什么是带FIFO的OV7670

什么是带FIFO的OV7670？为什么要带FIFO呢？

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冯润生

2022-1-19 12:03:45

本文针对带FIFO的OV7670摄像头模块进行说明。
对于新手入坑OV7670摄像头的小白来说，入坑之路漫漫，最坑爹的是不知道入口在哪里~~下面就来简单的说一下我这几天的实验心得。
什么是带FIFO的OV7670，为什么要带FIFO

先说明一下，FIFO（First Input First Output）先入先出的意思，相当于一个数据存储器，只能顺序进行数据读和写。
那么为什么要带FIFO呢，OV7670本身摄像头的IO口速率很高，不是一般单片机可以达到的。我使用的STM32F103C8T6核心板，GPIO口根本达不到摄像头要求，所以无法直接进行数据读写。举个例子，老师在以4G的速度上课，你是个2G学渣，老师说完一句，那还没反应过来，老师就开始下一句，到头来什么也没有得到。那么学渣想要学习该怎么做呢？此时就需要一个FIFO了，你可以把它理解成录音机，老师以4G速度讲，录音机以4G速度录下来，而你要听的时候，听一句暂停一下（就是给clk时钟信号），是不是就全部听到了。单片机也是这样。
引脚说明

我使用的摄像头模块是这个样子的：

解释一下，本模块没有用到PCLK和XCLK，已经有FIFO和OV7670自行配置好了。
SIOC和SIOD两条线是SCCB通信协议的时钟线和数据线，具体和IIC通信基本一样，通信过程自行了解。
HREF行同步信号基本不用它。
VSYNC帧同步信号，就是每次摄像头写出一幅图之前，拉高这个引脚告诉你，我要开始输出啦。
复位口和电源模式口直接接3v和GND就好，也可以接IO口控制，不过要注意，接IO口的话，引脚配置一点要放在OV7670寄存器配置前，不然直接给你复位了。（都是血泪···）
拍照闪光的不要
剩下的就是FIFO的控制IO了。
（录音机啥的都是比喻哈）
RCK就是你按录音机暂停键的信号，读一次数据给一个上升沿。
WR就是控制你录音机是否录音的IO，高电平时录音。
OE就是你录音机的电源键。
WRST就是写复位，相当于把录音机倒带到开始，录音时从磁带的开头往后记录。
RRST就是读复位，相当于吧录音机倒带，然后从头听。
一幅图像的读取

读取过程及其简单，我用录音机比喻的方式说：
/>>>（图像写入）录音过程
1.等待帧同步信号拉高
2.FIFO复位写指针（录音机倒带到磁带开头）
3.FIFO写允许（录音机按下录音键）
4.等待帧同步信号再次拉高（说明第二幅图到来，同时说明第一幅图写完了）
5.FIFO写禁止（停止录音）
/>>>读图过程（听录音）
1.FIFO读指针复位（录音机倒带到磁带开头）
2.FIFO给RCK（按下录音机播放键，这里假设录音机按一下放半句话，一句话代表一个像素）
3.读数据（听第一句话的上半句）
4.FIFO给RCK
5.读数据（听第一句话的下半句）
6.FIFO给RCK
7.读数据（听第二句话的上半句）
8.FIFO给RCK
9.读数据（听第二句话的下半句）
·············如此循环读出全部像素
n.读完最后一个像素
结束，获得全部图像像素数据。
OV7670寄存器配置

这是个体力活，英语不好的先放放。虽然有中文寄存器手册，看起来也费劲，错误还挺多。而且还要了结图像光学啥的，先放着，直接用例程的代码配置。毕竟100多个寄存器呢。
在这里推荐OV7670_software_application_note文档。还有这篇博客
寄存器配置过程，也可以直接拿来用
不过使用前最好看一下寄存器手册，先用彩条输出测试一下能否正常工作。彩条输出样子是下图，如果这个都出不来，赶紧检查一下线路，确保没问题。或者读图过程是否有漏洞。（可以检测SCCB通信是否正常，基本都是这个出问题。）

这里上位机我直接用易语言随便编写的，针对这种上位机编写，易语言比其他语言方便很多，不过同时e写出来的程序也会大一点，还可能被杀毒软件误杀！
我踩过的坑

SCCB通信正常，但是寄存器设置不进去，最后发现，每次设置完才初试化OV7670的RST引脚，结果给重启了，刚写的全部抹掉。
寄存器问题，这个问题多，自己慢慢踩吧。
摄像头调焦距问题，很白痴但是很重要。彩条输出如果没问题的话，出不来图像，看看有没有调焦距，我的模块买的镜头有点摩擦，我以为焦距调节到头了，结果还处在2000度近视的状态~~，导致每次出图都是一片渐变灰色。结果一狠心使劲扭了几圈镜头，戴上眼镜了，视力瞬间到5.0.

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