄像头。

一、OV5640介绍

这款摄像头内部寄存器比较多，基本上你可以在网上找到一些资料。

但是，我建议大家学习一下SCCB协议，虽然与I2C差不多，但操作16为寄存器，写法可能需要注意小一些东西。

你想让摄像头工作，必须首先配置摄像头内部的寄存器。这款摄像头内部有光照传感阵列，ADC转换，ISP 自带DSP处理电路等，可以输出RGB、YUV等主流视频格式，支持JPEG压缩输出，像素可达500W。

首先，我们的目的是读取到摄像头的ID号：

1. if((0x56 == SCCBReadByte(0x300A)) && (0x40 == SCCBReadByte(0x300B)))
   
2.     printf("\r\n***摄像头已启动***");
   
3.                 else
   
4.           printf("\r\n,未检测到摄像头，或者摄像头异常！");

复制代码

也就是： 0x300A, 0x56;  0x40 0x300B;  读到这两个数，说明你的I2C协议是正确的，你可以继续下一步，否则，你要不断调试，直到读到这两个数。

二、软件I2C和SCCB协议

SCCB协议可以通过小幅度修改I2C协议来实现。

这部分不想多说了，直接上代码，需要指出的是，在GD32说明中，有一句话，值得注意：

这句话的意思是，你将GPIO设定为输出 OD 上拉时，可以通过读取输入寄存器得到此时端口的值。
这句话太方便了，我们可以直接设定I2C管脚为输出，当需要读取从机设备发来的数据，则直接读取输入寄存器，而不必将管脚设置为输入，就像你当初用51单片机来模拟I2C一样即可。

好了，首先我们需要定义两个GPIO，作为I2C的SCLK和SDA, 直接上代码，这个都是基于我前边发的帖子引用的官方固件库。

1. #define SDA_H  gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_13)  
   
2. #define SDA_L  gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_13)   
   
3. 
   
4. #define SCL_H  gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_14)  
   
5. #define SCL_L  gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_14)  
   
6. 
   
7. #define RST_H  gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_15)  
   
8. #define RST_L  gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_15)  
   
9. 
   
10. #define PWDN_H  gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_12)  
    
11. #define PWDN_L  gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_12)
    
12. 
    
13. //在开漏输出模式下，对端口输入状态寄存器的读访问将返回I/O的状态，因此 不需要为了读取数据，专门将I/0由输出设为输入
    
14. #define  SDA_read           gpio_input_bit_get(GPIOB, GPIO_PIN_13)
    

复制代码

GPIO初始化：

1. void I2C_GPIO_Configuration(void)
   
2. {
   
3.      gpio_deinit(GPIOB);
   
4.   /* 模拟I2C PB13--SDA  PB14-SCL */
   
5.     gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_13); //设定GPI0B上拉输出,上拉稳定
   
6.     gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_13);//GPIOBP OD,速度最大50MHZ
   
7.     gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_14);
   
8.     gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_14);
   
9.         //初始化摄像头RST PB4    PWDN PB5
   
10.           gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_15);
    
11.           gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_15);
    
12.           gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_12);
    
13.           gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_12);
    
14.          /* enable GPIOB clock */
    
15.     rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
    
16. }

复制代码

然后，我们需要进行通信，delay很重要，你要根据你的系统时钟，来设置合适的delay。我的系统频率为108MHz.

1. void I2C_delay(void)                         //Delay
   
2. {
   
3.     uint32_t t=300*13.5;                        //300/8000=37.5us； 如果是108MHz,则乘以13.5
   
4.    
   
5.          while(t--);
   
6.         
   
7. }
   
8. 
   
9. void nops1ms(void) //1ms
   
10. {
    
11.     uint32_t t=8000*13.5;     //8000/8000=1ms； 如果是108MHz,则乘以13.5
    
12.           while(t--);
    
13. }
    
14. 
    
15. void delay_50ms(void) //50ms
    
16. {
    
17.   uint t=50;   
    
18.         for(t=0;t<50;t++)
    
19.         nops1ms();
    
20. }

复制代码

然后就是I2C启动，停止：
I2C启动：

1. int I2C_Start(void)
   
2. {
   
3.         
   
4.         SDA_H;
   
5.         SCL_H;//高电平有效
   
6.         I2C_delay();//延时
   
7.         //查看此时SDA是否就绪（高电平）
   
8.         if(!SDA_read)
   
9.         {
   
10.                 printf("\r\nSDA线为低电平，总线忙，退出\r\n");
    
11.                 return DISABLE;//SDA总线忙，退出
    
12.         }
    
13.         //制造一个下降沿，下降沿是开始的标志
    
14.         SDA_L;
    
15.         I2C_delay();
    
16.         //查看此时SDA已经变为低电平
    
17.         if(SDA_read)
    
18.         {
    
19.                 printf("\r\nSDA线为高电平，总线出错，退出\r\n");
    
20.                 return DISABLE;//SDA总线忙，退出
    
21.         }
    
22.         SCL_L;
    
23.         return ENABLE;
    
24. }

复制代码

I2C停止：

1. void I2C_Stop(void)
   
2. {
   
3.         
   
4.         SCL_L;
   
5.         //制造一个上升沿，上升沿是结束的标志
   
6.         SDA_L;        
   
7.         SCL_H;//高电平有效
   
8.         I2C_delay();//延时
   
9.         SDA_H;
   
10.         I2C_delay();
    
11. }

复制代码

其它代码我放在附件中了，感兴趣的可以去看，我的代码都是经过测试的，本着开源的精神，贡献出来，希望能对大家学习有些许作用，由于时间紧急，我没有对代码进行过多的注释和优化，比较乱，但是亲测没有问题。



三、用I2C模拟SCCB操作OV5640
首先，I2C启动首先会写从机地址+读写标志，5640的地址是 0x78,写的时候，我们要0x78, 读的时候我们要0x79;
具体读写请参考我写的代码，I2C是从网上找的，感谢这位哥们，很多部分经过我修改而成。
这是读操作，16位地址。

1. uchar SCCBReadByte(uint Addr)
   
2. {
   
3.         uchar data;
   
4.         //I2C_Initializes();
   
5.         I2C_Start();
   
6.         I2C_SendByte(0x78);
   
7.         
   
8.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
   
9.         I2C_SendByte((uint8_t)((Addr>>8) & 0xFF) );
   
10.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
    
11.   I2C_SendByte( (uint8_t)(Addr & 0xFF) );
    
12.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
    
13.         
    
14.         I2C_Start();//不必在乎是否应答
    
15.         I2C_SendByte(0x79);
    
16.         
    
17.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
    
18.         data = I2C_ReadByte(1);
    
19.   I2C_Stop();
    
20.         
    
21.         return data;        
    
22. }

复制代码

这是写操作：

1. void OV5640_WriteReg(uint16_t Addr, uint8_t Data)//测试过没有问题
   
2. {
   
3.         I2C_Start();
   
4.         I2C_SendByte(0x78);
   
5.         
   
6.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
   
7.         I2C_SendByte((uint8_t)((Addr>>8) & 0xFF) );
   
8.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
   
9.   I2C_SendByte( (uint8_t)(Addr & 0xFF) );
   
10.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
    
11.         
    
12. 
    
13.         I2C_SendByte(Data);
    
14.         I2C_GetAck();//不必在乎是否应答
    
15.         
    
16.   I2C_Stop();
    
17. }

复制代码

备注：代码仅供参考，附件中的SCCB不包含void OV5640_WriteReg(uint16_t Addr, uint8_t Data)这个函数，我把这个函数放在0v5640的读写中了，你可以自行添加到SCCB.h中，如果你想要下载我整个工程，请等待我最后的作品提交贴。
夜深了，我也要休息了，明天还得上班，打工。。。

懒猫爱飞

不错，谢谢分享，加油！

serialworld

GD32F350的内存真的够放图片吗？

传媒学子

serialworld 发表于 2018-10-9 19:47
GD32F350的内存真的够放图片吗？

16KB的SDRAM 可以放下大小为 4050个byte 的图像2幅左右吧。 不过128KB的flash,可以放很多张。

另外，摄像头本身可以输出JPEG压缩图像，也就不到10KB，完全没压力把。

鉴于一般的图像处理，甚至普通的工业应用，完全可以。

如果你要存储带色彩的高清图片，或者处理这种，你可以外接SDRM，FLASH等。 DMA传输速度很快，108Mhz的系统主频，也是不错的。