ADI Blackfin DSP处理器-BF533的开发详解52：图像处理专题-CMOS摄像头采集图像（含源码）

news2024/11/28 11:44:56

硬件准备

ADSP-EDU-BF533：BF533开发板
AD-HP530ICE：ADI DSP仿真器

软件准备

Visual DSP++软件

硬件链接

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功能介绍

板卡上设计了一个摄像头接口，可以连接与板卡匹配的 ADSP-EDU-CMOS 子卡板。摄像头接口采用 20PIN 插针接入，将插针的 PIN3 脚剪去，摄像头子卡板对应的接口被堵上，以防止摄像头板卡反向插入。

ADSP-EDU-CMOS 子卡板采用了 OV9650 CMOS 感光芯片的模组，OV9650 为 OmniVision 公司生产的 130 万像素的摄像头芯片，其最大成像点阵为 1300*1028，其具体参数如表：

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OV9650 IIC 器件地址： Slave address W 为 60H ，Slave address R 为 61H
CMOS 和 LCD 公用一个 PPI 接口，采用 CPLD 来切换 PPI 时钟

DEVICE_OE 寄存器（读/写）：
DEVICE_OE 寄存器地址：0x20320000
DEVICE_OE 寄存器设置硬件设备上一些控制管脚的电平状态。
DEVICE_OE 寄存器位功能：

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PPI_SET1~0：PPI 选择位

00：选通 CMOS PPI 时钟，使能 CMOS
01：选通 TFT PPI 时钟
选通 板卡为扩展接口的 PPICLK 提供时钟
1x：选通 PPI 时钟由扩展接口输入

选通摄像头需将 PPI_SET0 位设置为 0，PPI_SET1 位设置为 0。

硬件连接示意图

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硬件原理图

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代码实现功能

代码实现了通过配置 PPI 接口和摄像头，从摄像头采集一幅图像放置到指定的内存中，通过 Visual DSP ++软件的 image viwe 工具，将数据还原为图像。

测试步骤

1． 将仿真器（ICE）与 ADSP-EDU-BF53x 开发板和计算机连接好，将 ADSP-EDU-CMOS 子卡板镜头朝板外接入摄像头接口。
2． 先给 ADSP-EDU-BF53x 开发板上电，再为仿真器（ICE）上电。
3． 运行 VisualDSP++ 5.0 软件，选择合适的 BF53x 的 session 将仿真器与软件连接。
4． 加载 VisualDSP++ 5.0 工程文件 BF53x_CMOS.dpj 文件，编译并全速运行。

测试结果

1．当看到如下信息打印时，将代码停止，选择 Visual DSP++5.0 菜单下“View -->DebugWindows–>image viewer…”选项。

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2． 按下图配置选项：

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3．点“OK”后会弹出图像输出窗口，待刷新进度到 100%后，即可看到拍到的图片

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程序源码

cmos.c

#include <cdefBF533.h>
#include"i2c.h"

#define OV9653_ADDRESS 0x60

static i2c_device mcu_i2c;

void init_OV9653(void);
int ov9653_write(unsigned char addr, unsigned char dat);
int ov9653_read(unsigned char addr, unsigned char * buf);
/****************************************************************************

  • 名称 ：ov9653_write
  • 功能 ： 写ov9653寄存器函数
  • 入口参数 ：addr:寄存器偏移地址
    dat:寄存器配置值
  • 出口参数 ：返回0
    /
    int ov9653_write(unsigned char addr, unsigned char dat)
    {
    int ret = -1;
    i2c_start(&mcu_i2c);
    //send slave address
    if(i2c_write(&mcu_i2c, OV9653_ADDRESS, 1)){
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return ret;
    }
    //send sub-address to device
    if(i2c_write(&mcu_i2c, addr, 1)){
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return ret;
    }
    //send data to device
    i2c_write(&mcu_i2c, dat, 1);
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return 0;
    }
    /
  • 名称 ：ov9653_read
  • 功能 ： 读ov9653寄存器函数寄存器偏移地址
  • 入口参数 ：addr:
    buf:寄存器读取数据缓存
  • 出口参数 ：返回0
    ****************************************************************************/
    int ov9653_read(unsigned char addr, unsigned char * buf)
    {
    unsigned char *p = buf;
    int ret = -1;
    i2c_start(&mcu_i2c);
    //send slave address
    if(i2c_write(&mcu_i2c, OV9653_ADDRESS, 1)){
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return ret;
    }
    //send sub-address of slave
    if(i2c_write(&mcu_i2c, addr, 1)){
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return ret;
    }
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    i2c_start(&mcu_i2c);
    // send slave address (+1 read mode)
    if(i2c_write(&mcu_i2c, OV9653_ADDRESS+1, 1)){
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return ret;
    }
    if(i2c_wait_slave(&mcu_i2c, 1000)){
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return ret;
    }
    i2c_read(&mcu_i2c, p++, 1); // send ack
    i2c_stop(&mcu_i2c);
    return 0;
    }

/****************************************************************************

  • 名称 ：Init_OV9653

  • 功能 ： CMOS 130万 内部寄存器配置信息

  • 入口参数 ：无

  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void init_OV9653(void)
    {
    mcu_i2c.sclk = PF0; //时钟PF脚
    mcu_i2c.sdata = PF1; //数据PF脚
    mcu_i2c.low_ns = 7000; //低电平延时 ns
    mcu_i2c.high_ns = 6000; //高电平延时 ns
    i2c_init(&mcu_i2c);

    ov9653_write(0x12,0x80);
    ov9653_write(0x12,0x80);
    ov9653_write(0x11,0x81);
    ov9653_write(0x6b,0x0a);
    ov9653_write(0x6a,0x3e);
    ov9653_write(0x3b,0x09);
    ov9653_write(0x13,0xe0);
    ov9653_write(0x01,0x80);
    ov9653_write(0x02,0x80);
    ov9653_write(0x00,0x00);
    ov9653_write(0x10,0x00);
    ov9653_write(0x13,0xe5);
    ov9653_write(0x39,0x43);
    ov9653_write(0x38,0x12);
    ov9653_write(0x37,0x00);
    ov9653_write(0x35,0x91);
    ov9653_write(0x0e,0x20);
    ov9653_write(0x1e,0x34);
    ov9653_write(0xA8,0x80);
    ov9653_write(0x12,0x40);
    ov9653_write(0x04,0x00);
    ov9653_write(0x0c,0x04);
    ov9653_write(0x0d,0x80);
    ov9653_write(0x18,0xc6);
    ov9653_write(0x17,0x26);
    ov9653_write(0x32,0xad);
    ov9653_write(0x03,0x00);
    ov9653_write(0x1a,0x3d);
    ov9653_write(0x19,0x01);
    ov9653_write(0x3f,0xa6);
    ov9653_write(0x14,0x1a);
    ov9653_write(0x15,0x02);
    ov9653_write(0x41,0x12);
    ov9653_write(0x42,0x08);
    ov9653_write(0x1b,0x00);
    ov9653_write(0x16,0x06);
    ov9653_write(0x33,0xe2);
    ov9653_write(0x49,0x60);
    ov9653_write(0x34,0x16);
    ov9653_write(0x96,0x04);
    ov9653_write(0x3a,0x00);
    ov9653_write(0x8e,0x00);
    ov9653_write(0x3c,0x77);
    ov9653_write(0x8B,0x06);
    ov9653_write(0x94,0x88);
    ov9653_write(0x95,0x88);
    ov9653_write(0x40,0xc1);
    ov9653_write(0x29,0x3f);
    ov9653_write(0x0f,0x42);
    ov9653_write(0x3d,0x92);
    ov9653_write(0x69,0x40);
    ov9653_write(0x5C,0xb9);
    ov9653_write(0x5D,0x96);
    ov9653_write(0x5E,0x10);
    ov9653_write(0x59,0xc0);
    ov9653_write(0x5A,0xaf);
    ov9653_write(0x5B,0x55);
    ov9653_write(0x43,0xf0);
    ov9653_write(0x44,0x10);
    ov9653_write(0x45,0x68);
    ov9653_write(0x46,0x96);
    ov9653_write(0x47,0x60);
    ov9653_write(0x48,0x80);
    ov9653_write(0x5F,0xe0);
    ov9653_write(0x60,0x8c);
    ov9653_write(0x61,0x20);
    ov9653_write(0xa5,0xd9);
    ov9653_write(0xa4,0x74);
    ov9653_write(0x8d,0xc2);
    ov9653_write(0x13,0xe7);
    ov9653_write(0x4f,0x3a);
    ov9653_write(0x50,0x3d);
    ov9653_write(0x51,0x03);
    ov9653_write(0x52,0x12);
    ov9653_write(0x53,0x26);
    ov9653_write(0x54,0x38);
    ov9653_write(0x55,0x40);
    ov9653_write(0x56,0x40);
    ov9653_write(0x57,0x40);
    ov9653_write(0x58,0x0d);
    ov9653_write(0x8C,0x23);
    ov9653_write(0x3E,0x02);
    ov9653_write(0xa9,0xb8);
    ov9653_write(0xaa,0x92);
    ov9653_write(0xab,0x0a);
    ov9653_write(0x8f,0xdf);
    ov9653_write(0x90,0x00);
    ov9653_write(0x91,0x00);
    ov9653_write(0x9f,0x00);
    ov9653_write(0xa0,0x00);
    ov9653_write(0x3A,0x01);
    ov9653_write(0x24,0x80);
    ov9653_write(0x25,0x70);
    ov9653_write(0x26,0xd3);
    ov9653_write(0x2a,0x10);
    ov9653_write(0x2b,0x40);
    ov9653_write(0x6c,0x40);
    ov9653_write(0x6d,0x30);
    ov9653_write(0x6e,0x4b);
    ov9653_write(0x6f,0x60);
    ov9653_write(0x70,0x70);
    ov9653_write(0x71,0x70);
    ov9653_write(0x72,0x70);
    ov9653_write(0x73,0x70);
    ov9653_write(0x74,0x60);
    ov9653_write(0x75,0x60);
    ov9653_write(0x76,0x50);
    ov9653_write(0x77,0x48);
    ov9653_write(0x78,0x3a);
    ov9653_write(0x79,0x2e);
    ov9653_write(0x7a,0x28);
    ov9653_write(0x7b,0x22);
    ov9653_write(0x7c,0x04);
    ov9653_write(0x7d,0x07);
    ov9653_write(0x7e,0x10);
    ov9653_write(0x7f,0x28);
    ov9653_write(0x80,0x36);
    ov9653_write(0x81,0x44);
    ov9653_write(0x82,0x52);
    ov9653_write(0x83,0x60);
    ov9653_write(0x84,0x6c);
    ov9653_write(0x85,0x78);
    ov9653_write(0x86,0x8c);
    ov9653_write(0x87,0x9e);
    ov9653_write(0x88,0xbb);
    ov9653_write(0x89,0xd2);
    ov9653_write(0x8a,0xe6);

    }

cpu.c

#include <cdefbf533.h>

/**********************************************************************************

  • 名称 ：Set_PLL
  • 功能 ：初始化内核时钟和系统时钟
  • 入口参数 ：pmsel pssel 设置参数
  • 出口参数 ：无
    ***********/
    void Set_PLL(int pmsel,int pssel)
    {
    int new_PLL_CTL;
    pPLL_DIV = pssel;
    asm(“ssync;”);
    new_PLL_CTL = (pmsel & 0x3f) << 9;
    pSIC_IWR |= 0xffffffff;
    if (new_PLL_CTL != pPLL_CTL)
    {
    pPLL_CTL = new_PLL_CTL;
    asm(“ssync;”);
    asm(“idle;”);
    }
    }
    /
  • 名称 ：Setup_Flags
  • 功能 ：初始化PF口
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void Setup_Flags(void)
    {
    *pFIO_INEN = 0x0020;
    *pFIO_DIR = 0x001f;
    *pFIO_EDGE = 0x0000;
    *pFIO_MASKA_S = 0x0020;
    *pFIO_POLAR = 0x0020;
    }

/****************************************************************************

  • 名称 ：Init_EBIU
  • 功能 ：初始化并允许异步BANK存储器工作
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/

void Init_EBIU(void)
{
*pEBIU_AMBCTL0 = 0x7bb07bb0;
*pEBIU_AMBCTL1 = 0xffc0ffc0;
*pEBIU_AMGCTL = 0x000f;
}

/****************************************************************************

  • 名称 ：Init_SDRAM
  • 功能 ：初始化SDRAM
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void Init_SDRAM(void)
    {
    *pEBIU_SDRRC = 0x00000817;
    *pEBIU_SDBCTL = 0x00000013;
    *pEBIU_SDGCTL = 0x0091998d;
    ssync();
    }

/****************************************************************************

  • 名称 ： delay
  • 功能 ： 延时函数
  • 入口参数 ：无
  • 返回值 ：无
    ****************************************************************************/
    void delay(unsigned int tem)
    {
    int i;
    for(i=0;i<tem;i++)
    asm(“nop;”);
    }

iic.c

#include <cdefBF533.h>
#include “i2c.h”

#define CORE_CLK_IN 25 * 1000 * 1000

#define SET_PF(pf)
do{
*pFIO_FLAG_S = (pf);
ssync();
}while(0)

#define CLR_PF(pf)
do{
*pFIO_FLAG_C = (pf);
ssync();
}while(0)

#define SET_PF_OUTPUT(pf)
do{
*pFIO_INEN &= ~(pf);
*pFIO_DIR |= (pf);
ssync();
}while(0)

#define SET_PF_INPUT(pf)
do{
*pFIO_DIR &= ~(pf);
*pFIO_INEN |= (pf);
ssync();
}while(0)

int get_core_clk(void)
{
int tempPLLCTL;
int _DF;
int VCO;
int MSEL1;

tempPLLCTL = *pPLL_CTL;


MSEL1 = ((tempPLLCTL & 0x7E00) >> 9);
_DF   =  tempPLLCTL & 0x0001;

VCO  = MSEL1 * __CORE_CLK_IN__;
if(_DF == 1)
	VCO /= 2;

return  VCO;

}
void delay_ns(unsigned int core_clock, unsigned long long count)
{
count *= core_clock;
count /= 1000000000;
while(count–);

}

int _get_sdata(i2c_device * dev)
{
return ((*pFIO_FLAG_D & dev->sdata) ? 1 : 0);
}

void i2c_init(i2c_device * dev)
{
dev->core_clock = get_core_clk();
dev->delay_ns = delay_ns;
*pFIO_DIR |= dev->sclk | dev->sdata;
ssync();
}

void i2c_deinit(i2c_device * dev)
{
dev->sclk = 0;
dev->sdata = 0;

*pFIO_DIR &=  ~(dev->sclk | dev->sdata);
ssync();

}

void i2c_start(i2c_device * dev)
{
SET_PF_OUTPUT(dev->sdata);
SET_PF_OUTPUT(dev->sclk);

SET_PF(dev->sdata);
SET_PF(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns);

CLR_PF(dev->sdata);
delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns);

CLR_PF(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns);

}

void i2c_stop(i2c_device * dev)
{
CLR_PF(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns);

SET_PF_OUTPUT(dev->sdata);
CLR_PF(dev->sdata);
delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns);

SET_PF_INPUT(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns);

SET_PF_INPUT(dev->sdata);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns);

}

int i2c_read_ack(i2c_device * dev)
{
int ret = 0;

SET_PF_INPUT(dev->sdata);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/3);

SET_PF(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/3);

ret = _get_sdata(dev);

delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/3);
CLR_PF(dev->sclk);

delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns);

SET_PF_OUTPUT(dev->sdata);
return ret;

}

int i2c_wait_slave(i2c_device * dev, unsigned int time_out)
{
int ret;
int count = time_out * 2 / dev->high_ns;

SET_PF_INPUT(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/2);

do{
	ret = *pFIO_FLAG_D & dev->sclk;
	if(ret)
	   break;
	delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/2);
}while(count--);

SET_PF_OUTPUT(dev->sclk);
return !ret;

}

void i2c_write_ack(i2c_device * dev)
{
SET_PF_OUTPUT(dev->sdata);
CLR_PF(dev->sdata);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/2);
SET_PF(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns);

CLR_PF(dev->sclk);
delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns);

}

int i2c_write(i2c_device * dev, unsigned char value, int need_ack)
{
int ret = -1;
unsigned char index;

SET_PF_OUTPUT(dev->sdata);

//send 8 bits to slave
for(index = 0; index < 8; index++){
	//send one bit to the i2c bus
	if((value<<index) & 0x80){
		SET_PF(dev->sdata);
	} else {
		CLR_PF(dev->sdata);
	}
	
	delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns/2);
	
	SET_PF(dev->sclk);
	delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns);
	
	CLR_PF(dev->sclk);
	delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns/2);
}

if(need_ack){
	ret = i2c_read_ack(dev);
}
return ret;

}

int i2c_read(i2c_device * dev, unsigned char * value, int send_ack)
{
unsigned char index;
*value = 0x00;

SET_PF_INPUT(dev->sdata);
delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/2);

//get 8 bits from the device
for(index = 0; index < 8; index++){
	SET_PF(dev->sclk);
	delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/2);
	
	*value <<= 1;
	*value |= _get_sdata(dev);
	
	delay_ns(dev->core_clock, dev->high_ns/2);
	
	CLR_PF(dev->sclk);
	delay_ns(dev->core_clock, dev->low_ns);
}

// send ack to slave
if(send_ack){
	i2c_write_ack(dev);
}
return *value;

}

main.c

#include <cdefBF533.h>

/****************************************************************************

  • 名称 ：main
  • 功能 ：初始化各函数，实现图象捕捉
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void main()
    {
    Set_PLL(16,4) ;
    Setup_Flags();
    Init_EBIU();
    Init_SDRAM();
    Init_Interrupts();
    printf( “\n initialize success!\n” );
    IIC_Enable();
    init_OV9653();
    printf( “\nCMOS initialize success!\n” );
    CMOS_Enable();
    Video_Frame_Capture();
    while(1);
    }

ppi.c

#include <cdefBF533.h>
#include <sys\exception.h>

EX_INTERRUPT_HANDLER(DMA0_PPI_ISR);
/****************************************************************************

  • 名称 ：Init_Timers
  • 功能 ：初始化TIMER0 为PWM模式。
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****/
    void Init_Timers(void)
    {
    pTIMER0_CONFIG = 0x0019;
    pTIMER0_PERIOD = 0x00800000;
    pTIMER0_WIDTH = 0x00400000;
    pTIMER_ENABLE = 0x0001;
    }
    /
  • 名称 ：Init_Interrupts
  • 功能 ： DMA0 PPI interrupt 允许
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void Init_Interrupts(void)
    {
    *pSIC_IAR0 = *pSIC_IAR0 & 0xffffffff | 0x00000000;
    *pSIC_IAR1 = *pSIC_IAR1 & 0xffffffff | 0x00000001;
    *pSIC_IAR2 = *pSIC_IAR2 & 0xffffffff | 0x00000000;
    register_handler(ik_ivg8, DMA0_PPI_ISR);
    *pSIC_IMASK=0x00000100;
    }

/****************************************************************************

  • 名称 ：Video_Frame_Capture
  • 功能 ： 初始化PPI控制器 初始化DMA0控制器
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/
    void Video_Frame_Capture(void)
    {
    *pPPI_FRAME = 480;
    *pPPI_COUNT = 1279;
    *pPPI_DELAY = 0;
    *pPPI_CONTROL = 0x01AC;
    *pDMA0_START_ADDR = 0;
    *pDMA0_X_COUNT = 640;
    *pDMA0_X_MODIFY = 0x2;
    *pDMA0_Y_COUNT = 480;
    *pDMA0_Y_MODIFY = 0x2;
    *pDMA0_PERIPHERAL_MAP = 0x0;
    *pDMA0_CONFIG = WNR | WDSIZE_16| DMA2D | RESTART | DI_EN;
    *pDMA0_CONFIG |= DMAEN;
    ssync();
    *pPPI_CONTROL |= PORT_EN;
    ssync();
    }

/****************************************************************************

  • 名称 ：EX_INTERRUPT_HANDLER
  • 功能 ： 中断函数 清 DMA 中断标志,关PPI
  • 入口参数 ：无
  • 出口参数 ：无
    ****************************************************************************/

EX_INTERRUPT_HANDLER(DMA0_PPI_ISR)
{
*pDMA0_IRQ_STATUS = 0x1;
*pPPI_CONTROL &= 0xfffe;
printf( “\nSuccess Capture One Frame: 640 * 480\n”);
printf( " YUYV422(YUV422) Format\n" );
printf( " The data address is 0 \n" );
}

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