基于STM32的照相机系统软件设计

系统软件设计

关于STM32的片上资源，LCD ILI9341液晶屏的基本配置，SD卡的驱动及文件系统，OV7725摄像头功能的介绍已经在上一个章节中进行了详细的说明。硬件平台的搭建都是建立在STM32开发板与其他器件模块连接上的，本章节则主要采用自顶向下，层层细化的程序设计思想，分模块讲解整个系统的软件实现流程。

3.1 顶层程序设计

STM32照相机基本流程可以描述为：系统初始化，拍照处理。首先是系统初始化，包括系统时钟配置，对按键的GPIO和中断使能，LED的GPIO初始化；再初始化LCD的GPIO，FSMC总线功能和内部寄存器；还有初始化SD卡FATFS文件系统并使能SDIO的中断；最后，在实现模拟SCCB总线后，OV7725还需要配置FIFO的GPIO和OV7725内部的寄存器，并初始化场信号线。接着，拍照处理：等待帧同步信号，进入摄像；等待按键，开始拍照（即液晶截屏）并将图片保存到SD卡中，见图3.1。

3.2 系统初始化程序设计

3.2.1 GPIO初始化

在第二章的主控模块部分已经介绍了GPIO的寄存器和引脚的输入输出模式，对复用功能实现也做出了详细说明。在STM32控制下的LED，KEY的GPIO以及LCD，SD card，摄像头使用的所有GPIO或特殊功能引脚的设置都要通过流程图来实现（图3.2）。

3.2.2 LCD初始化

LCD初始化主要包括两个内容：FSMC总线配置，LCD寄存器配置，见图3.3。程序中的涉及液晶屏的读写操作（如清屏，设置液晶扫描方向以及写入图片信息），都是在向Bank1_LCD_C和Bank1_LCD_D两个区域分别写入命令和数据实现的。其中，命令/数据的含义可参考ILI9341参考手册上的内容，在第二章的液晶显示模块中也给出了部分指令的含义。

3.2.3 SD卡文件系统初始化

SD卡文件系统初始化可分两块：SD卡中断初始化和硬件初始化。如何设置中断和FatFs文件系统的函数接口前面都已经介绍过了，图3.4是整个SD卡文件系统的初始化流程图。

3.2.4 OV7725初始化

摄像头OV7725的初始化分为三大部分：SCCB总线和FIFO的GPIO初始化，传感器的初始化，场信号线的初始化。其中的SCCB总线时序在上一章已经讲过，图3.5是OV7725初始化的程序流程图。

图3.1 主程序流程图

图3.2 GPIO的配置及复用

图3.3 LCD初始化流程

图3.4 SD卡文件初始化流程

图3.5 OV7725初始化流程

3.3 拍照处理程序设计

前几个小节详细介绍了各个子模块的初始化的实现，从主程序框图上看，还要有FIFO的准备，图像采集与显示，中断服务程序，液晶截屏与保存子程序。FIFO的准备（使能数据出FIFO输出），图像采集与显示是通过反复的读FIFO的输出并往LCD寄存器写入数据的过程，这些可以参考第二章的液晶显示模块和图像采集模块中FIFO的时序。最后一小节的重点是液晶截屏和图片保存的流程控制，见图3.6。

图3.6 液晶截屏与保存流程