STM32H7S78-DK测评（三）——OV5640摄像头测试

FuShenxiao · 发表于 2024-10-13 19:41

STM32H7S78-DK测评（三）——OV5640摄像头测试 [复制链接]

本帖最后由 FuShenxiao 于 2024-10-7 11:55 编辑

转接板设计

观察开发板原理图摄像头接口可以发现，接口居然有30pin，这和软排线连接的OV5640（24pin）或者OV5640模块（2*9pin）显然是不相同的。

恰好我手头有一块正点原子OV5640摄像头模块，于是我就针对它完成转接板的设计。

观察正点原子OV5640摄像头模块原理图可以轻易地与STM32H7S78-DK的摄像头接口相对应。

I2C1_SCL ---> OV_SCL

I2C1_SDA ---> OV_SDA

DCMI_D0 ~ DMCI_D7 ---> OV_D0 ~ OV_D7

RSTI ---> OV_RESET

PWR_EN ---> OV_PWDN

DCMI_VSYNC ---> OV_VSYNC

DCMI_HSYNC ---> OV_HREF

DCMI_PIXCLK ---> OV_PCLK

在嘉立创中绘制原理图如下

绘制PCB如下。为了保证相关电学特性稳定，需要在OV5640供电端加入100nF的去耦电容，在SCL和SDA两个IIC接口上加入4.7kΩ的上拉电阻。

最终得到PCB正反面如下图所示

具体工程文件参见STM32H7S78-DK摄像头转接板 - 立创开源硬件平台 (oshwhub.com)

引脚配置

首先在CubeMX中配置时钟（这里不再赘述）

接着分别配置DCMIPP（摄像头接口）和LTDC（显示屏接口）

配置两个指示灯

完成以上操作后，生成代码

代码编写

OV5640初始化代码，需要注意的是，OV5640默认原始图像是上下翻转的，所以要使用OV5640_FLIP将图像翻转

static uint32_t OV5640_Config(uint32_t Resolution, uint32_t PixelFormat)
{
  OV5640_IO_t              IOCtx;
  uint32_t                 id;
  uint32_t                 ret = OV5640_OK;
  static OV5640_Object_t   OV5640Obj;

  /* Configure the Camera driver */
  IOCtx.Address     = CAMERA_OV5640_ADDRESS;
  IOCtx.Init        = BSP_I2C1_Init;
  IOCtx.DeInit      = BSP_I2C1_DeInit;
  IOCtx.ReadReg     = BSP_I2C1_ReadReg16;
  IOCtx.WriteReg    = BSP_I2C1_WriteReg16;
  IOCtx.GetTick     = BSP_GetTick;

  /* Register Bus IO */
  if(OV5640_RegisterBusIO (&OV5640Obj, &IOCtx) != OV5640_OK)
  {
    ret = OV5640_ERROR;
  }

  /* Read ID */
  if(OV5640_ReadID(&OV5640Obj, &id) != OV5640_OK)
  {
    ret = OV5640_ERROR;
  }

  if(id == OV5640_ID)
  {
    /* Initialize the camera Module */
    Camera_Drv = (CAMERA_Drv_t *) &OV5640_CAMERA_Driver;

    OV5640_DeInit(&OV5640Obj);
    if(Camera_Drv->Init(&OV5640Obj, Resolution, PixelFormat) != OV5640_OK)
    {
      ret = OV5640_ERROR;
    }
    else if(Camera_Drv->MirrorFlipConfig(&OV5640Obj, OV5640_FLIP) != OV5640_OK)
    {
      ret = OV5640_ERROR;
    }
  }

  return ret;
}

在主函数中使用如下代码完成OV5640初始化

if(OV5640_Config(OV5640_R480x272, OV5640_RGB565) != OV5640_OK)
{
  /* Camera Module Config KO */
  Error_Handler();
}

DCMIPP接口获取数据信息

HAL_StatusTypeDef HAL_DCMIPP_PIPE_Start(DCMIPP_HandleTypeDef *hdcmipp, uint32_t Pipe, uint32_t DstAddress,
                                        uint32_t CaptureMode)
{
  assert_param(IS_DCMIPP_PIPE(Pipe));
  assert_param(IS_DCMIPP_CAPTURE_MODE(CaptureMode));

  /* Check pointer validity */
  if ((hdcmipp == NULL) || ((DstAddress & 0xFU) != 0U))
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Check DCMIPP pipe state */
  if (hdcmipp->PipeState[Pipe]  != HAL_DCMIPP_PIPE_STATE_READY)
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Set Capture Mode and Destination address for the selected pipe */
  DCMIPP_SetConfig(hdcmipp, Pipe, DstAddress, CaptureMode);

  /* Enable Capture for the selected Pipe */
  DCMIPP_EnableCapture(hdcmipp, Pipe);

  return HAL_OK;
}

在主函数中用如下代码完成DCMIPP接口数据接收，将接收到的图像信息传到CAMERA_FRAME_BUFFER中。CAMERA_FRAME_BUFFER后面的传参为当前运行模式，除了可以选择DCMIPP_MODE_CONTINUOUS，还可以使用DCMIPP_MODE_SNAPSHOT

if(HAL_DCMIPP_PIPE_Start(&phdcmipp, DCMIPP_PIPE0, (uint32_t)CAMERA_FRAME_BUFFER , DCMIPP_MODE_CONTINUOUS) != HAL_OK)
{
  Error_Handler();
}

也可以使用双缓冲模式，代码如下

HAL_StatusTypeDef HAL_DCMIPP_PIPE_DoubleBufferStart(DCMIPP_HandleTypeDef *hdcmipp, uint32_t Pipe, uint32_t DstAddress0,
                                                    uint32_t DstAddress1, uint32_t CaptureMode)
{
  assert_param(IS_DCMIPP_PIPE(Pipe));
  assert_param(IS_DCMIPP_CAPTURE_MODE(CaptureMode));

  /* Check pointer validity */
  if ((hdcmipp == NULL) || ((DstAddress0 & 0xFU) != 0U) || ((DstAddress1 & 0xFU) != 0U))
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Check DCMIPP pipe state */
  if (hdcmipp->PipeState[Pipe]  != HAL_DCMIPP_PIPE_STATE_READY)
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Set Capture Mode and Destination addresses for the selected pipe */
  DCMIPP_SetDBMConfig(hdcmipp, Pipe, DstAddress0, DstAddress1, CaptureMode);

  /* Enable Capture for the selected Pipe */
  DCMIPP_EnableCapture(hdcmipp, Pipe);

  return HAL_OK;
}

最后在显示屏上显示图像，在这一步中，需要将CAMERA_FRAME_BUFFER的数据显示到屏幕的指定区域内

static void MX_LTDC_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN LTDC_Init 0 */

  /* USER CODE END LTDC_Init 0 */

  LTDC_LayerCfgTypeDef pLayerCfg = {0};

  /* USER CODE BEGIN LTDC_Init 1 */

  /* USER CODE END LTDC_Init 1 */
  hltdc.Instance = LTDC;
  hltdc.Init.HSPolarity = LTDC_HSPOLARITY_AL;
  hltdc.Init.VSPolarity = LTDC_VSPOLARITY_AL;
  hltdc.Init.DEPolarity = LTDC_DEPOLARITY_AL;
  hltdc.Init.PCPolarity = LTDC_PCPOLARITY_IPC;
  hltdc.Init.HorizontalSync = 3;
  hltdc.Init.VerticalSync = 3;
  hltdc.Init.AccumulatedHBP = 11;
  hltdc.Init.AccumulatedVBP = 11;
  hltdc.Init.AccumulatedActiveW = 811;
  hltdc.Init.AccumulatedActiveH = 491;
  hltdc.Init.TotalWidth = 819;
  hltdc.Init.TotalHeigh = 499;
  hltdc.Init.Backcolor.Blue = 0;
  hltdc.Init.Backcolor.Green = 0;
  hltdc.Init.Backcolor.Red = 0;
  if (HAL_LTDC_Init(&hltdc) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  pLayerCfg.WindowX0 = xpos;
  pLayerCfg.WindowX1 = xpos + ImageWidth;
  pLayerCfg.WindowY0 = ypos;
  pLayerCfg.WindowY1 = ypos + ImageHeight;
  pLayerCfg.PixelFormat = LTDC_PIXEL_FORMAT_RGB565;
  pLayerCfg.Alpha = 255;
  pLayerCfg.Alpha0 = 0;
  pLayerCfg.BlendingFactor1 = LTDC_BLENDING_FACTOR1_PAxCA;
  pLayerCfg.BlendingFactor2 = LTDC_BLENDING_FACTOR2_PAxCA;
  pLayerCfg.FBStartAdress = (uint32_t)CAMERA_FRAME_BUFFER;
  pLayerCfg.ImageWidth = ImageWidth;
  pLayerCfg.ImageHeight = ImageHeight;
  pLayerCfg.Backcolor.Blue = 0;
  pLayerCfg.Backcolor.Green = 0;
  pLayerCfg.Backcolor.Red = 0;
  if (HAL_LTDC_ConfigLayer(&hltdc, &pLayerCfg, 0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN LTDC_Init 2 */

  /* USER CODE END LTDC_Init 2 */

}

结果展示

当程序正常运行时，LD1会持续闪烁，OV5640中的内容也会实时传输到屏幕上，传输显示的过程还是较为流畅的。

不过噪声的问题似乎有些严重，面对比较白和亮的地方会产生一些紫色的点点，但是对着暗色调的就不会产生这个问题（比如我的书包，桌子在椅背的阴影部分）。考虑PCB绘制部分，网上对OV5640的建议是信号线之间的线长差距小于100mil，这个我符合要求。再考虑软排线的长度，10cm在诸多网友看来似乎确实有些长了，下一步尝试换短一点的软排线再试试。

不过让我费解的是，官方的板子既然做了这个接口，为什么不顺便再做一个适配的摄像头呢，就像STM32MP135F-DK开发板还配套摄像头模块。而且这个30pin的接口根本无法适配OV5640，还得自己画转接板。

E60298581D98084D62290AA6065AE7CA

程序源码：

DCMIPP_ContinuousMode.rar (503.26 KB, 下载次数: 2)

cc1989summer

楼主。ST官方手册有说的，配套摄像头模块型号是MB1683，Mouser上售价400+元人民币。

FuShenxiao

cc1989summer 发表于 2024-10-8 14:00 楼主。ST官方手册有说的，配套摄像头模块型号是MB1683，Mouser上售价400+元人民币。

抱歉我没仔细读文档，不过这个摄像头也是基于OV5640的，我看e络盟要将近300块，但是感觉都挺贵的，还是自己画个转接板划算

qzgiky

很不错，买了几块开发板，还没有实际操作下手，学习动起来。

lugl4313820 · 发表于2024-10-13 19:41

楼主是太历害了呀，可以分享开发板的设计吗？

FuShenxiao · 发表于2024-10-13 19:58

lugl4313820 发表于 2024-10-13 19:41 楼主是太历害了呀，可以分享开发板的设计吗？

这块开发板是ST官方的开发板，ST官网上能找到开发板资料的。如果你说的是OV5640转接板，我已经在嘉立创开源了。

STM32H7S78-DK测评（三）——OV5640摄像头测试 [复制链接]

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