LISA Camera 摄像头捕获示例

功能说明

本示例演示如何使用 LISA Camera 驱动接口，实现连续捕获图像并通过串口高速发送的功能。主要包括：

设备初始化：初始化摄像头、DVP、I2C、UART等设备。
参数配置：配置摄像头的分辨率、像素格式等参数。
连续捕获：在主循环中连续捕获图像帧。
串口发送：将捕获到的图像数据通过串口（DMA模式，3Mbps）发送出去，可用于上位机显示或分析。

本示例展示了摄像头驱动在实际应用场景中的数据流处理，需要连接摄像头硬件才能正常运行。

硬件连接

摄像头连接

摄像头通过 DVP (Digital Video Port) 接口连接到主控芯片：

信号	说明	连接
XCLK	主时钟输出（24MHz）	主控→摄像头
PCLK	像素时钟输入	摄像头→主控
VSYNC	垂直同步信号	摄像头→主控
HSYNC	水平同步信号	摄像头→主控
D0-D7	8位数据总线	摄像头→主控
SDA	I2C数据线（传感器配置）	双向
SCL	I2C时钟线（传感器配置）	主控→摄像头
VCC	电源（通常3.3V或2.8V）	-
GND	地	-

示例步骤

初始化 uart1 设备，配置为 3Mbps 波特率，DMA 传输模式。
获取 camera 设备句柄并检查设备是否就绪。
配置摄像头硬件参数，包括 MCLK、PWDN、I2C 等。
查询并打印摄像头的能力信息（最大分辨率、支持格式等）。
配置并挂载 DVP 总线接口。
启动摄像头。
进入主循环，连续调用 lisa_camera_capture() 捕获图像帧。
将捕获到的图像帧数据通过 uart1 异步发送。
释放帧缓冲区，准备下一次捕获。

编译

重要提示：在编译前，请先确认您使用的开发板型号。SDK 目前支持以下开发板：

arcs_evb - ARCS EVB 评估板
arcs_mini - ARCS Mini 开发板

根据您的开发板型号，选择对应的编译命令：

在示例目录下执行编译:

# 使用 arcs_evb 开发板
./build.sh -C -DBOARD=arcs_evb

# 或使用 arcs_mini 开发板
./build.sh -C -DBOARD=arcs_mini

Note

如果在 SDK 根目录执行，需要指定示例路径:

# 使用 arcs_evb 开发板
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_evb

# 或使用 arcs_mini 开发板
./build.sh -C -S samples/<示例路径> -DBOARD=arcs_mini

Note

确保已安装对应的工具链。

烧录

编译完成后，使用 SDK tools 目录下的 cskburn 工具烧录固件:

./tools/burn/cskburn -s /dev/ttyUSB0 -b 3000000 0x0 build/arcs.bin -C arcs

Note

烧录参数说明：

-s /dev/ttyUSB0：串口设备路径，需要根据实际情况修改 - Linux 系统：通常是 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyACM0 - 可通过 ls /dev/tty* 命令查看可用串口设备 - 不同开发板或 USB 转串口芯片可能使用不同的设备名
-b 3000000：烧录波特率（3Mbps）
0x0：烧录起始地址
build/arcs.bin：编译生成的固件路径
-C arcs：芯片类型

注意事项：

确保开发板已正确连接到电脑
如果无法识别串口设备，请检查 USB 连接线是否正常，或尝试其他 USB 端口

预期输出

=== LISA Camera Driver Sample ===
Serial initialized (3Mbps)
camera device ready
Setting up camera...
Camera capabilities: max_width=1600, max_height=1200, supported_formats=0x... 
Starting camera...
Captured frame: 640x480, len=614400, ts=123
Send frame: .. .. .. ... .. .. .., len=614400
Frame 1 sending...
Captured frame: 640x480, len=614400, ts=156
Send frame: .. .. .. ... .. .. .., len=614400
Frame 2 sending...
...

核心 API

API	说明
`lisa_device_get()`	获取设备对象
`lisa_device_ready()`	检查设备是否就绪
`lisa_camera_attach_bus()`	附加 DVP/SPI 总线接口
`lisa_camera_setup()`	配置摄像头参数（分辨率、格式等）
`lisa_camera_get_capabilities()`	查询摄像头能力
`lisa_camera_start()`	启动摄像头
`lisa_camera_stop()`	停止摄像头
`lisa_camera_capture()`	捕获一帧图像
`lisa_camera_release_fb()`	释放帧缓冲区

关键代码

1. 配置DVP总线

lisa_camera_bus_config_t bus_config = {
    .bus_type = LISA_CAMERA_BUS_DVP,
    .config.dvp = {
        .dvp_dev = dvp_dev,
        .pixel_offset = 0,
        .line_offset = 0,
        .pclk_polarity = 1,   /* 上升沿采样 */
        .vsync_polarity = 0,  /* 低电平有效 */
        .hsync_polarity = 0,  /* 低电平有效 */
        .data_width = 8,      /* 8位数据总线 */
        .dma_dev = dma_dev,
        .dma_channel = 0,
    }
};

lisa_camera_attach_bus(camera_dev, &bus_config);

2. 配置并启动摄像头

lisa_camera_config_t config = {
    .pixel_format = LISA_CAMERA_PIXFMT_RGB565,
    .framesize = LISA_CAMERA_FRAMESIZE_QVGA,  /* 320x240 */
    .xclk_freq_hz = 24000000,  /* 24MHz */
    .fb_count = 2,             /* 2个帧缓冲区 */
    .enable_hmirror = false,
    .enable_vflip = false,
};

lisa_camera_setup(camera_dev, &config);
lisa_camera_start(camera_dev);

3. 捕获并发送图像

/* 主循环：捕获图像并通过串口发送 */
int send_cnt = 0;
while (1) {
    lisa_camera_fb_t *fb = NULL;

    /* 捕获一帧图像 */
    ret = lisa_camera_capture(camera_dev, &fb);
    if (ret != LISA_DEVICE_OK || fb == NULL) {
        LOGE("Capture failed: %d", ret);
        continue;
    }

    /* 通过串口发送图像数据 */
    if (serial_tx_ready()) {
        memcpy(uart_buf, fb->buf, fb->len);
        serial_send(uart_buf, fb->len);
        send_cnt++;
    }

    /* 立即释放帧缓冲区 */
    lisa_camera_release_fb(camera_dev, fb);
}

配置说明

示例需要在 prj.conf 中配置：

CONFIG_LISA_DEVICE=y      # 使能 LISA 设备框架
CONFIG_LISA_I2C=y         # 使能 I2C 驱动（传感器配置）
CONFIG_LISA_I2C0=y        # 使能 I2C0 控制器
CONFIG_LISA_CAMERA=y      # 使能 Camera 驱动
CONFIG_LOG=y              # 使能日志功能

像素格式说明

格式	说明	字节/像素	用途
RGB565	16位RGB	2	显示、预览
RGB888	24位RGB	3	高质量图像
YUV422	YUV 4:2:2	2	视频编码
YUV420	YUV 4:2:0	1.5	视频压缩
GRAY	灰度	1	图像处理
JPEG	JPEG压缩	可变	存储、传输

分辨率说明

名称	分辨率	像素数	用途
QQVGA	160x120	19K	低功耗预览
QVGA	320x240	77K	预览、识别
VGA	640x480	307K	标准图像
SVGA	800x600	480K	高清预览
HD	1280x720	922K	高清视频
UXGA	1600x1200	1.92M	高分辨率照片

注意事项

内存需求：
- QVGA RGB565: ~154KB/帧
- VGA RGB565: ~614KB/帧
- 需要预留足够的内存用于帧缓冲区
帧率：
- 帧率取决于分辨率、像素格式和系统负载
- 典型值：QVGA 30fps, VGA 15fps
时钟配置：
- 摄像头通常需要24MHz外部时钟（XCLK）
- 确保时钟配置正确
I2C通信：
- 传感器通过I2C配置寄存器
- 确保I2C引脚和上拉电阻正确
DMA传输：
- 建议使用DMA提高传输效率
- 注意DMA缓冲区对齐要求
回调函数：
- 回调在中断上下文执行
- 不要在回调中执行耗时操作
- 不要在回调中阻塞

故障排查

1. 设备初始化失败

现象：lisa_device_get() 返回 NULL 或不就绪

可能原因：

设备未在设备树中配置
驱动未使能
引脚配置错误

解决方法：

检查 prj.conf 中的配置项
确认设备树配置正确
使用示波器检查XCLK信号

2. 捕获失败

现象：lisa_camera_capture() 返回错误

可能原因：

摄像头未正确初始化
DVP信号连接错误
DMA配置问题

解决方法：

检查PCLK、VSYNC、HSYNC信号
确认数据线D0-D7连接正确
验证DMA通道配置

3. 图像异常

现象：图像花屏、偏色、条纹

可能原因：

时钟极性配置错误
数据对齐问题
内存不足

解决方法：

调整 pclk_polarity、vsync_polarity、hsync_polarity
检查帧缓冲区大小
确保DMA缓冲区地址对齐

参考资料

LISA Device 框架文档
LISA Camera 驱动文档
DVP接口规范