《新起点V2之FPGA开发指南》第五十五章 双目OV5640摄像头RGB-LCD
1）实验平台：正点原子新起点V2FPGA开发板2)章节摘自【正点原子】《新起点之FPGA开发指南 V2.1》
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第五十五章 双目OV5640摄像头RGB-LCD显示实验
双目摄像头是在一个模组上集成了两个摄像头，实现双通道图像采集的功能。双目摄像头一般应用于安防监控、立体视觉测距、三维重建等领域。本试验只做最基础的工作，把双目OV5640摄像头实时采集到的图像分左右两半显示在LCD屏幕上。
本章包括以下几个部分：
1.1简介
1.2实验任务
1.3硬件设计
1.4程序设计
1.5下载验证
1.1简介
摄像头在日常生活中非常常见，一般分为单目摄像头、双目摄像头和多目摄像头。单目摄像头目前使用最为广泛；双目摄像头主要应用于单目摄像头无法胜任的场合，如测距领域，根据两个摄像头的视差，辅以一定的算法，人们可以计算物体的距离；当然针对一些特殊的应用，目前市场上也出现了多目摄像头，以应对更加复杂的场景。在“OV5640摄像头LCD显示实验”中对OV5640的视频传输时序、SCCB协议以及寄存器的配置信息等内容作了详细的介绍，如果大家对这部分内容不是很熟悉的话，请参考之前的实验。本次实验将在前面单目OV5640摄像头的基础上学习双目摄像头的LCD显示。
1.2实验任务
本章实验任务是利用双目OV5640摄像头采集图像，将采集到的图像实时显示在LCD屏幕上，两幅图像分别占据LCD屏的左右半边。
1.3硬件设计
新起点开发板上有两个扩展口，分别是P6和P7。新起点开发板的P6扩展口与LCD屏的管脚复用，故本次实验采用P7扩展口来连接双目OV5640摄像头。P7扩展口原理图如图 55.3.1所示：
图 55.3.1 P7扩展接口原理图
ATK-Dual-OV5640是正点原子推出的一款双目OV5640摄像头模块，其硬件原理图如下图所示：
图 55.3.2 ATK-Dual-OV5640原理图
该模块通过2*20排母（2.54mm间距）同外部连接，连接时将双目摄像头的排母直接插在开发板上的P7扩展口即可，模块实物连接图如图 55.3.3所示：
图 55.3.3 双目摄像头模块实物连接图
由于LCD接口和SDRAM引脚数目较多且在前面相应的章节中已经给出它们的管脚列表，这里只列出双目摄像头相关管脚分配，如下表所示：
表 55.3.1 OV5640摄像头管脚分配
双目摄像头TCL约束文件如下：
set_location_assignment PIN_L7 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_L6 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_K5 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_K6 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_F3 -to cam0_rst_n
set_location_assignment PIN_G5 -to cam0_href
set_location_assignment PIN_M6 -to cam0_vsync
set_location_assignment PIN_N3 -to cam0_pclk
set_location_assignment PIN_L3 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_L4 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_K8 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_G1 -to cam0_data
set_location_assignment PIN_J6 -to cam0_sda
set_location_assignment PIN_F1 -to cam0_scl
set_location_assignment PIN_J1 -to cam0_pwdn
set_location_assignment PIN_A2 -to cam1_pwdn
set_location_assignment PIN_B5 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_B6 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_B7 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_A4 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_D3 -to cam1_rst_n
set_location_assignment PIN_C6 -to cam1_href
set_location_assignment PIN_E5 -to cam1_vsync
set_location_assignment PIN_A3 -to cam1_pclk
set_location_assignment PIN_A5 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_A6 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_B3 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_B4 -to cam1_data
set_location_assignment PIN_F5 -to cam1_sda
set_location_assignment PIN_D6 -to cam1_scl
1.4程序设计
根据实验任务，首先设计如图 55.4.1所示的系统框图，本章实验的系统框架延续了“OV5640摄像头LCD显示实验”的整体架构，但是做出了一定的修改，在本节实验中我们将寄存器配置模块、IIC驱动模块以及图像采集模块封装成了一个模块（OV5640驱动模块），并且对OV5640驱动模块例化了两次（因为是双目摄像头，所以需要例化两次来分别驱动两个摄像头）。整个工程包含以下5个模块：时钟模块、图像分辨率设置模块、SDRAM控制器模块、摄像头驱动模块（例化两次）和LCD顶层模块。其中时钟模块、图像分辨率设置模块和摄像头驱动模块没有做任何修改，这些模块在单目OV5640摄像头LCD显示实验中已经说明过，这里不再详述，本次实验对SDRAM控制模块和LCD顶层模块做了修改。
图 55.4.1 顶层系统框图
时钟模块（pll）：时钟模块通过调用锁相环 IP核实现，共输出3路时钟，分别是SDRAM参考时钟（100Mhz）、SDRAM相位偏移时钟（100Mhz偏移120度，这个偏移角度可以适当调整。）和LCD驱动时钟（50Mhz）。其中SDRAM参考时钟不仅仅用来驱动SDRAM顶层模块还作为摄像头驱动模块的工作时钟来用。
图像分辨率设置模块（picture_size）：图像尺寸配置模块用于配置摄像头输出图像尺寸的大小，此外还完成了SDRAM的读写结束地址设置。有关图像分辨率设置模块的详细介绍请大家参考单目OV5640摄像头LCD显示实验章节。
LCD顶层模块（lcd_rgb_top）：LCD顶层模块负责驱动LCD屏的驱动信号的输出，同时为其他模块提供屏体参数、场同步信号和数据请求信号。
摄像头驱动模块（ov5640_dri）：本模块由原先的IIC驱动模块、OV5640 寄存器配置模块和摄像头图像采集模块封装而成，这样做是为了减少顶层模块的代码量，增强可读性，同时有利于代码的维护和管理。由于本次实验连接了两个相同的摄像头，因此我们会对摄像头驱动模块例化两次，将两个驱动模块输出的数据和数据有效使能全部连接到SDRAM控制模块。有关摄像头驱动模块的详细介绍请大家参考单目OV5640摄像头LCD显示实验章节。
SDRAM控制模块（sdram_top）：SDRAM读写控制器模块负责驱动SDRAM片外存储器，缓存图像传感器输出的图像数据。该模块将SDRAM复杂的读写操作封装成类似FIFO的用户接口，非常方便用户的使用。
下面是顶层模块的原理图：
图 55.4.2 顶层模块原理图
本次实验是在单目OV5640摄像头LCD显示实验的基础上作修改的，主要修改了SDRAM控制模块和LCD顶层模块，而其余模块基本相同，因此接下来只介绍修改部分的内容。前面的实验，使用读写各一个FIFO，并在SDRAM中开辟了两个缓冲区，而本实验有两个摄像头，所以读写需要各增加一个FIFO，总共四个，同时在SDRAM中再开辟两个缓冲区，达到四个缓冲区，而满足两组摄像头数据的处理需要。
下面我们就一起来看看本节实验在单目OV5640摄像头LCD显示实验的基础上作了哪些修改。首先我们先看下顶层模块，
顶层模块最大的改变就是摄像头驱动模块了，代码如下（只贴出修改部分）：
125 //OV5640 0摄像头驱动
126 ov5640_dri u0_ov5640_dri（
127 .clk （clk_100m），
128 .rst_n （rst_n），
129
130 .cam_pclk （cam0_pclk ），
131 .cam_vsync （cam0_vsync），
132 .cam_href （cam0_href ），
133 .cam_data （cam0_data ），
134 .cam_rst_n （cam0_rst_n），
135 .cam_pwdn （cam0_pwdn ），
136 .cam_scl （cam0_scl），
137 .cam_sda （cam0_sda），
138
139 .capture_start （sdram_init_done），
140 .cmos_h_pixel （cmos_h_pixel），
141 .cmos_v_pixel （cmos_v_pixel），
142 .total_h_pixel （total_h_pixel），
143 .total_v_pixel （total_v_pixel），
144 .cam_init_done （cam_init_done_0），
145
146 .cmos_frame_vsync（），
147 .cmos_frame_href （），
148 .cmos_frame_valid（wr0_en），
149 .cmos_frame_data （wr0_data）
150 ）;
摄像头驱动模块将原本的IIC驱动模块、OV5640 寄存器配置模块和摄像头图像采集模块封装成一个模块，这部分内容没什么好讲的，无非就是把端口封装一下用一个顶层模块去调用三个子模块而已。这里需要注意的是代码第140行，cmos_h_pixel是指LCD显示屏的行分辨率，在前面单目OV5640摄像头LCD显示实验中它是直接作为ov5640摄像头的行分辨率配置参数，但是本节实验不行，因为本节实验是双目，两个摄像头两幅画面需要显示在一个屏幕上，因此一个摄像头所占有的行分辨率只能是LCD显示屏行分辨率的一半，所以cmos_h_pixel这个参数需要除以2作为摄像头的行分辨率配置参数（cmos_h_pixel这种写法相当于除以2）。
接下来我们再继续看看SDRAM控制器修改的内容。SDRAM控制器主要是修改了sdram_fifo_ctrl模块，这个模块是控制着整个SDRAM的读和写。在前面单目OV5640摄像头LCD显示实验中我们的读写原理是在SDRAM中开辟两个存储空间，一个空间正在缓存数据另一个空间就可以往外读出数据，这样交替使用。但是本节实验使用的是双目摄像头，有两个数据源，因此原本的两个存储空间肯定是不够用的，所以我们在原本的基础上将两个存储空间都扩大成四个存储空间，这样就可以容纳两个摄像头的数据了代码如下：
199 //sdram写地址0产生模块
200 always @（posedge clk_ref or negedge rst_n） begin
201 if（!rst_n）begin
202 sdram_wr_addr0 <= 24'd0;
203 rw_bank_flag0<= 0;
204 sw_bank_en0 <= 0;
205 end
206 else if（wr_load_flag）begin //检测到写端口复位信号时，写地址复位
207 sdram_wr_addr0 <= wr_min_addr;
208 rw_bank_flag0<= 0;
209 sw_bank_en0 <= 0;
210 end //若突发写SDRAM结束更改写地址
211 else if（write_done_flag && !wr_fifo_flag） begin
212 if（sdram_pingpang_en） begin //SDRAM 读写乒乓使能
213 //若未到达写SDRAM的结束地址写地址累加
214 if（sdram_wr_addr0 < wr_max_addr - wr_length）
215 sdram_wr_addr0 <= sdram_wr_addr0 + wr_length;
216 else begin //切换BANK
217 rw_bank_flag0 <= ~rw_bank_flag0;
218 sw_bank_en0 <= 1'b1; //拉高切换BANK使能信号
219 end
220 end //乒乓操作不使能时
221 //判断是否到达结束地址
222 else if（sdram_wr_addr0 < wr_max_addr - wr_length）
223 //没达结束地址，地址累加一个突发长度
224 sdram_wr_addr0 <= sdram_wr_addr0 + wr_length;
225 else //若已到达结束地址，则回到写起始地址
226 sdram_wr_addr0 <= wr_min_addr;
227 end
228 else if（sw_bank_en0） begin //如果bank切换使能信号有效
229 sw_bank_en0 <= 1'b0; //将使能信号置0，方便下次使用
230 if（rw_bank_flag0 == 1'b0） //根据bank标志信号切换BANK
231 sdram_wr_addr0 <= {2'b00，wr_min_addr};
232 else
233 sdram_wr_addr0 <= {2'b01，wr_min_addr};
234 end
235 end
236
237 //sdram写地址1产生模块
238 always @（posedge clk_ref or negedge rst_n） begin
239 if（!rst_n）begin
240 sdram_wr_addr1 <= 24'd0;
241 rw_bank_flag1<= 0;
242 sw_bank_en1 <= 0;
243 end
244 else if（wr_load_flag）begin //检测到写端口复位信号时，写地址复位
245 rw_bank_flag1<= 0;
246 sw_bank_en1 <= 0;
247 sdram_wr_addr1 <= wr_max_addr;
248 end //若突发写SDRAM结束，更改写地址
249 else if（write_done_flag && wr_fifo_flag） begin
250 if（sdram_pingpang_en） begin //判断若SDRAM 读写乒乓使能
251 //若未到达写SDRAM的结束地址写地址累加
252 if（sdram_wr_addr1 < wr_max_addr*2 - wr_length）
253 sdram_wr_addr1 <= sdram_wr_addr1 + wr_length;
254 else begin //切换BANK
255 rw_bank_flag1 <= ~rw_bank_flag1;
256 sw_bank_en1 <= 1'b1; //拉高切换BANK使能信号
257 end
258 end //乒乓操作不使能
259 //未到达写SDRAM的结束地址写地址累加
260 else if（sdram_wr_addr1 < wr_max_addr*2 - wr_length）
261 sdram_wr_addr1 <= sdram_wr_addr1 + wr_length;
262 else //到达写SDRAM的结束地址回到写起始地址
263 sdram_wr_addr1 <= wr_max_addr;
264 end
265 else if（sw_bank_en1） begin //如果bank切换使能信号有效
266 sw_bank_en1 <= 1'b0; //将使能信号置0，方便下次使用
267 if（rw_bank_flag1 == 1'b0） //切换BANK
268 sdram_wr_addr1 <= {2'b10，wr_max_addr};
269 else
270 sdram_wr_addr1 <= {2'b11，wr_max_addr};
271 end
272 end
273
274 //sdram读地址0产生模块
275 always @（posedge clk_ref or negedge rst_n） begin
276 if（!rst_n）
277 sdram_rd_addr0 <= 24'd0;
278 else if（rd_load_flag） //检测到写端口复位信号时，写地址复位
279 sdram_rd_addr0 <= rd_min_addr; //若突发读SDRAM结束，更改读地址
280 else if（read_done_flag && !rd_fifo_flag ） begin
281 if（sdram_pingpang_en） begin //判断若SDRAM 读写乒乓使能
282 //若未到达SDRAM的结束地址则地址累加
283 if（sdram_rd_addr0 < rd_max_addr - rd_length）
284 sdram_rd_addr0 <= sdram_rd_addr0 + rd_length;
285 else begin //到达读SDRAM的结束地址，回到读起始
286 if（rw_bank_flag0 == 1'b0） //根据rw_bank_flag的值切换读BANK地址
287 sdram_rd_addr0 <= {2'b01，rd_min_addr};
288 else
289 sdram_rd_addr0 <= {2'b00，rd_min_addr};
290 end
291 end //若乒乓操作未使能
292 //未到达SDRAM的结束地址地址累加
293 else if（sdram_rd_addr0 < rd_max_addr - rd_length）
294 sdram_rd_addr0 <= sdram_rd_addr0 + rd_length;
295 else //若到达SDRAM的结束地址回到起始地址
296 sdram_rd_addr0 <= rd_min_addr;
297 end
298 end
299
300 //sdram读地址1产生模块
301 always @（posedge clk_ref or negedge rst_n） begin
302 if（!rst_n）
303 sdram_rd_addr1 <= 24'd0;
304 else if（rd_load_flag） //检测到复位信号时地址复位
305 sdram_rd_addr1 <= rd_max_addr;
306 //判断若突发读SDRAM结束
307 else if（read_done_flag && rd_fifo_flag） begin
308 if（sdram_pingpang_en） begin //若SDRAM 读写乒乓使能
309 //若未到达SDRAM的结束地址则地址累加
310 if（sdram_rd_addr1 < rd_max_addr*2 - rd_length）
311 sdram_rd_addr1 <= sdram_rd_addr1 + rd_length;
312 else begin //到达读SDRAM的结束地址
313 if（rw_bank_flag1 == 1'b0） //根据rw_bank_flag的值切换BANK地址
314 sdram_rd_addr1 <= {2'b11，rd_max_addr};
315 else
316 sdram_rd_addr1 <= {2'b10，rd_max_addr};
317 end
318 end //如果乒乓操作没有使能
319 //未到达SDRAM的结束地址地址累加
320 else if（sdram_rd_addr1 < rd_max_addr*2 - rd_length）
321 sdram_rd_addr1 <= sdram_rd_addr1 + rd_length;
322 else //若已到达SDRAM的结束地址回到起始地址
323 sdram_rd_addr1 <= rd_max_addr;
324 end
325 end
由于FIFO控制模块代码太长，因此我一段一段的讲解，上面这段代码就是读写地址控制，相比较于单目摄像头LCD显示实验可以看到读写地址都增加了一帧的空间。代码200~235行跟之前的单目一样就是在SDRAM中开辟一个空间用来存储一帧图片，写满一帧后BANK地址切换继续写下一帧，但是本节是经验就不一样了，代码237~272行又开辟了一帧的存储空间，这一帧的存储空间跟上一帧不在同一BANK上。像这样开辟两帧的空间刚好可以用来分别存储两个摄像头的数据，当两个摄像头的数据都各存一帧后就可以切换BANK继续去存储两个摄像头下一帧的数据了。接下来就进入读地址了，读地址和写地址是相对应的，当写地址完成一个BANK的数据存储切换到下一个BANK后，读地址开始去读这个已经存储了数据的BANK，当写地址写完下一个BANK又切换回来则读地址切换到另一个BANK上去，这样周而复始的交替进行读写就可以实现摄像头数据的缓存了。接下来我们再来看看读写状态是如何切换的，代码如下所示：
326
327 //读写端四个FIFO的判断逻辑
328 always@（posedge clk_ref or negedge rst_n） begin
329 if（!rst_n） begin
330 sdram_wr_req<= 0;
331 sdram_wr_addr <= sdram_wr_addr0;
332 wr_fifo_flag<= 0;
333
334 sdram_rd_req<= 0;
335 rd_fifo_flag<= 0;
336 sdram_rd_addr <= sdram_rd_addr0;
337 state <= idle; //复位处于空闲状态，不操作任何FIFO
338 end
339 else begin
340 case（state）
341 idle:begin
342 if（sdram_init_done）
343 state <=sdram_done;//SDRAM初始化完成进入sdram_done状态
344 end
345 sdram_done:begin //在sdram_done状态对四个FIFO的读写操作进行判断
346 if（wrf_use0 >= wr_length*2） begin //进入写端FIFO0的读状态状态
347 sdram_wr_req<= 1;
348 sdram_wr_addr <= sdram_wr_addr0;
349 wr_fifo_flag<= 0;
350
351 sdram_rd_req<= 0;
352 sdram_rd_addr <= sdram_rd_addr0;
353 rd_fifo_flag<= 0;
354 state <= wr_keep;
355
356 end
357
358 else if（wrf_use1 >= wr_length*2） begin//进入写端FIFO1的读状态状态
359 sdram_wr_req<= 1;
360 sdram_wr_addr <= sdram_wr_addr1;
361 wr_fifo_flag<= 1;
362
363 sdram_rd_req<= 0;
364 sdram_rd_addr <= sdram_rd_addr0;
365 rd_fifo_flag<= 0;
366
367 state <= wr_keep;
368 end
369 else if（（rdf_use0 < rd_length*2）//进入读端FIFO0的写状态状态
370 ） begin
371 sdram_wr_req<= 0;
372 sdram_wr_addr <= sdram_wr_addr0;
373 wr_fifo_flag<= 0;
374
375 sdram_rd_req<= 1;
376 sdram_rd_addr <= sdram_rd_addr0;
377 rd_fifo_flag<= 0;
378 state <= rd_keep;
379 end
380 else if（（rdf_use1 < rd_length*2）//进入读端FIFO1的写状态状态
381 ） begin
382 sdram_wr_req<= 0;
383 sdram_wr_addr <= sdram_wr_addr0;
384 wr_fifo_flag<= 0;
385
386 sdram_rd_req<= 1;
387 sdram_rd_addr <= sdram_rd_addr1;
388 rd_fifo_flag<= 1;
389 state <= rd_keep;
390 end
391 end
392 wr_keep:begin
393 if（write_done_flag） begin//保持写状态
394 sdram_wr_req<= 0;
395 sdram_wr_addr <= sdram_wr_addr0;
396 wr_fifo_flag<= 0;
397 state <= sdram_done;
398 end
399 end
400 rd_keep:begin
401 if（read_done_flag） begin//保持读状态
402 sdram_rd_req<= 0;
403 sdram_rd_addr <= sdram_rd_addr0;
404 rd_fifo_flag<= 0;
405 state <= sdram_done;
406 end
407 end
408 default : state <= idle; //默认停在空闲状态
409 endcase
410 end
411 end
412
上面这段代码就是读写切换了，在前文我们说到这次我们在一个BANK上开辟了两帧数据大小的存储空间，用来分别存储两个摄像头的数据，所以在写SDRAM这端我们添加了两个写FIFO，两个摄像头的数据分别往自己的FIFO中写入数据，而当FIFO中存储的数据量大于2倍突发长度时就会开启SDRAM写操作，将数据写入SDRAM中如代码346~368所示。这里尤其要注意的是FIFO的容量一定要大于三倍突发长度，因为两个FIFO开启SDRAM写操作的判断条件是相同的，都是存储的数据量大于2倍突发长度时就会开启，双目摄像头几乎是同时开始工作的，这也就意味着两个写FIFO几乎是同时满足开启SDRAM写操作的判断条件（虽然宏观上几乎同时，但是肯定是有一个先一个后的），这就意味着其中一个FIFO满足条件后先开启SDRAM写操作，开启后状态机跳转到保持状态如代码354行和367行所示，这个时候必须完成一次突发长度的写操作才能跳出保持状态，那么另外一个FIFO此时的数据也已经超过了2倍突发长度，它必须等待当前FIFO完成写操作后，它才能开启SDRAM写操作，所以他要有足够的缓冲容量来等待当前FIFO完成写操作。因此我们将FIFO的容量设置为2048，刚好是四倍突发长度，有足够的缓冲容量来等待。
讲完了写再来看看读操作，如代码369~391行所示，其实读跟写完全是一模一样的机制，都是当读FIFO中存储的数据不满足两倍突发长度就开启SDRAM读操作，同样其中一个开启另一个就需要等待。
明白了SDRAM控制器的运行机制之后我们再来看看FIFO的例化，代码如下：
413 //例化写端口FIFO0
414 wrfifou_wrfifo0（
415 //用户接口
416 .wrclk （clk_write0）， //写时钟
417 .wrreq （wrf_wrreq0）， //写请求
418 .data （wrf_din0）， //写数据
419 //sdram接口
420 .rdclk （clk_ref）， //读时钟
421 .rdreq （sdram_wr_ack0）， //读请求
422 .q （sdram_din0）， //读数据
423
424 .rdusedw （wrf_use0）， //FIFO中的数据量
425 .aclr （~rst_n | wr_load_flag） //异步清零信号
426 ）;
427
428 //例化写端口FIFO1
429 wrfifou_wrfifo1（
430 //用户接口
431 .wrclk （clk_write1）， //写时钟
432 .wrreq （wrf_wrreq1）， //写请求
433 .data （wrf_din1）， //写数据
434 //sdram接口
435 .rdclk （clk_ref）， //读时钟
436 .rdreq （sdram_wr_ack1）， //读请求
437 .q （sdram_din1）， //读数据
438
439 .rdusedw （wrf_use1）， //FIFO中的数据量
440 .aclr （~rst_n | wr_load_flag） //异步清零信号
441 ）;
442
443 //例化读端口FIFO0
444 rdfifou_rdfifo1（
445 //sdram接口
446 .wrclk （clk_ref）， //写时钟
447 .wrreq （sdram_rd_ack1）， //写请求
448 .data （sdram_dout1）， //写数据
449
450 //用户接口
451 .rdclk （clk_read）， //读时钟
452 .rdreq （rdf_rdreq1）， //读请求
453 .q （rdf_dout1）， //读数据
454
455 .wrusedw （rdf_use1）， //FIFO中的数据量
456 .aclr （~rst_n | rd_load_flag） //异步清零信号
457 ）;
458 //例化读端口FIFO1
459 rdfifou_rdfifo0（
460 //sdram接口
461 .wrclk （clk_ref）， //写时钟
462 .wrreq （sdram_rd_ack0）， //写请求
463 .data （sdram_dout0）， //写数据
464
465 //用户接口
466 .rdclk （clk_read）， //读时钟
467 .rdreq （rdf_rdreq0）， //读请求
468 .q （rdf_dout0）， //读数据
469
470 .wrusedw （rdf_use0）， //FIFO中的数据量
471 .aclr （~rst_n | rd_load_flag） //异步清零信号
472 ）;
473 endmodule
FIFO例化是一个FIFO IP核被例化两次，当两个FIFO来用。SDRAM控制模块的代码到这里就讲完了，为了方便大家更好的去理解整个状态的跳转，下面给出了FIFO控制模块的原理示意图：
图 55.4.3 FIFO控制模块原理图
从上图中来分析FIFO控制模块的运行机制就简单的多了，双目摄像头分别往两个FIFO中写数据，FIFO数据存满两个突发长度后，其中FIFO1会交替往SDRAM的BANK0和BANK1中写数据，而FIFO2会交替往SDRAM的BANK2和BANK3中写数据，一个FIFO对应一个摄像头。读FIFO也一样，一个FIFO对应一个摄像头，比如“读FIFO1”它对应摄像头1，因此它就不断交替的从BANK0和BANK1的“空间”中读取数据，“读FIFO2”就不断从两个BANK2和BANK3的“空间”中读取数据，读取出来的数据最终传输到LCD显示屏上去显示，一个读FIFO的数据只占半个屏幕，这样两个摄像头的数据就能在同一个屏幕上一左一右的显示出来了。FIFO控制模块的整个运行机制就是这样的。
最后我们再来看看LCD显示模块作了哪些修改，修改代码如下：
1 module lcd_disply（
2 input lcd_clk， //lcd模块驱动时钟
3 input sys_rst_n， //复位信号
4 //RGB LCD接口
5 input [ 10:0] pixel_xpos， //像素点横坐标
6 input [ 10:0] pixel_ypos， //像素点纵坐标
7 input lcd_id ， //LCD的ID
8 input rd_data， //图像像素值
9 input rd_h_pixel， //摄像头输出的水平方向分辨率
10 output reg pixel_data //像素点数据，
11 ）;
12
13//LCD的ID
14parameterID_4342 = 16'h4342;
15parameterID_7084 = 16'h7084;
16parameterID_7016 = 16'h7016;
17parameterID_1018 = 16'h1018;
18parameterID_4384 = 16'h4384;
19//颜色定义
20localparam RED = 16'b11111_000000_00000; //字符颜色
21localparam BLUE = 16'b00000_000000_11111; //字符区域背景色
22localparam BLACK= 16'b00000_000000_00000; //屏幕背景色
23//reg define
24regchar0; //字符数组0
25regchar1; //字符数组1
26reg char2; //字符数组2
27reg char3; //字符数组3
28
29//给字符数组0的赋值：OV5640 0 （16*64）
30always @（posedge lcd_clk） begin
31 char0<= 64'h0000000000000000 ;
32 char0<= 64'h0000000000000000 ;
33 char0<= 64'h0000000000000000 ;
34 char0<= 64'h38E77E1804180008 ;
35 char0<= 64'h444240240C240038 ;
36 char0<= 64'h824240400C420008 ;
37 char0<= 64'h8244404014420008 ;
38 char0<= 64'h8224785C24420008 ;
39 char0<= 64'h8224446224420008 ;
40 char0<= 64'h8228024244420008 ;
41 char0 <= 64'h822802427F420008 ;
42 char0 <= 64'h8218424204420008 ;
43 char0 <= 64'h4410442204240008 ;
44 char0 <= 64'h3810381C1F18003E ;
45 char0 <= 64'h0000000000000000 ;
46 char0 <= 64'h0000000000000000 ;
47end
48
49//给字符数组1的赋值: OV5640 1 （16*64）
50always @（posedge lcd_clk） begin
51 char1<= 64'h0000000000000000 ;
52 char1<= 64'h0000000000000000 ;
53 char1<= 64'h0000000000000000 ;
54 char1<= 64'h38E77E180418003C ;
55 char1<= 64'h444240240C240042 ;
56 char1<= 64'h824240400C420042 ;
57 char1<= 64'h8244404014420042 ;
58 char1<= 64'h8224785C24420002 ;
59 char1<= 64'h8224446224420004 ;
60 char1<= 64'h8228024244420008 ;
61 char1 <= 64'h822802427F420010 ;
62 char1 <= 64'h8218424204420020 ;
63 char1 <= 64'h4410442204240042 ;
64 char1 <= 64'h3810381C1F18007E ;
65 char1 <= 64'h0000000000000000 ;
66 char1 <= 64'h0000000000000000 ;
67end
68
69//给字符数组2的赋值: OV5640 0 （32*128）
70always @（posedge lcd_clk） begin
71 char2<= 128'h00000000000000000000000000000000;
72 char2<= 128'h00000000000000000000000000000000;
73 char2<= 128'h00000000000000000000000000000000;
74 char2<= 128'h00000000000000000000000000000000;
75 char2<= 128'h00000000000000000000000000000000;
76 char2<= 128'h00000000000000000000000000000000;
77 char2<= 128'h03C07C1E0FFC01E0006003C000000080;
78 char2<= 128'h0C30180C0FFC06180060062000000180;
79 char2<= 128'h1818180810000C1800E00C3000001F80;
80 char2<= 128'h100818081000081800E0181800000180;
81 char2 <= 128'h300C1808100018000160181800000180;
82 char2 <= 128'h300C0C10100010000160180800000180;
83 char2 <= 128'h60040C10100010000260300C00000180;
84 char2 <= 128'h60060C10100030000460300C00000180;
85 char2 <= 128'h60060C1013E033E00460300C00000180;
86 char2 <= 128'h60060C20143036300860300C00000180;
87 char2 <= 128'h60060620181838180860300C00000180;
88 char2 <= 128'h60060620100838081060300C00000180;
89 char2 <= 128'h60060620000C300C3060300C00000180;
90 char2 <= 128'h60060640000C300C2060300C00000180;
91 char2 <= 128'h60060340000C300C4060300C00000180;
92 char2 <= 128'h20060340000C300C7FFC300C00000180;
93 char2 <= 128'h300C0340300C300C0060180800000180;
94 char2 <= 128'h300C0380300C180C0060181800000180;
95 char2 <= 128'h10080180201818080060181800000180;
96 char2 <= 128'h1818018020180C1800600C3000000180;
97 char2 <= 128'h0C30010018300E3000600620000003C0;
98 char2 <= 128'h03C0010007C003E003FC03C000001FF8;
99 char2 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
100 char2 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
101 char2 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
102 char2 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
103 end
104
105 //给字符数组3的赋值: OV5640 1 （32*128）
106 always @（posedge lcd_clk） begin
107 char3<= 128'h00000000000000000000000000000000;
108 char3<= 128'h00000000000000000000000000000000;
109 char3<= 128'h00000000000000000000000000000000;
110 char3<= 128'h00000000000000000000000000000000;
111 char3<= 128'h00000000000000000000000000000000;
112 char3<= 128'h00000000000000000000000000000000;
113 char3<= 128'h03C07C1E0FFC01E0006003C0000007E0;
114 char3<= 128'h0C30180C0FFC06180060062000000838;
115 char3<= 128'h1818180810000C1800E00C3000001018;
116 char3<= 128'h100818081000081800E018180000200C;
117 char3 <= 128'h300C180810001800016018180000200C;
118 char3 <= 128'h300C0C1010001000016018080000300C;
119 char3 <= 128'h60040C10100010000260300C0000300C;
120 char3 <= 128'h60060C10100030000460300C0000000C;
121 char3 <= 128'h60060C1013E033E00460300C00000018;
122 char3 <= 128'h60060C20143036300860300C00000018;
123 char3 <= 128'h60060620181838180860300C00000030;
124 char3 <= 128'h60060620100838081060300C00000060;
125 char3 <= 128'h60060620000C300C3060300C000000C0;
126 char3 <= 128'h60060640000C300C2060300C00000180;
127 char3 <= 128'h60060340000C300C4060300C00000300;
128 char3 <= 128'h20060340000C300C7FFC300C00000200;
129 char3 <= 128'h300C0340300C300C0060180800000404;
130 char3 <= 128'h300C0380300C180C0060181800000804;
131 char3 <= 128'h10080180201818080060181800001004;
132 char3 <= 128'h1818018020180C1800600C300000200C;
133 char3 <= 128'h0C30010018300E300060062000003FF8;
134 char3 <= 128'h03C0010007C003E003FC03C000003FF8;
135 char3 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
136 char3 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
137 char3 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
138 char3 <= 128'h00000000000000000000000000000000;
139 end
140
141 //显示逻辑判断
142 always@（*） begin
143 if （ pixel_ypos >= 0 && pixel_ypos < 33）begin
144 if（pixel_xpos < （rd_h_pixel+64）
145 && pixel_xpos >= （rd_h_pixel-64） ）begin
146 if（char2+64）]）
147 pixel_data =BLUE;
148 else
149 pixel_data = rd_data;
150 end
151 else if（pixel_xpos < （rd_h_pixel*3+64）
152 && pixel_xpos >= （rd_h_pixel*3-64））begin
153 if（char3）*3]）
154 pixel_data =BLUE;
155 else
156 pixel_data = rd_data;
157 end
158 else
159 pixel_data = rd_data;
160 end
161 else
162 pixel_data = rd_data;
163 end
164
165 endmodule
其实LCD显示部分主要就是加了一个字符显示，因为我们的两个摄像头是一左一右显示在LCD屏幕上的，为了确定哪个摄像头显示在哪边我们会在显示画面上标注“OV5640 1”和“OV5640 2”字样。所以我们在LCD显示部分中加入了字符显示模块（lcd_disply）。代码30~139行就是生成“OV5640 1”和“OV5640 2”这两个字符串的字模，代码142~163行就是把“OV5640 1”和“OV5640 2”这两个字符串显示到屏幕上去。具体的显示原理这里就不再详细介绍了，如果大家有不懂的可以去看前面LCD字符显示实验和RTC实时时钟显示实验。
到这里本节双目摄像头LCD显示实验的程序设计部分就讲解完了，接下来就可以把程序下载到开发板上去验证了。
1.5下载验证
首先我们将双目摄像头插到开发板的P7扩展口，然后连接LCD显示屏，最后打开电源，下载sof文件到开发板上去，硬件连接图如下所示：
图 55.5.1 硬件连接
显示的效果如上图所示。
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