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在图3中，利用STM32F417的PC0～PC7口接收OV7670输出经过AL422B缓存后的8位图像数据。OV7670的SIO_D、SIO_C接口与STM32F417的PA6、PA7引脚相连，通过该接口实现对摄像头的初始化配置。STM32F417的PE0、PE1、PB7、PB8分别控制AL422B的时钟信号、写复位、读复位以及读使能信号。PB9与OV7670输出的行扫描信号通过与非芯片实现对帧缓存器写使能的控制，STM32F417的PA10引脚通过中断的方式检测摄像头是否输出一帧完整的图像。
由于OV7670带有标准SCCB接口，同时兼容I2C总线接口，本设计采用STM32F417产生的I2C总线信号模拟SCCB，实现对摄像头内部寄存器的初始化配置以及对其行场同步信号、开窗及输出格式的设置。对OV7670寄存器的配置方法如下：首先，发送OV7670的写地址0x42，然后发送写数据的目的寄存器地址和数据，从而初始化写操作；通过发送OV7670的读地址0x43，完成对读操作的初始化，从而实现对OV7670摄像头的初始化配置。
在对摄像头工作参数配置过程中，将OV7670的寄存器DBLV设为0x80，对输入时钟倍频数进行控制。设置寄存器BRIGHT、CONTRAS，控制图像的亮度和对比度。通过寄存器REG75、REG76设置图像边缘增强上、下限。在对摄像头测试阶段，首先将寄存器ACALING_YSC设为0x85，显示8色彩条，测试阶段结束后将该寄存器设为0x00，进入非测试模式。
OV7670输出同步信号包括：场同步信号VSYNC、行同步信号HREF、像素时钟PCLK。根据OV7670数据手册提供的同步信号时序图可知，OV76 70摄像头的像素时钟PCLK与FIFO写时钟WCLK相连接，在PCLK有效时将数据写入FIFO。场同步信号VSYNC为扫描一帧图像定时，在两个正脉冲之间完成一帧图像的扫描。
当STM32F417第一次检测到VSYNC下降沿时，系统第一次产生中断，表明OV7670开始输出一帧图像，STM32F417将FIFO_WEN置高电平，当HREF有效(高电平)时，FIFO_WEN与HREF通过与非门使能FIFO的WCK，将有效图像数据自动写入FIFO中。
当第二次VSYNC中断产生时，表明已经将一帧完整的图像写入FIFO，系统通过将FIFO_WEN置低，锁存一帧图像数据，实现图像的静态存储。此时，STM32F417送给FIFO的读时钟RCLK一个上升沿，将数据从FIFO中读出来，完成图像数据的实时采集与提取。
1．7 存储模块
SD卡支持SPI和SD两种模式，本设计采用SPI模式，将SD卡的CMD引脚与SFM32F417的SPI3_MOSI相连，CLK连接STM32F417的SPI3_SCK引脚，DATA0连接STM32F417的SPI3_MISO引脚，DATA3作为片选CS与STM32F417的PA15相连；在SD卡收到复位命令时，若CS为有效电平则启动SPI模式，SD卡在SPI3_SCK的控制下通过DATA0完成数据的读写。

2 系统软件设计
在图像采集软件设计中，对系统各个部分的初始化是最为关键的一步，只有对各部分初始化成功以后，才能实现图像采集功能。图像采集初始化程序主要包括对系统、SCCB接口、OV7670摄像头、FIFO缓存器ALA22B等的初始化。在系统初始化设置成功以后，微控制器不断监测VSYNC信号电平变化，根据VSYNC产生的中断情况，控制FIFO对图像数据的读／写。图像采集程序流程图如图4所示。

关键词： 图像采集 STM32F417 OV7670 FIFO