【正点原子FPGA连载】第二十三章OV5640摄像头LCD显示--摘自【正点原子】领航者 ZYNQ 之嵌入式开发指南

正点原子 · 发表于 2020-8-12 15:45:02

本帖最后由正点原子于 2020-10-26 16:19 编辑

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第二十三章OV5640摄像头LCD显示

OV5640同OV7725一样，都是OmniVision（豪威科技）公司生产的CMOS图像传感器。不同的是，OV5640支持更高的分辨率、采集速率，具有更高的图像处理性能，主要应用在手机、数码相机、电脑多媒体等领域。本章我们将使用Zynq开发板实现对OV5640的数字图像采集并通过LCD实时显示。
本章包括以下几个部分：
22323.1OV5640简介
23.2实验任务
23.3硬件设计
23.4软件设计
23.5下载验证

23.1OV5640简介
OV5640是一款1/4英寸单芯片图像传感器，其感光阵列达到2592*1944（即500W像素），能实现最快15fps QSXVGA（2592*1944）或者90fps VGA（640*480）分辨率的图像采集。传感器采用OmniVision推出的OmniBSI（背面照度）技术，使传感器达到更高的性能，如高灵敏度、低串扰和低噪声。传感器内部集成了图像处理的功能，包括自动曝光控制（AEC）、自动白平衡（AWB）等。同时该传感器支持LED补光、MIPI（移动产业处理器接口）输出接口和DVP（数字视频并行）输出接口选择、ISP（图像信号处理）以及AFC（自动聚焦控制）等功能。
OV5640的功能框图如下图所示：

图 23.1.1 OV5640功能框图

由上图可知，时序发生器（timing generator）控制着感光阵列（image array）、放大器（AMP）、AD转换以及输出外部时序信号（VSYNC、HREF和PCLK），外部时钟XVCLK经过PLL锁相环后输出的时钟作为系统的控制时钟；感光阵列将光信号转化成模拟信号，经过增益放大器之后进入10位AD转换器；AD转换器将模拟信号转化成数字信号，并且经过ISP进行相关图像处理，最终输出所配置格式的10位视频数据流。增益放大器控制以及ISP等都可以通过寄存器（registers）来配置，配置寄存器的接口就是SCCB接口，该接口协议兼容IIC协议。
OV5640使用的是两线式SCCB接口总线，有关SCCB总线的详细介绍可以参考“OV7725摄像头LCD显示实验”中OV7725简介部分。虽然OV5640和OV7725都是采用SCCB接口总线来配置寄存器，但不同的是，OV7725是用8位（1个字节）来表示寄存器地址，而OV5640是用16位（两个字节）表示寄存器地址。
OV5640 SCCB的写传输协议如下图所示：

图 23.1.2 OV5640 SCCB写传输协议

上图中的ID ADDRESS是由7位器件地址和1位读写控制位构成（0：写 1：读），OV5640的器件地址为7’h3c，所以在写传输协议中，ID Address（W）= 8’h78（器件地址左移1位，低位补0）；Sub-address(H)为高8位寄存器地址，Sub-address(L)为低8位寄存器地址，在OV5640众多寄存器中，有些寄存器是可改写的，有些是只读的，只有可改写的寄存器才能正确写入；Write Data为8位写数据，每一个寄存器地址对应8位的配置数据。
在OV5640正常工作之前，必须先对传感器进行初始化，即通过配置寄存器使其工作在预期的工作模式，以及得到较好画质的图像。因为SCCB的写传输协议和IIC几乎相同，因此我们可以直接使用IIC的驱动程序来配置摄像头。当然这么多寄存器也并非都需要配置，很多寄存器可以采用默认的值。OV公司提供了OV5640的软件应用手册（OV5640 Software Application Note，位于开发板所随附的资料“7_硬件资料/4_OV5640资料/OV5640_camera_module_software_application_notes.pdf”），如果某些寄存器不知道如何配置可以参考此手册，下表是本程序用到的关键寄存器的配置说明。

表 23.1.1 OV5640关键寄存器配置说明

OV5640的寄存器较多，对于其它寄存器的描述可以参考OV5640的数据手册。需要注意的是，OV5640的数据手册并没有提供全部的寄存器描述，而大多数必要的寄存器配置在ov5640的软件应用手册中可以找到，可以结合这两个手册学习如何对OV5640进行配置。
输出图像参数设置
接下来，我们介绍一下OV5640的ISP输入窗口设置、预缩放窗口设置和输出大小窗口设置，这几个设置与我们的正常使用密切相关，有必要了解一下，它们的设置关系如下图所示：

图 23.1.3 图像窗口设置

ISP输入窗口设置（ISP Input Size）允许用户设置整个传感器显示区域（physical pixel size，2632*1951，其中2592*1944像素是有效的），开窗范围从0*0~2632*1951都可以任意设置。也就是上图中的X_ADDR_ST（寄存器地址0x3800、0x3801）、Y_ADDR_ST（寄存器地址0x3802、0x3803）、X_ADDR_END（寄存器地址0x3804、0x3805）和Y_ADDR_END（寄存器地址0x3806、0x3807）寄存器。该窗口设置范围中的像素数据将进入ISP进行图像处理。
预缩放窗口设置（pre-scaling size）允许用户在ISP输入窗口的基础上进行裁剪，用于设置将进行缩放的窗口大小，该设置仅在ISP输入窗口内进行X/Y方向的偏移。可以通过X_OFFSET（寄存器地址0x3810、0x3811）和Y_OFFSET（寄存器地址0x3812、0x3813）进行配置。
输出大小窗口设置（data output size）是在预缩放窗口的基础上，经过内部DSP进行缩放处理，并将处理后的数据输出给外部的图像窗口，图像窗口控制着最终的图像输出尺寸。可以通过X_OUTPUT_SIZE（寄存器地址0x3808、0x3809）和Y_OUTPUT_SIZE（寄存器地址0x380A、0x380B）进行配置。注意：当输出大小窗口与预缩放窗口比例不一致时，图像将进行缩放处理（图像变形），仅当两者比例一致时，输出比例才是1:1（正常图像）。
图 23.1.3中，右侧data output size区域，才是OV5640输出给外部的图像尺寸，也就是显示在显示器或者液晶屏上面的图像大小。输出大小窗口与预缩放窗口比例不一致时，会进行缩放处理，在显示器上面看到的图像将会变形。
输出像素格式
OV5640支持多种不同的数据像素格式，包括YUV（亮度参量和色度参量分开表示的像素格式）、RGB（其中RGB格式包含RGB565、RGB555等）以及RAW（原始图像数据），通过寄存器地址0x4300配置成不同的数据像素格式。
由于数据像素格式常用RGB565，我们这里也将ov5640配置为RGB565格式。由上表（表 23.1.1）可知，将寄存器0x4300寄存器的Bit[7:4]设置成0x6即可。OV5640支持调节RGB565输出格式中各颜色变量的顺序，对于我们常见的应用来说，一般是使用RGB或BGR序列。我们在“OV7725摄像头LCD显示实验”的章节中介绍过，OV7725摄像头按照RGB的顺序输出，本章我们将OV5640输出的RGB565的颜色顺序和OV7725保持一致，将寄存器0x4300寄存器的Bit[3:0]设置成0x1。因此，“OV7725摄像头LCD显示实验”章节中的图像采集模块可以直接用来采集OV5640输出的图像。
彩条测试模式
图像传感器配置成彩条测试模式后，会输出彩色的条纹，方便测试图像传感器是否正常工作，通过配置寄存器0x503d的Bit[7]位打开和关闭彩条模式。当需要打开彩条模式时，寄存器0x503d配置成0x80，关闭时配置成0x00，下图为打开彩条模式后图像输出的条纹。

图 23.1.4 彩条模式下的图像条纹

LED闪光灯
当外界环境光较暗时，传感器采集图像会受到较大影响，此时可以通过打开LED补光灯来弥补光照不足所带来的影响，就像手机在夜晚拍照时也会打开闪光灯来提高图像质量。通过配置寄存器0x3016=0x02，0x301c=0x02来使能LED补光灯功能；配置寄存器0x3019=0x02打开闪光灯，0x3019=0x00关闭闪光灯。
图像输出时序
接下来，我们介绍一下OV5640的图像数据输出时序，首先我们简单介绍一些定义。
QSXGA，这里指：分辨率为2592*1944的输出格式，类似的还有：QXGA(2048*1536）、UXGA(1600*1200）、SXGA(1280*1024）、WXGA(1440*900）、WXGA(1280*800）、XGA(1024*768）、SVGA(800*600）、VGA(640*480）、QVGA(320*240）和QQVGA(160*120)等。
PCLK：像素时钟，一个PCLK时钟输出一个像素或者半个像素（像素数据的高8位或者低8位）。
VSYNC：帧同步信号。
HREF/HSYNC：行同步信号。
D[9:0]：像素数据，在RGB565格式中，只有高8位是有效的。
tPclk：一个时钟周期。
tp：一个像素点的周期，在RGB565和YUV422输出格式下，tp=2*tPclk；Raw输出格式下，tp=tPclk。
下图为OV5640输出图像数据的行时序图。

图 23.1.5 OV5640行时序图

从上图可以看出，传感器在HREF为高电平的时候输出图像数据，当HREF变高后，每一个 PCLK时钟，输出一个8位或者10位像素数据。比如我们采用QSXGA时序，RGB565格式输出，tp=2*tPclk，每2个字节组成一个像素的颜色，这样每行总共输出2592*2个PCLK，也就是2592*2个字节。
再来看看帧时序（QSXGA模式，分辨率2592*1944），如下图所示：

图 23.1.6 OV5640 QSXGA帧时序

由上图可知，VSYNC的上升沿作为一帧的开始，高电平同步脉冲的时间为5688tp，紧接着等待48276tp时间后，HREF开始拉高，此时输出有效数据；HREF由2592tp个高电平和252tp个低电平构成；最后一行图像数据输出完成之后等待14544tp时间，一帧数据传输结束。所以输出一帧图像的时间实际上是tFrame = 5596992tp。
从OV5640的行时序图和帧时序图可以发现，其输出时序和OV7725是非常相似的，只是时间参数不同而已，大家可以参考“OV7725摄像头LCD显示实验”中帧时序的介绍来学习OV5640的输出时序。
23.2实验任务
本节实验任务是使用领航者ZYNQ开发板及OV5640摄像头实现图像采集，并通过LCD实时显示。
23.3硬件设计
本次实验的硬件电路和“OV7725摄像头LCD显示实验”中的硬件电路是基本相同的，都使用了领航者Zynq开发板上的摄像头扩展接口，以及LCD接口，IO管脚位置的配置也是一样的。
唯一的不同点在于，原先在“OV7725摄像头LCD显示实验”中的Zynq输出给摄像头扩展接口的“cam_sgm_ctrl”信号，在本实验中变为了Zynq输出给OV5640的“电源休眠模式选择”信号cam_pwdn；且原来的cam_sgm_ctrl是我们需要一直赋值为高电平，但对于OV5640，cam_pwdn我们需要将其一直赋值为低电平，表示不休眠即正常工作模式。
OV5640摄像头的管脚分配如下表所示：

表 23.3.1 OV5640摄像头管脚分配

在系统架构上，本次实验与“OV7725摄像头LCD显示实验”也是类似的，只是用于采集摄像头数据的摄像头采集IP核稍微不同，即上文提到的一个管脚功能和赋值的不同。本次实验的系统架构如下图所示：

图 23.3.1 系统架构框图

有关整个系统架构的搭建过程，请读者参考OV7725摄像头LCD显示实验。连线后的设计画布如下图所示：

图 23.3.3 IP Integrator设计画布

其中，OV5640图像采集模块如下图所示：

图 23.3.2 OV5640图像采集模块

ov5640_capture_data IP核的源代码与“OV7725摄像头LCD显示实验”中的ov7725_capture_data IP核的代码基本是一样的，唯一的不同点在于cam_pwdn信号的赋值，如下所示：

1 module ov5640_capture_data(
2 input rst_n , //复位信号
3
4 //摄像头接口
与OV7725摄像头LCD显示实验相同的代码部分被省略。。。。。。
9 output cam_rst_n , //cmos 复位信号，低电平有效
10 output cam_pwdn , //电源休眠模式选择
与OV7725摄像头LCD显示实验相同的代码部分被省略。。。。。。
50
51 //不对摄像头硬件复位,固定高电平
52 assign cam_rst_n = 1'b1;
53
54 //电源休眠模式选择 0：正常模式 1：电源休眠模式
55 assign cam_pwdn = 1'b0;
56
与OV7725摄像头LCD显示实验相同的代码部分被省略。。。。。。
141
142 endmodule

复制代码

为工程添加约束文件，约束文件如下：

#----------------------摄像头接口的时钟---------------------------
#72M
create_clock -period 13.888 -name cam_pclk [get_ports cam_pclk]
set_property CLOCK_DEDICATED_ROUTE FALSE [get_nets cam_pclk_IBUF]
#----------------------LCD接口---------------------------
set_property -dict {PACKAGE_PIN Y18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[0]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN Y19 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[1]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN W20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[2]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN V20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[3]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[4]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[5]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[6]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[7]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN W14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[8]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN Y14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[9]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN N15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[10]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN N16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[11]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN V16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[12]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN W16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[13]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN W18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[14]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN W19 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[15]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T10 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[16]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T11 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[17]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN P14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[18]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN R14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[19]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN V13 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[20]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U13 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[21]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN G15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[22]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN H15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {lcd_rgb_tri_io[23]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U17 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_hs]
set_property -dict {PACKAGE_PIN P20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_vs]
set_property -dict {PACKAGE_PIN N20 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_de]
set_property -dict {PACKAGE_PIN Y16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_bl]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports lcd_clk]
#----------------------摄像头接口---------------------------
set_property -dict {PACKAGE_PIN P15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports cam_rst_n]
set_property -dict {PACKAGE_PIN R17 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports cam_pwdn]
set_property -dict {PACKAGE_PIN P16 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[0]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN V15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[1]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN W15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[2]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T12 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[3]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN U12 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[4]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN V12 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[5]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN W13 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[6]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T14 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {cam_data[7]}]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T17 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports cam_href]
set_property -dict {PACKAGE_PIN T15 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports cam_pclk]
set_property -dict {PACKAGE_PIN R18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports cam_vsync]
#cam_scl:
set_property -dict {PACKAGE_PIN P18 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {emio_sccb_tri_io[0]}]
#cam_sda:
set_property -dict {PACKAGE_PIN N17 IOSTANDARD LVCMOS33} [get_ports {emio_sccb_tri_io[1]}]
set_property PULLUP true [get_ports {emio_sccb_tri_io[1]}]

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最后在左侧Flow Navigator导航栏中找到PROGRAM AND DEBUG，点击该选项中的“ Generate Bitstream”，对设计进行综合、实现、并生成Bitstream文件。
在生成Bitstream之后，在菜单栏中选择 File > Export > Export hardware导出硬件，并在弹出的对话框中，勾选“Include bitstream”。然后在菜单栏选择File > Launch SDK，启动SDK软件。
23.4软件设计
打开SDK后，我们创建一个Application Project，添加到工程中的源文件与“OV7725摄像头LCD显示实验”基本类似，不同之处在于，ov5640文件夹下存放用于初始化ov5640的源代码。如下图所示：

图 23.4.1 SDK工程的源文件

main函数的代码如下所示：

1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include "xil_types.h"
5 #include "xil_cache.h"
6 #include "xparameters.h"
7 #include "xgpio.h"
8 #include "xaxivdma.h"
9 #include "xaxivdma_i.h"
10 #include "display_ctrl/display_ctrl.h"
11 #include "vdma_api/vdma_api.h"
12 #include "emio_sccb_cfg/emio_sccb_cfg.h"
13 #include "ov5640/ov5640_init.h"
14
15 //宏定义
16 #define BYTES_PIXEL 3 //像素字节数，RGB888占3个字节
17 #define FRAME_BUFFER_NUM 3 //帧缓存个数3
18 #define DYNCLK_BASEADDR XPAR_AXI_DYNCLK_0_BASEADDR //动态时钟基地址
19 #define VDMA_ID XPAR_AXIVDMA_0_DEVICE_ID //VDMA器件ID
20 #define DISP_VTC_ID XPAR_VTC_0_DEVICE_ID //VTC器件ID
21 //PL端 AXI GPIO 0(lcd_id)器件 ID
22 #define AXI_GPIO_0_ID XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID
23 //使用AXI GPIO(lcd_id)通道1
24 #define AXI_GPIO_0_CHANEL 1
25
26 //全局变量
27 //frame buffer的起始地址
28 unsigned int const frame_buffer_addr = (XPAR_PS7_DDR_0_S_AXI_BASEADDR
29 + 0x1000000);
30 XAxiVdma vdma;
31 DisplayCtrl dispCtrl;
32 XGpio axi_gpio_inst; //PL端 AXI GPIO 驱动实例
33 VideoMode vd_mode;
34 unsigned int lcd_id;
35
36 int main(void)
37 {
38 u32 status;
39 u16 cmos_h_pixel; //ov5640 DVP 输出水平像素点数
40 u16 cmos_v_pixel; //ov5640 DVP 输出垂直像素点数
41 u16 total_h_pixel; //ov5640 水平总像素大小
42 u16 total_v_pixel; //ov5640 垂直总像素大小
43
44 //获取LCD的ID
45 XGpio_Initialize(&axi_gpio_inst, AXI_GPIO_0_ID);
46 lcd_id = LTDC_PanelID_Read(&axi_gpio_inst,AXI_GPIO_0_CHANEL);
47 xil_printf("lcd_id = %x\n\r",lcd_id);
48
49 //根据获取的LCD的ID号来进行ov5640显示分辨率参数的选择
50 switch(lcd_id){
51 case 0x4342 :
52 cmos_h_pixel = 480;
53 cmos_v_pixel = 272;
54 total_h_pixel = 1800;
55 total_v_pixel = 1000;
56 break;
57 case 0x7084 :
58 cmos_h_pixel = 800;
59 cmos_v_pixel = 480;
60 total_h_pixel = 1800;
61 total_v_pixel = 1000;
62 break;
63 case 0x7016 :
64 cmos_h_pixel = 1024;
65 cmos_v_pixel = 600;
66 total_h_pixel = 2200;
67 total_v_pixel = 1000;
68 break;
69 case 0x1018 :
70 cmos_h_pixel = 1280;
71 cmos_v_pixel = 800;
72 total_h_pixel = 2570;
73 total_v_pixel = 980;
74 break;
75 default :
76 cmos_h_pixel = 480;
77 cmos_v_pixel = 272;
78 total_h_pixel = 1800;
79 total_v_pixel = 1000;
80 break;
81 }
82
83 emio_init(); //初始化EMIO
84 status = ov5640_init( cmos_h_pixel, //初始化ov5640
85 cmos_v_pixel,
86 total_h_pixel,
87 total_v_pixel);
88 if(status == 0)
89 xil_printf("OV5640 detected successful!\r\n");
90 else
91 xil_printf("OV5640 detected failed!\r\n");
92
93 //根据获取的LCD的ID号来进行video参数的选择
94 switch(lcd_id){
95 case 0x4342 : vd_mode = VMODE_480x272; break;
96 case 0x7084 : vd_mode = VMODE_800x480; break;
97 case 0x7016 : vd_mode = VMODE_1024x600; break;
98 case 0x1018 : vd_mode = VMODE_1280x800; break;
99 default : vd_mode = VMODE_800x480; break;
100 }
101
102 //配置VDMA
103 run_vdma_frame_buffer(&vdma, VDMA_ID, vd_mode.width, vd_mode.height,
104 frame_buffer_addr,0,0,BOTH);
105 //初始化Display controller
106 DisplayInitialize(&dispCtrl, DISP_VTC_ID, DYNCLK_BASEADDR);
107 //设置VideoMode
108 DisplaySetMode(&dispCtrl, &vd_mode);
109 DisplayStart(&dispCtrl);
110
111 return 0;
112 }

复制代码

main()函数的整体流程架构与“OV7725摄像头LCD显示实验”基本类似。但是，由于ov5640不像ov7725那样只能输出固定分辨率的视频图像，ov5640能够对输出图像的分辨率大小进行调整，所以我们可以根据具有不同分辨率的LCD来使ov5640输出不同分辨率的视频图像。代码中的第39-42行定义了4个变量，用于存储ov5640的分辨率配置参数。代码中第50行的switch语句，根据读取到的LCD的ID号来对ov5640的分辨率配置参数进行赋值，然后这些变量值将作为实参来传递给ov5640_init()函数。
ov5640的初始化过程完成之后，就是对VDMA、VTC以及动态时钟配置的初始化，如代码中的第93-114 行所述。
ov5640_init()函数的代码如下所示：

1 u8 ov5640_init( u16 cmos_h_pixel, u16 cmos_v_pixel,
2 u16 total_h_pixel, u16 total_v_pixel )
3 {
4 u16 cam_id = 0;
5
6 usleep(20000); //OV5640上电到开始配置sccb至少等待20ms
7
8 //读OV5640摄像头ID
9 cam_id = sccb_read_reg16(0x300b); //LSB 0x40
10 cam_id |= sccb_read_reg16(0x300a) << 8; //MSB 0x56
11
12 if(cam_id != 0x5640) //获取到正确的OV5640 ID
13 return 1;
14 else{
15 //先对寄存器进行软件复位，使寄存器恢复初始值
16 //寄存器软件复位后，需要延时1ms才能配置其它寄存器
17 sccb_write_reg16(0x3008,0x82); //Bit[7]:复位 Bit[6]:电源休眠
18
19 //延时1ms
20 usleep(1000);
21
22 sccb_write_reg16(0x3008,0x02); //正常工作模式
配置代码较长，省略部分源代码……
250 //设置输出像素个数
251 sccb_write_reg16(0x3808, cmos_h_pixel >> 8 ); //DVP 输出水平像素点数高4位
252 sccb_write_reg16(0x3809, cmos_h_pixel & 0x00FF); //DVP输出水平像素点数低8位
253 sccb_write_reg16(0x380a, cmos_v_pixel >> 8 ); //DVP输出垂直像素点数高3位
254 sccb_write_reg16(0x380b, cmos_v_pixel & 0x00FF); //DVP输出垂直像素点数低8位
255 sccb_write_reg16(0x380c, total_h_pixel >> 8 ); //水平总像素大小高5位
256 sccb_write_reg16(0x380d, total_h_pixel & 0x00FF); //水平总像素大小低8位
257 sccb_write_reg16(0x380e, total_v_pixel >> 8 ); //垂直总像素大小高5位
258 sccb_write_reg16(0x380f, total_v_pixel & 0x00FF); //垂直总像素大小低8位
配置代码较长，省略部分源代码……
283 return 0;
284 }
285 }

复制代码

代码中的第9-10行读取寄存器地址0x300B和0x300A来获取OV5640摄像头的ID，注意OV7725摄像头的ID为“0x5640”。如果获取的ID不等于0x5640，则返回1；否则开始对OV7725摄像头进行配置。第250-258行将在main函数中赋值的分辨率配置数据写入到0x5640中，配置完成后函数返回0。
23.5下载验证
编译完工程之后我们就可以开始下载程序了。将OV5640摄像头模块插在领航者Zynq开发板的“OLED/CAMERA”插座上，并将LCD的排线接头插入开发板上的LCD接线座。将下载器一端连电脑，另一端与开发板上的JTAG端口连接，连接电源线并打开电源开关。
在SDK软件下方的SDK Terminal窗口中点击右上角的加号设置并连接串口。然后下载本次实验硬件设计过程中所生成的BIT文件，来对PL进行配置。最后下载软件程序，下载完成后，在下方的SDK Terminal中可以看到应用程序打印的信息，如下图所示：

图 23.5.1 串口打印的信息

同时，RGB LCD液晶屏上显示出OV5640摄像头采集的图像，说明本次OV5640摄像头RGB LCD屏显示的实验在领航者ZYQN开发板上验证成功，如下图所示：

图 23.5.2 RGB LCD屏显示图像数据

armok. · 发表于 2020-8-21 13:39:08

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【正点原子FPGA连载】第二十三章OV5640摄像头LCD显示--摘自【正点原子】领航者 ZYNQ 之嵌入式开发指南

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