一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法，单片机分别与摄像头和液晶显示模块连接，摄像头连接一FIFO芯片；摄像头的HREF、VSYNC引脚与单片机连接的GPIO均设置为输入模式，VSYNC引脚与单片机连接的GPIO引脚配置成中断模式，单片机利用场中断信号获知新的图像是否采集完成，从而控制FIFO是否写使能；摄像头的数据引脚DO均连接到单片机同一个IO端口连续的高8位引脚，直接读取高8位状态获取一个字节的FIFO内容。本发明专利技术有效的利用32位RX23T单片机的性能，采集的图像帧率高、数据稳定，可靠性强，可以广泛应用于智能小车、四旋翼飞行器等对象的地面循迹及目标跟踪等场合。 1

A camera driving method based on Renesas RX23T MCU

The invention discloses a camera driving method based on the RX23T MCU of reesa. The MCU is connected with the camera and the LCD module respectively. The camera connects a FIFO chip. The GPIO of the camera's HREF, the VSYNC pin and the single chip microcomputer are all set into the input mode, and the VSYNC pin is configured with the GPIO pin connected with the single chip computer. Interrupt mode, the MCU uses field interrupt signal to know whether the new image is collected or not, to control whether the FIFO write enable can be controlled; the data pin DO of the camera is connected to the single chip of the same IO port for 8 bit high pins, and the high 8 bit state is read directly to obtain one byte of FIFO content. The invention effectively uses the performance of 32 bit RX23T MCU, and the frame rate is high, the data is stable, and the reliability is strong. It can be widely used in the ground tracking and target tracking of the objects such as the intelligent car and the four rotor aircraft. One

【技术实现步骤摘要】
一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法
本专利技术涉及摄像头驱动
，具体涉及一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法。
技术介绍
摄像头的应用领域非常广泛。在无人驾驶汽车，无人机等方面提供了非常大的便利，比如无人机飞控的定点悬停，无人汽车的图像识别。由于摄像头的采集速度快，分辨率高，因此传统的8位或者16位单片机芯片很难驱动摄像头。一般的中低端的32位ARM内核的单片机驱动起来也很吃力。大部分32位单片机都带有DMA功能模块，可以最大化的节省采集时间。RX23T单片机不带有DMA功能模块，其性能也比较低，最高频率只有40MHZ，因此，摄像头的驱动，尤其是图像的接收和存储成为了一大难点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法，解决了RX23T单片机由于自身不存在DCMI外设、主频较低、SRAM存储器较小而导致的难以直接接收和存储摄像头图像传感器输出数据的问题，本专利技术提供了较高帧率、图像数据稳定，可靠性强的摄像头驱动方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法，RX23T单片机分别与摄像头和液晶显示模块连接，所述摄像头连接一FIFO芯片；摄像头的SIO_C和SIO_D引脚连接到RX23T单片机的GPIO，采用模拟I2C时序；摄像头的HREF、VSYNC引脚与RX23T单片机连接的GPIO均设置为输入模式，VSYNC引脚与RX23T单片机连接的GPIO引脚配置成中断模式，RX23T单片机利用场中断信号获知新的图像是否采集完成，从而控制FIFO是否写使能；摄像头的RCLK、RRST、WRST、WEN及OE引脚与RX23T单片机连接的引脚均配置成推挽输出，RX23T单片机根据图像的采集情况利用RCLK、RRST、WRST、WEN及OE引脚控制FIFO；数据引脚DO[0:7]均连接到RX23T单片机同一个IO端口连续的高8位引脚，直接读取高8位状态获取一个字节的FIFO内容，8位IO端口均配置成输入。进一步地，包括以下步骤：步骤S1：初始化液晶显示模块、摄像头，初始化摄像头时，对SCCB的SDA与SCL总线初始化，通过SCCB写入摄像头分辨率，选择80*60的分辨率；通过SCCB写入帧率，将帧速率配置为50帧/秒；配置摄像头的各个寄存器参数，选择默认值；步骤S2：设置液晶显示模块的扫描方向，使得液晶显示模块与摄像头的分辨率一致；步骤S3：当接收到场中断信号则执行场中断服务函数，在场中断服务函数内使能FIFO读取摄像头一帧信号，直到下一个场中断的到来使能读FIFO，将FIFO的一帧数据通过SCCB总线读入至RX23T单片机RAM内；步骤S4：在主循环中循环扫描状态标志位判断FIFO是否有新的一帧，如果有新帧则使能读FIFO，进行图像二值化，舍去低位字节，只采集高字节数据，每读取一个字节的数据就对其进行二值化处理，通过和阈值大小比较，将其改为0或者255即黑或白，最终循环采集4800次得到一帧80*60的二值化图像，然后输出图像显示在液晶显示模块上。进一步地，所述步骤S3包括：在场中断服务函数中通过状态标志位判断每一个场中断是场结束还是场开始，0表示场开始，1表示场结束，如果为场开始，则使能写FIFO，再将FIFO状态标志位置1，FIFO开始读取图像，如果为场结束，则使能读FIFO，将FIFO状态标志位置2，主循环判断状态标志位后开始读取FIFO数据存入RAM。进一步地，如果为场开始，进行使能写FIFO操作，首先将WRST置低，WE置高，将状态标志位置1，说明FIFO正在读取图像；然后将WE置高，将WRST置高，使FIFO读取摄像头数据至缓存；如果为场结束，先禁止FIFO写操作，将WE置低，然后将状态标志位置2，表示可以从FIFO读数据，最后退出场中断服务函数。进一步地，主循环判断状态标志位后读取FIFO数据前，先依次将RRST置低，RCLK置低，RCLK置高，RRST置高，RCLK置低，RCLK置高，然后开始读取数据，先将RCLK置低，读取8位IO数据至缓存中即第一个像素的高字节，然后将RCLK置高表示高字节读取完毕，接着将RCLK置低，再将RCLK置高，然后对像素二值化判断，循环4800次，最后将状态标志位置0，则缓存数组中便有二值化图像。进一步地，所述摄像头型号为OV7725。进一步地，所述FIFO芯片型号为AL422B。进一步地，所述液晶显示模块型号为OLED12864。与现有技术相比，本专利技术具有有益效果：（1）最大化发挥单片机的性能，合理利用了单片机的内存空间；（2）图像采集速率可以达到75帧；（3）采集的图像稳定准确、及时，不丢帧；（4）采集的图像没有消隐区；（5）采集的图像通过OLED屏显示，刷新时间快图像更新实时；（6）光线对图像的影响较小。附图说明图1是本专利技术中RX23T单片机的连接示意图；图2是本专利技术中RX23T单片机与摄像头的连接电路图；图3是本专利技术一实施例中系统软件流程示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。如图1所示，在本实施例中，OV7725摄像头通过25pind的软排线与RX23T单片机开发板相连接。OV7725摄像头采集的图像数据通过OLED显示，瑞萨RX23T单片机开发板，包括RX23T单片机最小系统板与OLED液晶显示模块；OLED液晶显示模块放置于RX23T开发板正面；最小系统板直插于开发板正面；OV7725摄像头采用野火带FIFO鹰眼摄像头，该摄像头连接一个型号为AL422B的FIFO芯片；RX23T最小系统板，OLED显示模块均为直插式，OV7725摄像头包括90度广角镜，装于OV7725摄像头曝光口。RX23T对ov7725摄像头驱动的硬件连接分为SCCB控制、VGA时序控制、FIFO数据控制三部分。（1）SCCB控制部分：摄像头中的SIO_C和SIO_D引脚直接连接到RX23T普通的GPIO，采用模拟I2C时序，以节约RX23T芯片的资源。(2)VGA时序控制：VGA时序的HREF、VSYNC引脚与RX23T连接的GPIO均设置为输入模式，VSYNC引脚与RX23T连接的GPIO引脚还需要配置成中断模式，RX23T利用该中断信号获知新的图像是否采集完成，从而控制FIFO是否写使能。(3)FIFO数据读取控制：与FIFO控制相关的RCLK、RRST、WRST、WEN及OE与RX23T连接的引脚均直接配置成推挽输出，RX23T根据图像的采集情况利用这些引脚控制FIFO；读取FIFO数据内容使用的数据引脚DO[0:7]均连接到RX23T同一个IO端口连续的高8位引脚，直接读取高8位状态获取一个字节的FIFO内容，8位IO端口均配置成输入。摄像头驱动的软件设计的主循环流程如下：(1)main函数调用OLED初始化、串口初始化、LED初始化、定时器初始化函数。其中定时器每5ms中断一次，为计算帧率的代码提供时间。（2）对控制摄像头使用的相关引脚都进行初始化，包括SCCB、FIFO和VSYNC等相关引脚。(3)向OV7725芯片写入配置参数。(4)设置OLED的扫描方向，使得OLED与摄像头的分辨率一致，做好显示的准备。(5)在while循环中，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法，其特征在于，

【技术特征摘要】
1.一种基于瑞萨RX23T单片机的摄像头驱动方法，其特征在于，RX23T单片机分别与摄像头和液晶显示模块连接，所述摄像头连接一FIFO芯片；摄像头的SIO_C和SIO_D引脚连接到RX23T单片机的GPIO，采用模拟I2C时序；摄像头的HREF、VSYNC引脚与RX23T单片机连接的GPIO均设置为输入模式，VSYNC引脚与RX23T单片机连接的GPIO引脚配置成中断模式，RX23T单片机利用场中断信号获知新的图像是否采集完成，从而控制FIFO是否写使能；摄像头的RCLK、RRST、WRST、WEN及OE引脚与RX23T单片机连接的引脚均配置成推挽输出，RX23T单片机根据图像的采集情况利用RCLK、RRST、WRST、WEN及OE引脚控制FIFO；数据引脚DO[0:7]均连接到RX23T单片机同一个IO端口连续的高8位引脚，直接读取高8位状态获取一个字节的FIFO内容，8位IO端口均配置成输入。2.根据权利要求1所述的摄像头驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：初始化液晶显示模块、摄像头，初始化摄像头时，对SCCB的SDA与SCL总线初始化，通过SCCB写入摄像头分辨率，选择80*60的分辨率；通过SCCB写入帧率，将帧速率配置为50帧/秒；配置摄像头的各个寄存器参数，选择默认值；步骤S2：设置液晶显示模块的扫描方向，使得液晶显示模块与摄像头的分辨率一致；步骤S3：当接收到场中断信号则执行场中断服务函数，在场中断服务函数内使能FIFO读取摄像头一帧信号，直到下一个场中断的到来使能读FIFO，将FIFO的一帧数据通过SCCB总线读入至RX23T单片机RAM内；步骤S4：在主循环中循环扫描状态标志位判断FIFO是否有新的一帧，如果有新帧则使能读FIFO，进行图像二值化，舍去低位字节，只采集高字节数据，每读取一个字节的数据就对其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周牡丹，高凤强，王硕，刘梦婷，陈晓龙，陈剑平，甘易明，
申请(专利权)人：厦门大学嘉庚学院，
类型：发明
国别省市：福建,35