無線圖像(視頻)傳輸系統(tǒng)ARM9+Atmega16+OV7620+nrf24l01(一)
很多人可能會這樣驚訝的問道,況且,直到現(xiàn)在我也不能確定能不能傳輸視頻,我本人覺得估計也有點吃力!!!不過現(xiàn)在已經(jīng)完成了圖片的傳輸,從傳輸時間來看還是漫長的讓人接受不了,一張320*240圖片的傳輸大概需要10s(后面會詳述為什么會有這么長時間和可以改進(jìn)的地方),但是,一張完整圖片經(jīng)過無線發(fā)射完只需1.2s(去除發(fā)送等待時間大概只需720ms)左右的時間,大部分時間還是消耗在采集端的發(fā)送延時等待(目前還沒有用中斷,下一步改成中斷處理)以及上位機(ARM9)驅(qū)動中的數(shù)據(jù)復(fù)制(copy to usr,用mmap方式應(yīng)該會快一點(引用別人的結(jié)論——用mmap方法就不會造成CPU的CACHE頻繁失效,從而大大節(jié)約時間——Ethan的《copy_to_user與mmap的工作原理》),這也是下一步的計劃),并且這些數(shù)據(jù)都是沒有經(jīng)過任何處理的原始RGB BAYER PATTERN。為什么要做這個平臺呢??原因在于目前參加了一個省競賽,關(guān)于《都市開心農(nóng)場》(QQ農(nóng)場的實例版),考慮到植物生長的相對靜態(tài)性,不需要實時的圖像采集,并且考慮到這個項目要和物聯(lián)網(wǎng)或是無線傳感網(wǎng)有關(guān)聯(lián),所以就采用了這個無線傳輸方案。先不說可行性了,關(guān)鍵在于學(xué)習(xí),這20天中,也學(xué)習(xí)了不少東西,ARM驅(qū)動開發(fā)、圖像的格式,顯示以及液晶屏framebuffer的使用。下面就一步步敘述整個開發(fā)過程吧。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/148442.htm先來說說目前已經(jīng)達(dá)到的效果,通過Atmega16+OV7620+nrf24l01采集圖像,圖像格式可以設(shè)為YUV422,RGB RAW16,RGB8bit,前兩種目前只能顯示為灰度圖像(OV7620的UV管腳沒有用,只能通過Y通道獲取數(shù)據(jù))并且對圖像這塊也不了解,GB8bit支持彩色顯示,可以在4.3 16bpp LCD上顯示(圖像質(zhì)量還可以),并且可以通過網(wǎng)絡(luò)傳到上位機(電腦),不過,這塊還沒有做好,只能接收到數(shù)據(jù),還沒有顯示出來(這也是后面的工作了)。ARM+nrf24l01作為目前的終端(這個也只是作為我一個項目中的網(wǎng)關(guān),所以先熟悉了再說,不過到時候可不是nrf24了)?;旧弦呀?jīng)完成了圖像的采集、傳輸、處理(顯示)整個流程,最后要做的也是最困難的——優(yōu)化。
作為開發(fā)記錄文檔, 我想分為4個部分分別描述整個過程的關(guān)鍵之處:
nrf24l01無線射頻模塊
OV7620圖像傳感器
nrf24l01 在ARM上的驅(qū)動
圖像在lcd中顯示
首先,nrf24l01無線收發(fā)模塊之前從未接觸過,用過的也都是TI 早期的CC1000,CC1101模塊,為什么要選它呢??可能是因為它操作簡單吧(競賽有時間限制啊),也可能是因為它有兩種傳輸速率1M、2M(目前用的是1M,期待2M有所改善),而那些用于ZIGBEE的速率也都在250kbps左右,即選之則安之。微控制器采用的是Atmega16,時鐘采用外部晶振7.3728MHz(暈,為什么用這么一個頻率呢?!!)。nrf24l01通過Atmega16通用IO模擬出的SPI連接(第一個瓶頸)。那么首先來說說IO模擬SPI問題,Atmega16 SPI總線頻率最高可達(dá)到時鐘頻率的一半(主機方式),而nrf24l01 datasheet上標(biāo)注了SPI 頻率可以支持到8MHz,所以當(dāng)初應(yīng)該選擇主頻更高的晶振。在本平臺中沒有使用SPI接口,而是用IO模擬的SPI時序(因為這樣的程序網(wǎng)上到處都是),后來才發(fā)現(xiàn),IO模擬的SPI速率是很慢的(具體慢多少我也不清楚),所以下一步打算直接用SPI接口操作好了。下面貼出部分程序段;
/*SPI 寫,返回狀態(tài)值。模擬SPI 先MSB(DORD=0) 、SCK空閑時為低電平(CPOL=0)、起始沿采樣,下降沿設(shè)置(CPHA=0)*/
char SPI_RW(char data)
{
char i,temp=0;
for(i=0;i8;i++) // output 8-bit
{
if(data 0x80)
{
PORTB |= (1 PB5) ;
}
else
{
PORTB = ~(1 PB5);
}
data = (data 1);
temp=1;
PORTB |= (1 PB7);
if(PINB (1 PB5))temp++;
PORTB = ~(1 PB7);
}
return(temp);
}
//SPI READ
char SPI_Read(char reg)
{
char reg_val;
PORTB = ~(1 PB4); // CSN low, initialize SPI communication...
SPI_RW(reg); // Select register to read from..
reg_val = SPI_RW(0); // read registervalue
PORTB |= (1 PB4); // CSN high, terminate SPI communication
return(reg_val);
}
其他的函數(shù)都可以由這兩個函數(shù)演變。還有個問題就是軟件延時的問題,這也是今天才發(fā)現(xiàn)的問題,比如在時鐘頻率為7.3728M時,循環(huán)for(i=0;i254;i++)執(zhí)行時間大概為138us,一個for循環(huán)的執(zhí)行次數(shù)為4*N+4.下面這個毫秒級延時函數(shù)則比較經(jīng)典:
void delay_1ms(void)
{
unsigned int i;
for(i=1;i(unsigned int)(xtal*143-2_;i++)
;
}
在上式中,xtal為晶振頻率,單位為MHz.
OK,今天就寫到這里。
此文僅作為開發(fā)記錄文檔,錯誤在所難免!
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