OV2640摄像头显示方式探究

国庆节快乐~点击上方文字关注我们哦

GD32F450I开发板上配了一个OV2640摄像头，其最大像素尺寸可设置为1600*1200，板子上的RGB-LCD液晶屏的尺寸为480*272，本篇来测试摄像头在整个屏幕上的显示效果。

显存大小分析

本次测试中：

摄像头的图像输出尺寸设置为480*272，图像格式为RGB565，即一个像素需要2个字节的空间（Red占5位，Green占6位，Blue占5位），所以一帧图像需要的内存为：

480*272*2/1024=255K字节

因为GD32F450自带的256K内存，虽然大于255K，但程序其它地方也需要内存，所以，摄像头全屏显示，需要用到外部SDRAM来扩展内存。

SDRAM搭配DMA进行图像显示

SDRAM扩展内存，就是将SDRAM作为RGB液晶屏的显存，关于RGB-LCD的使用方法，可以先查阅之前的文章：RGB-LCD液晶屏层叠显示测试

另外，为加快数据传输，使用DMA的方式，直接将摄像头采集的数据（地址为0x50050028）转移到显存（地址为0xc0000000，即SDRAM的首地址），减少CPU的干预。只要将图像数据传输至LCD显存，图像就自动显示在液晶屏上了。

图像数据传递基本原理如下图所示。

使用这种方式，显示结果如下，可以发现显示的图像为横向显示（注：这个屏幕的原点是在左下角，因为摄像头的参数设置中设置了镜像显示，所以不要误以为原点在右上角）

图像旋转

如果想要图像竖直显示，一种方式是：首先将摄像头的输出由480*272修改为272*480，然后，手动重新排列数据用于LCD的显示，就是将摄像头的行数据转换为LCD的列数据。

当然，这种方式就需要再使用一块内存，用于数据转换。这种方式，摄像头采集的图像，DMA传输时，从摄像头传输到的第一个地址(0XC0000000)不再作为LCD的显存地址，手动将图像旋转90度进行数据转换后，将转换后的数据传送到第二个地址(0XC0400000)，用这个地址作为LCD的显存地址。

这种方式的数据传递关系可用下图表示：

图像旋转的代码实现：

void DMA1_Channel7_IRQHandler(void)
{
    int i=0, x=0, y=0;

    if(dma_interrupt_flag_get(DMA1,DMA_CH7,DMA_INTF_FTFIF))
    {           
        //将0xC0000000的内容，旋转一下方向，放到0xC0400000
        for(x=0;x<272;x++)
        {
            for(y=0;y<480;y++)
            {
                *(uint16_t *)(0XC0400000+2*i)=*(uint16_t *)(0xC0000000+2*(272*y+x));
                i++;
            }
        }
        dma_interrupt_flag_clear(DMA1,DMA_CH7,DMA_INTC_FTFIFC);
    }      
}

这种方式的显示效果如下，可以看到变为了竖直方向显示。

传输方式探究

修改为全屏显示，不能只是把摄像头和液晶屏的显示尺寸修改一下就完事了，因为尺寸变大以后，还要考虑DMA是否可以正常传输的问题。

DMA每次传输也有最大的限制，为：2的16次方，即65536。

上面的方式，DMA每次传输的大小为一帧图像，且DMA的传输数据位宽为32位（4字节），则一帧的数据量为：480*272*2/4=65280，小于65536，刚刚够，所以图像看起来显示正常（但实测，图像画面变化较大时，会出现局部图像滞后显示的现象）。

对于尺寸更大的屏幕，DMA就不能一次传输一帧图像了，可以考虑每次传输一行，每传输一行后，修改DMA的地址，传输下一行，直至一幅画面传输完。另外，利用摄像头的帧中断，强制从第1行重新开始传输，防止摄像头与DMA的速率不一致导致图像错位。

这种方式，中断函数可修改为如下：

static uint16_t line_num =0;//记录传输了多少行
void DMA1_Channel7_IRQHandler(void)
{
    int i=0;
    int last_line=0;
    if(dma_interrupt_flag_get(DMA1,DMA_CH7,DMA_INTF_FTFIF))
    {  
        /*行计数*/
        line_num++;
        if(line_num==480)
        {
            /*传输完一帧,计数复位*/
            line_num=0;
        }
        
        dma_channel_disable(DMA1, DMA_CH7);
        dci_dma_config(0xC0000000+(272*2*line_num), 272*2/4);//修改DMA的接收地址，每次传输一行

        //将0xC0000000的内容，旋转一下方向，放到0xC0400000
        //last_line = (0 == line_num)? 480 : (line_num-1);
        last_line = line_num;
        for(i=0;i<272;i++)
        {
            *(uint16_t *)(0XC0400000+2*(480*i+last_line))=*(uint16_t *)(0xC0000000+2*(272*last_line+i));
        }

        dma_interrupt_flag_clear(DMA1,DMA_CH7,DMA_INTC_FTFIFC);
        dma_interrupt_enable(DMA1, DMA_CH7,DMA_CHXCTL_FTFIE);
        dma_channel_enable(DMA1, DMA_CH7);
    }      
}

//使用帧中断重置line_num,可防止有时掉数据的时候DMA传送行数出现偏移
void DCI_IRQHandler(void)
{
    if( dci_interrupt_flag_get (DCI_INT_EF) == SET )    
    {
        /*传输完一帧，计数复位*/
        line_num=0;
        dci_interrupt_clear(DCI_INT_EF);
        dci_interrupt_enable(DCI_INT_EF);   
    }
}

上面的DMA中断函数，每传输完一行数据执行一次，将DMA的接收地址修改为下一行，并记录当前的行数，同时对该行数据进行旋转。