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STM32板球系統(tǒng)開源代碼 OV2640攝像頭+兩路PWM

  [復(fù)制鏈接]
ID:226062 發(fā)表于 2017-8-9 12:15 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
聲明：此份代碼純屬開源，拋磚引玉，請(qǐng)不要拿去做倒賣以及牟利工作。謝謝！
此份代碼基于stm32F407，開發(fā)板使用正點(diǎn)原子探索者，攝像頭也是正點(diǎn)原子的OV2640攝像頭，兩路PWM。一個(gè)在PF9一個(gè)在PF7。頻率50HZ，PID定時(shí)器中斷20MS,
進(jìn)行了軟件二值化，并用極其簡(jiǎn)單的算法提取質(zhì)心。PID使用智能車常見(jiàn)的PD控制，參數(shù)還需要再仔細(xì)調(diào)整。攝像頭幀率在27-28幀左右。舵機(jī)使用MG996R，很常見(jiàn)，驅(qū)動(dòng)電壓5.9v,采用大功率穩(wěn)壓器件。由鋰電池穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)舵機(jī)。鋰電池11.4v 3S.
0.png

所有資料51hei提供下載:
板球系統(tǒng)開源代碼.7z (928.63 KB, 下載次數(shù): 506)




stm32單片機(jī)源程序如下:
  1. #include "sys.h"
  2. #include "delay.h"
  3. #include "usart.h"
  4. #include "led.h"
  5. #include "key.h"
  6. #include "lcd.h"
  7. #include "usmart.h"  
  8. #include "usart2.h"  
  9. #include "timer.h"
  10. #include "ov2640.h"
  11. #include "dcmi.h"
  12. #include "string.h"
  13. #include "pwm.h"


  16. //ALIENTEK 探索者STM32F407開發(fā)板 實(shí)驗(yàn)35
  17. //攝像頭 實(shí)驗(yàn) -庫(kù)函數(shù)版本

  19. //JPEG尺寸支持列表
  20. const u16 jpeg_img_size_tbl[][2]=
  21. {
  22.         176,144,        //QCIF
  23.         160,120,        //QQVGA
  24.         352,288,        //CIF
  25.         320,240,        //QVGA
  26.         640,480,        //VGA
  27.         800,600,        //SVGA
  28.         1024,768,        //XGA
  29.         1280,1024,        //SXGA
  30.         1600,1200,        //UXGA
  31. };


  34. void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
  35. //RGB565測(cè)試
  36. //RGB數(shù)據(jù)直接顯示在LCD上面
  37. void rgb565_test(void)
  38. {
  39.         u8 key;
  40.         LCD_Clear(WHITE);
  41.   POINT_COLOR=RED;
  42.         
  43.   OV2640_ImageWin_Set((800-480)/2,(600-600)/2,480,600);
  44.         OV2640_RGB565_Mode();        //RGB565模式
  45.         My_DCMI_Init();                        //DCMI配置
  46.         DCMI_DMA_Init((u32)&LCD->LCD_RAM,1,DMA_MemoryDataSize_HalfWord,DMA_MemoryInc_Disable);//DCMI DMA配置  
  47.          OV2640_OutSize_Set(lcddev.width,600);
  48.         DCMI_Start();                 //啟動(dòng)傳輸
  49.         while(1)
  50.         {
  51.                 key=KEY_Scan(0);
  52.                 if(key)
  53.                 {
  54.                         DCMI_Stop(); //停止顯示
  55.                         switch(key)
  56.                         {                                    
  57.                                 case KEY0_PRES:        //對(duì)比度設(shè)置
  58.                
  59.                                         break;
  60.                                 case KEY1_PRES:        //飽和度Saturation
  61.                                 
  62.                                         break;
  63.                                 case KEY2_PRES:        //特效設(shè)置                                 
  64.                                 
  65.                                         break;
  66.                                 case WKUP_PRES:                    
  67.                                        
  68.                                         break;
  69.                         }
  70.                         
  71.                         DCMI_Start();//重新開始傳輸
  72.                 }
  73.                 delay_ms(10);               
  74.         }   
  75. }


  78. u16 rgb_buf[144][176];        
  79. u16 gray;
  80. extern u8 flag;
  81. u16 hang=0;
  82. u8 X_MAX,Y_MAX=0;    //小球的坐標(biāo)信息
  83. u8 X_MAX_LSAT, X_MIN_LSAT, Y_MAX_LSAT, Y_MIN_LSAT=0;   //上一次小球坐標(biāo)位置信息
  84. u8 X,Y=0;      //小球的質(zhì)心信息
  85. u8 X_MIN,Y_MIN=180;

  87. int PWM_X,PWM_Y=0;          //pid參數(shù)初始化
  88. float Err_X,Err_Y=0;
  89. float Err_X_LAST,Err_Y_LAST=0;
  90. float Aim_X,Aim_Y=0;
  91. float Kp,Ki,Kd=0;

  93. int main(void)
  94. {
  95.     u16 i,j;
  96.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)分組2
  97.         delay_init(168);  //初始化延時(shí)函數(shù)
  98.         uart_init(115200);                //初始化串口波特率為115200
  99.         usart2_init(42,115200);                //初始化串口2波特率為115200
  100.         LED_Init();                                        //初始化LED
  101.          LCD_Init();                                        //LCD初始化  
  102.          KEY_Init();                                        //按鍵初始化
  103.         TIM3_Int_Init(200-1,8400-1);//10Khz計(jì)數(shù),1秒鐘中斷一次
  104.         
  105.         TIM14_PWM_Init(10000-1,168-1);        //重裝載值10000，所以PWM頻率為 150hz.      //舵機(jī)預(yù)留
  106.         TIM11_PWM_Init(10000-1,336-1);        //重裝載值10000，所以PWM頻率為 150hz.        
  107.         
  108.          usmart_dev.init(84);                //初始化USMART
  109.          POINT_COLOR=RED;//設(shè)置字體為紅色
  110.         LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");        
  111.         LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"OV2640 TEST");        
  112.         LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
  113.         LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/5/14");           
  114.         while(OV2640_Init())//初始化OV2640
  115.         {
  116.                 LCD_ShowString(30,130,240,16,16,"OV2640 ERR");
  117.                 delay_ms(200);
  118.             LCD_Fill(30,130,239,170,WHITE);
  119.                 delay_ms(200);
  120.         }
  121.         LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"OV2640 OK");  
  122.    
  123.     OV2640_OutSize_Set(176,144);
  124.     OV2640_RGB565_Mode();        //RGB565模式
  125.     My_DCMI_Init();                        //DCMI配置
  126.     DCMI_DMA_Init((u32)rgb_buf,sizeof(rgb_buf)/4,DMA_MemoryDataSize_HalfWord,DMA_MemoryInc_Enable);//DCMI DMA配置
  127.     DCMI_Start();                 //啟動(dòng)傳輸
  128.         
  129.         
  130.         
  131.     while(1)
  132.     {
  133.             hang=0;
  134.             LCD_SetCursor(0,0);  
  135.             LCD_WriteRAM_Prepare();                //開始寫入GRAM
  136.             for(i=0;i<144;i++)
  137.             {
  138.                 for(j=0;j<176;j++)
  139.                 {
  140.                     if(j==175)
  141.                     {
  142.                         hang++;
  143.                         LCD_SetCursor(0,i+1);  
  144.                         LCD_WriteRAM_Prepare();                //開始寫入GRAM
  145.                     }
  146.                     gray=((rgb_buf[i][j]>>11)*19595+((rgb_buf[i][j]>>5)&0x3f)*38469 +(rgb_buf[i][j]&0x1f)*7472)>>16;
  147.                     if(gray>=23)
  148.                     {
  149.                                                                                           
  150.                                                                                           if(i>8&&i<136&&j<160&&j>16)
  151.                                                                                                 {
  152.                                                                                             if(i>X_MAX) X_MAX=i;
  153.                                                                                              if(i<X_MIN) X_MIN=i;
  154.                                                                                          
  155.                                                                                          
  156.                                                                               
  157.                                                                                             if(j>Y_MAX) Y_MAX=j;
  158.                                                                                              if(j<Y_MIN) Y_MIN=j;
  159.                                                                                          
  160.                                                                                                 }
  161.                         LCD->LCD_RAM=WHITE;
  162.                     }
  163.                     else
  164.                     {
  165.                                                                                          
  166.                         LCD->LCD_RAM=BLACK;
  167.                     }
  168.                 }
  169.             }
  170.                                                 
  171.                                         X_MAX_LSAT =        X_MAX;    //更新pid的real坐標(biāo)信息 清除掉本次坐標(biāo)用于再次遍歷最大值 最小值
  172.                                   X_MIN_LSAT =        X_MIN;
  173.                                   Y_MAX_LSAT =        Y_MAX;
  174.                                   Y_MIN_LSAT =        Y_MIN;   
  175.                                                 
  176.                                   X_MAX=0;
  177.                                   X_MIN=180;
  178.                                         Y_MAX=0;
  179.                                   Y_MIN=180;
  180.                                                 
  181.                                         X=(X_MAX_LSAT+X_MIN_LSAT)/2;
  182.                                   Y=(Y_MAX_LSAT+Y_MIN_LSAT)/2;
  183.                                        
  184.                         //                TIM_SetCompare1(TIM14,9340);        //修改比較值，修改占空比
  185.                         
  186.                         //                TIM_SetCompare1(TIM11,9300);        //修改比較值，修改占空比
  187.                                                 
  188.     }
  189. }

  191. void TIM3_IRQHandler(void)
  192. {
  193.         if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中斷
  194.         {

  196.                 Kp=3.4;
  197.                 Kd=80.9;

  199.                 Aim_X=72;
  200.                 Aim_Y=88;
  201.                
  202.                 Err_X=X-Aim_X;
  203.                 Err_Y=Y-Aim_Y;
  204.                
  205.                
  206.                 PWM_X=9340+(Err_X*Kp+(Err_X-Err_X_LAST)*Kd);
  207.                 PWM_Y=9300+(Err_Y*Kp+(Err_Y-Err_Y_LAST)*Kd);
  208.                
  209.                 if(PWM_Y>9370)PWM_Y=9370;
  210.                 if(PWM_Y<9230)PWM_Y=9230;
  211.                
  212.                 if(PWM_X>9410)PWM_X=9410;
  213.                 if(PWM_X<9270)PWM_X=9270;
  214.                
  215.                 Err_X_LAST=Err_X;
  216.                 Err_Y_LAST=Err_Y;
  217.                
  218.                         TIM_SetCompare1(TIM14,PWM_X);        //修改比較值，修改占空比
  219.                         TIM_SetCompare1(TIM11,PWM_Y);        //修改比較值，修改占空比
  220.         }
  221.         TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中斷標(biāo)志位
  222. }

復(fù)制代碼

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
    學(xué)習(xí)STM32F4的DCMI接口和OV2640攝像頭模塊的使用.
   
硬件資源:
    1,DS0(連接在PF9)
    2,串口1(波特率:115200,PA9/PA10連接在板載USB轉(zhuǎn)串口芯片CH340上面)
    3,ALIENTEK 2.8/3.5/4.3/7寸TFTLCD模塊(通過(guò)FSMC驅(qū)動(dòng),FSMC_NE4接LCD片選/A6接RS)
    4,按鍵KEY0(PE4)/KEY1(PE3)
    5,DCMI接口(用于驅(qū)動(dòng)OV2640攝像頭模塊)
    6,定時(shí)器3(用于打印攝像頭幀率等信息)
    7,ALIENTEK OV2640攝像頭模塊,連接關(guān)系為:  
        OV2640模塊 ------------ STM32開發(fā)板
         OV_D0~D7  ------------  PE6/PE5/PB6/PC11/PC9/PC8/PC7/PC6
         OV_SCL    ------------  PD6
         OV_SDA    ------------  PD7
         OV_VSYNC  ------------  PB7
         OV_HREF   ------------  PA4
         OV_RESET  ------------  PG15
         OV_PCLK   ------------  PA6
         OV_PWDN   ------------  PG9

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
    本實(shí)驗(yàn)開機(jī)后，初始化攝像頭模塊（OV2640），如果初始化成功，則提示選擇模式：RGB565模式，或者
    JPEG模式。KEY0用于選擇RGB565模式，KEY1用于選擇JPEG模式。
   
    當(dāng)使用RGB565時(shí)，輸出圖像（固定為：UXGA）將經(jīng)過(guò)縮放處理（完全由OV2640的DSP控制），顯示在LCD
    上面。我們可以通過(guò)KEY_UP按鍵選擇：1:1顯示，即不縮放，圖片不變形，但是顯示區(qū)域�。ㄒ壕Х直媛�
    大�。�，或者縮放顯示，即將1600*1200的圖像壓縮到液晶分辨率尺寸顯示，圖片變形，但是顯示了整個(gè)
    圖片內(nèi)容。通過(guò)KE0Y按鍵，可以設(shè)置對(duì)比度；KEY1按鍵，可以設(shè)置飽和度；KEY2按鍵，可以設(shè)置特效。

    當(dāng)使用JPEG模式時(shí)，圖像可以設(shè)置任意尺寸（QQVGA~UXGA），采集到的JPEG數(shù)據(jù)將先存放到STM32F4的內(nèi)
    存里面，每當(dāng)采集到一幀數(shù)據(jù)，就會(huì)關(guān)閉DMA傳輸，然后將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口2（此時(shí)可以通過(guò)上位
    機(jī)軟件（串口攝像頭.exe）接收，并顯示圖片），之后再重新啟動(dòng)DMA傳輸。我們可以通過(guò)KEY_UP設(shè)置輸
    出圖片的尺寸（QQVGA~UXGA）。通過(guò)KEY0按鍵，可以設(shè)置對(duì)比度；KEY1按鍵，可以設(shè)置飽和度；KEY2按
    鍵，可以設(shè)置特效。
   
    同時(shí)時(shí)可以通過(guò)串口1，借助USMART設(shè)置/讀取OV2640的寄存器，方便大家調(diào)試。DS0指示程序運(yùn)行狀態(tài)，
    DS1用于指示幀中斷。
   
注意事項(xiàng):
    1,4.3寸和7寸屏需要比較大電流,USB供電可能不足,請(qǐng)用外部電源適配器(推薦外接12V 1A電源).
    2,本例程在LCD_Init函數(shù)里面(在ILI93xx.c),用到了printf,如果不初始化串口1,將導(dǎo)致液晶無(wú)法顯示!!  
    3,本實(shí)驗(yàn)需要自備ALIENTEK OV2640攝像頭模塊一個(gè).
   


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ID:226380 發(fā)表于 2017-8-10 08:25 | 顯示全部樓層
你好   這個(gè)程序我怎么下載不到我的單片機(jī)上尼  需要改哪里嗎
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ID:226626 發(fā)表于 2017-8-10 17:47 | 顯示全部樓層
給力，謝謝樓主的無(wú)私分享�。。。�！
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ID:164144 發(fā)表于 2017-8-10 23:53 | 顯示全部樓層
YUV格式不是可以直接獲取灰度值嗎，感覺(jué)會(huì)更好處理
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ID:226962 發(fā)表于 2017-8-11 14:45 | 顯示全部樓層
拜服
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ID:226705 發(fā)表于 2017-8-11 20:43 | 顯示全部樓層
感謝樓主！
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ID:222730 發(fā)表于 2017-8-12 08:49 | 顯示全部樓層
好評(píng)，贊一個(gè)
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ID:151000 發(fā)表于 2017-8-12 18:06 | 顯示全部樓層
請(qǐng)問(wèn)樓主L298N和舵機(jī)MG996是怎么連接的？謝謝！
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ID:227316 發(fā)表于 2017-8-12 20:23 | 顯示全部樓層
膜拜大佬！！
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ID:271921 發(fā)表于 2018-3-23 09:46 | 顯示全部樓層
這個(gè)資料剛剛用得上,謝謝
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ID:166543 發(fā)表于 2018-3-23 14:38 | 顯示全部樓層
感謝樓主的分享
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ID:304874 發(fā)表于 2018-4-10 00:25 | 顯示全部樓層
看看給力，謝謝樓主的無(wú)私分享！�。。。�

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ID:311059 發(fā)表于 2018-4-18 17:32 | 顯示全部樓層
666,謝謝分享
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ID:374300 發(fā)表于 2018-7-18 18:01 | 顯示全部樓層
感謝樓主分享
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ID:374300 發(fā)表于 2018-7-18 18:03 | 顯示全部樓層
這個(gè)可以設(shè)置成黑白的嗎
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ID:423240 發(fā)表于 2018-11-8 20:35 | 顯示全部樓層
可以用在質(zhì)心循跡嗎
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ID:448439 發(fā)表于 2018-12-17 22:12 | 顯示全部樓層
樓主牛逼
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ID:420363 發(fā)表于 2019-3-21 22:51 | 顯示全部樓層
感謝。。
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ID:580131 發(fā)表于 2019-7-10 15:31 | 顯示全部樓層
這個(gè)怎么用��？
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ID:584287 發(fā)表于 2019-7-15 14:59 | 顯示全部樓層
這個(gè)算法怎么看不懂啊
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ID:586805 發(fā)表于 2019-7-22 15:21 | 顯示全部樓層

給力，謝謝樓主的無(wú)私分享�。。。。�
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