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stm32摄像头调试 | 串口传输照片数据 | 用python来设计上位机通信软件
问题
stm32驱动ov7670摄像头，但是没有屏幕，怎么查看照片呢？
思路
能否通过串口通信，把照片传输到电脑上呢？
通过百度搜索，发现了一款调试助手，这个调试助手支持摄像头调试，或许我先可以试试用一下这个调试助手，然后用python把实现它的摄像头调试功能。
山外多功能调试助手
这个软件的特点如下：- 支持彩色摄像头、灰度摄像头、二值化摄像头。
- 分辨率可调
- 彩色摄像头格式有：RGB565 小端和 RGB565 大端
通信协议如下：
根据它的通信协议，stm32串口传输代码可以这样写：extern u8 ov_sta; //在ov7670.c里面定义，当ov7670拍摄了完整的一张照片时，ov_sta=1 void send_pic_using_USART() // 使用串口发送数据 { u8 pixel1, pixel2; u32 j=0; GPIO_WriteOutBits(OV7670_RRST_GPIO, OV7670_RRST_PIN, RESET); // RRST=0 复位读指针开始 OV7670_RCK_L; OV7670_RCK_H; OV7670_RCK_L; GPIO_WriteOutBits(OV7670_RRST_GPIO, OV7670_RRST_PIN, SET); // RRST=1 复位读指针结束 OV7670_RCK_H; // 发送帧头 Usart_Sendbyte(COM_PORT, 0x01); Usart_Sendbyte(COM_PORT, 0xfe); for(j=0;j<76800;j++) // 240*320=76800 { OV7670_RCK_L; pixel1 = OV7670_DATA; // 读1个数据，得到高字节 OV7670_RCK_H; OV7670_RCK_L; pixel2 = OV7670_DATA; // 读数据，得到低字节 OV7670_RCK_H; // 发送数据，上位机要选择大端。 Usart_Sendbyte(COM_PORT, pixel1); // 发送高字节 R5 G3 Usart_Sendbyte(COM_PORT, pixel2); // 发送低字节 G3 B5 } // 发送帧尾 Usart_Sendbyte(COM_PORT, 0xfe); Usart_Sendbyte(COM_PORT, 0x01); ov_sta=0; // 把ov_sta设成0后，ov7670会把新的照片数据写入到FIFO芯片中 }- 1
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调试经验：
多次调试发现，上位机设成小端时，传输的照片发蓝发绿，没法看。
上面的串口传输代码，是最终的代码，是可以看到照片的，把上位机设成这样就可以看到照片了。
相应的ov7670寄存器配置如下：
//初始化寄存器序列及其对应的值：{寄存器, 值} const u8 ov7670_init_reg_tbl[][2]= { /*以下为OV7670 QVGA RGB565参数 */ {0x3a, 0x04},//当分辨率改变时，传感器不会自动设置窗口，后端处理器能立即调整窗口 {0x40, 0xd0},//输出范围：[00]到[FF]，RGB565，在RGB444[1]为低时有效 {0x12, 0x14},//SCCB Register Reset: 0(Not)，输出格式：QVGA，RGB /*输出窗口设置*/ //Horizontal Frame {0x32, 0x80},//HREF control，bit[2:0]：HREF start 3 LSB，bit[5:3]：HREF end 3 LSB，bit[7:6]：HREF edge offset to data output {0x17, 0x16},//HSTART start high 8-bit MSB {0x18, 0x04},//HSTOP end high 8-bit MSB //Vertical Frame {0x19, 0x02},//VSTRT start high 8-bit MSB {0x1a, 0x7b},//VSTOP end high 8-bit MSB {0x03, 0x06},//VREF control, bit[1:0]: VREF start 2 LSB，bit[3:2] VREF end 2 LSB，bit[7:6]：AGC[9:8] {0x0c, 0x00},//省电模式期间输出时钟三态和数据三态，禁止缩放，禁止DCW使能 {0x15, 0x00},//PCLK连续输出，在PCLK的下降沿VSYNC改变 {0x3e, 0x00},//正常的PCLK，禁止缩放参数手动调节，PCLK分频(PCLK divider)为1（不分频） {0x70, 0x3a},//无测试图案输出，垂直缩放系数为0x3a {0x71, 0x35},//水平缩放系数为0x35 {0x72, 0x11},//竖直平均计算、水平平均计算、竖直亚抽样、水平亚抽样 {0x73, 0x00},//DSP缩放时钟分频 {0xa2, 0x02},//15 {0x11, 0x81},//时钟分频设置,0,不分频. {0x7a, 0x20}, {0x7b, 0x1c}, {0x7c, 0x28}, {0x7d, 0x3c},//20 {0x7e, 0x55}, {0x7f, 0x68}, {0x80, 0x76}, {0x81, 0x80}, {0x82, 0x88}, {0x83, 0x8f}, {0x84, 0x96}, {0x85, 0xa3}, {0x86, 0xaf}, {0x87, 0xc4},//30 {0x88, 0xd7}, {0x89, 0xe8}, {0x13, 0xe0}, {0x00, 0x00},//AGC {0x10, 0x00}, {0x0d, 0x00},//全窗口， 位[5:4]: 01 半窗口，10 1/4窗口，11 1/4窗口 {0x14, 0x28},//0x38, limit the max gain {0xa5, 0x05}, {0xab, 0x07}, {0x24, 0x75},//40 {0x25, 0x63}, {0x26, 0xA5}, {0x9f, 0x78}, {0xa0, 0x68}, {0xa1, 0x03},//0x0b, {0xa6, 0xdf},//0xd8, {0xa7, 0xdf},//0xd8, {0xa8, 0xf0}, {0xa9, 0x90}, {0xaa, 0x94},//50 {0x13, 0xe5}, {0x0e, 0x61}, {0x0f, 0x4b}, {0x16, 0x02}, {0x1e, 0x07},//图像输出镜像控制//修改配置值将产生图像显示上下或左右颠倒 {0x21, 0x02}, {0x22, 0x91}, {0x29, 0x07}, {0x33, 0x0b}, {0x35, 0x0b},//60 {0x37, 0x1d}, {0x38, 0x71}, {0x39, 0x2a}, {0x3c, 0x78}, {0x4d, 0x40}, {0x4e, 0x20}, {0x69, 0x00}, {0x6b, 0x40},//PLL*4=48Mhz {0x74, 0x19}, {0x8d, 0x4f}, {0x8e, 0x00},//70 {0x8f, 0x00}, {0x90, 0x00}, {0x91, 0x00}, {0x92, 0x00},//0x19,//0x66 {0x96, 0x00}, {0x9a, 0x80}, {0xb0, 0x84}, {0xb1, 0x0c}, {0xb2, 0x0e}, {0xb3, 0x82},//80 {0xb8, 0x0a}, {0x43, 0x14}, {0x44, 0xf0}, {0x45, 0x34}, {0x46, 0x58}, {0x47, 0x28}, {0x48, 0x3a}, {0x59, 0x88}, {0x5a, 0x88}, {0x5b, 0x44},//90 {0x5c, 0x67}, {0x5d, 0x49}, {0x5e, 0x0e}, {0x64, 0x04}, {0x65, 0x20}, {0x66, 0x05}, {0x94, 0x04}, {0x95, 0x08}, {0x6c, 0x0a}, {0x6d, 0x55}, {0x4f, 0x80}, {0x50, 0x80}, {0x51, 0x00}, {0x52, 0x22}, {0x53, 0x5e}, {0x54, 0x80}, //{0x54, 0x40},//110 {0x09, 0x03},//驱动能力最大 {0x6e, 0x11},//100 {0x6f, 0x9f},//0x9e for advance AWB {0x55, 0x00},//亮度 {0x56, 0x40},//对比度 0x40 {0x57, 0x40},//0x40, change according to Jim's request /// //以下部分代码由开源电子网网友:duanzhang512 提出 //添加此部分代码将可以获得更好的成像效果,但是最下面一行会有蓝色的抖动. //如不想要,可以屏蔽此部分代码.然后将:OV7670_Window_Set(12,176,240,320); //改为:OV7670_Window_Set(12,174,240,320);,即可去掉最下一行的蓝色抖动 {0x6a, 0x40}, {0x01, 0x40}, {0x02, 0x40}, {0x13, 0xe7}, {0x15, 0x00}, {0x58, 0x9e}, {0x41, 0x08}, {0x3f, 0x00}, {0x75, 0x05}, {0x76, 0xe1}, {0x4c, 0x00}, {0x77, 0x01}, {0x3d, 0xc2}, {0x4b, 0x09}, {0xc9, 0x60}, {0x41, 0x38}, {0x34, 0x11}, {0x3b, 0x02}, {0xa4, 0x89}, {0x96, 0x00}, {0x97, 0x30}, {0x98, 0x20}, {0x99, 0x30}, {0x9a, 0x84}, {0x9b, 0x29}, {0x9c, 0x03}, {0x9d, 0x4c}, {0x9e, 0x3f}, {0x78, 0x04}, {0x79, 0x01}, {0xc8, 0xf0}, {0x79, 0x0f}, {0xc8, 0x00}, {0x79, 0x10}, {0xc8, 0x7e}, {0x79, 0x0a}, {0xc8, 0x80}, {0x79, 0x0b}, {0xc8, 0x01}, {0x79, 0x0c}, {0xc8, 0x0f}, {0x79, 0x0d}, {0xc8, 0x20}, {0x79, 0x09}, {0xc8, 0x80}, {0x79, 0x02}, {0xc8, 0xc0}, {0x79, 0x03}, {0xc8, 0x40}, {0x79, 0x05}, {0xc8, 0x30}, {0x79, 0x26}, {0x09, 0x00}, /// };- 1
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用python实现这个通信协议，作一个上位机软件
需要的库：serial、PIL、numpy
import serial import serial.tools.list_ports import numpy as np from PIL import Image import time import os def rgb5652array(rgb565, normal_type=False): img_list = [] for i in range(0, len(rgb565), 2): pixel = (rgb565[i] << 8) | rgb565[i+1] r = pixel >> 11 g = (pixel >> 5) & 0x3f b = pixel & 0x1f if normal_type is True: # 回到正常范围 r = r * 255.0 / 31.0 g = g * 255.0 / 63.0 b = b * 255.0 / 31.0 img_list.append([r, g, b]) img_list = np.array(img_list).reshape((240, 320, 3)) return img_list # %% # 获取串口列表 ports_list = list(serial.tools.list_ports.comports()) if len(ports_list) <= 0: print("无串口设备。") else: print("可用的串口设备如下：") for comport in ports_list: print(list(comport)[0], list(comport)[1]) # %% ser = serial.Serial() ser.port = ports_list[0][0] ser.baudrate = 115200 ser.bytesize = 8 ser.stopbits = 1 ser.parity = 'N' print("串口详情参数: ", ser) try: ser.open() # 打开串口 except Exception as e: print(e) # %% running_time = time.time() threshold = 120 pic_count = 0 # 统计从下位机收到的照片数 while ser.isOpen(): try: size = ser.inWaiting() if time.time() - running_time > threshold: # threshold秒后没接到信息就退出 break if size >= 24: running_time = time.time() cmd = ser.read(24).decode('utf-8', 'replace') start_idx = cmd.find('car') # 找到指令头car的起始位置 if start_idx != -1: print("接收到指令：", cmd) # 形如 car0000001 17 00000000end park_id = int(cmd[start_idx+3:start_idx+3+8]) opcode = int(cmd[start_idx+11:start_idx+11+2]) data = cmd[start_idx+13:start_idx+13+8] if opcode == 17: # 上传照片 print('正在上传照片') flag_start = time.time() flag_end = flag_start data = [] count = 0 number = 1 # 获取1张照片 while ser.isOpen(): if count >= number: break try: size = ser.inWaiting() if size >= 2: two_byte = ser.read(2) if two_byte[0] == 1 and two_byte[1] == 254: flag_start = time.time() print('检测到帧头') elif two_byte[0] == 254 and two_byte[1] == 1: flag_end = time.time() print('检测到帧尾') if flag_start > flag_end: data.append(two_byte[0]) data.append(two_byte[1]) elif flag_start < flag_end or len(data) >= 200000: flag_start = time.time() flag_end = flag_start count = count + 1 pic_count = pic_count + 1 length = len(data) - 2 print('照片数据长度:{}'.format(length)) if length == 153600: # 240×320=76800的图片数据 data = data[0+2:] elif length > 153600: data = data[0+2:153600+2] else: data.extend(list([0 for i in range(153600 - (length))])) data = data[0+2:] print('处理后长度:{}'.format(len(data))) pic = rgb5652array(data, True) print('RGB565解码完成') pic = pic.astype('uint8') img = Image.fromarray(pic).convert('RGB') img_path = './inference/images/pic_{}.png'.format(pic_count) print('保存照片到: %s\n' % img_path) img.save(img_path) data = [] except Exception as e: print(e) elif opcode == 18: # 识别车牌 pass elif opcode == 15: # 计费 pass else: pass except Exception as e: print(e) ser.close()- 1
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简单的介绍一下吧，这是我做为车牌识别这个项目而写的上位机软件。
单片机先发送24位的指令，如果这个指令的操作码是17，即这个指令为car0000001 17 00000000end，上位机进入接收照片模式，等待下位机发送1张照片数据，下位机发送照片的协议就是山外调试助手的照片通信协议，上位机软件（python程序）使用按照这个通信协议来解析照片。
至于那个24位的指令，则是为了实现上位机多功能而设计的，你可以根据自己的需求来修改。指令头 车位号 操作码 数据段 指令尾 car 七位 两位 八位 end car 0000001 17 00000000 end 这个指令是一个字符串，单片机通过串口发送字符串给上位机（python程序）。
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_50258800/article/details/126155626