基于ZYNQ LCD顯示OV5640圖像測試方法

在實際開發(fā)中，我們會經常使用到LCD屏，LCD屏的種類有很多種，對應的使用方法也有所不同，但是，在ZYNQ 圖像傳輸開發(fā)中，思路大體類似，下面介紹在ZYNQ中，使用LCD顯示OV5640圖像方法。

1.1 概述
總體來說，搭建LCD顯示的工程架構同之前搭建OV5640 HDMI顯示的工程類似，采集輸入端、VDMA處理、顯示輸出端，這里變化的是顯示輸出端。

測試使用模塊：OV5640攝像頭，LCD (RGB或HDMI接口) 屏，米聯客ZYNQ開發(fā)板。這里需要說明LCD屏的分辨率是1024x600，OV5640使用的分辨率是640X480。

測試工程：測試工程是在攝像頭采集的測試工程的基礎上進行修改，下面僅說明區(qū)別，其他相同的部分，這里不在贅述。
為了做對比，我分別做了RGB /HDMI 接口LCD屏的640x480、640x480_1024x600測試歷程。這里使用縮放IP，將640x480分辨率圖像放大到1024x600。

LCD屏	測試工程
LCD(RGB接口)	640x480
	640x480_1024x600 (使用縮放ip)
LCD(HDMI接口)	640x480
	640x480_1024x600 (使用縮放ip)

1.2 驗證測試效果

1.2.1 RGB接口LCD屏測試

（1）640X480分辨率輸入，直接輸出測試

可以看到圖像顯示僅占據一部分界面，這是因為輸出分辨率大于輸入分辨率。輸入圖像僅占據輸出圖像的一部分。

1）640x480分辨率輸出

（2）640x480分辨率圖像輸入，采集圖像經過HLS IP處理放大到1024x600輸出。

2）1024x600分辨率輸出

1.2.2 HDMI接口的LCD屏測試

（1）640X480分辨率輸入，直接輸出測試
可以看到圖像顯示僅占據一部分界面，這是因為輸出分辨率大于輸入分辨率。輸入圖像僅占據輸出圖像的一部分。

（2）640x480分辨率圖像輸入，采集圖像經過HLS IP處理放大到1024x600輸出。

2）1024x600分辨率輸出

1.3 硬件工程

1.3.1 硬件平臺搭建

1、VTC設置

由于LCD屏是1024x600，對于VTC中沒有現成的參數配置，因此，這里我們使用AXI4總線對VTC分辨率進行配置。

生成后的IP

選擇自動連線，將VTC連接到總線上。然后，如圖所示連接，并將s_axi_aclken給定值1。

2、ZYNQ 時鐘設置

ZYNQ IP 提供的FCLK_CLK0用于AXI 數據傳輸的時鐘，這個時鐘給定值要根據數據傳輸情況給定，不能設置太高也不能設置太低，否則會造成數據的堵塞，不會輸出。通常我這里調試，640X480輸出會給100M，1080P輸出會給155M（實際輸出是150M）。具體參考程序。

3、縮放IP設置

OV5640的有幾種分辨率（640x480、720P），而LCD屏的分辨率是1024x600；如果直接使用5640的分辨率顯示，使用640X480輸出，則不會鋪滿整個LCD屏；或者使用720P輸出，則720P分辨率大于1024x600，則LCD不能顯示5640采集的全部圖像；因此，使用了hls封裝的縮放IP，可以將輸出的分辨率調整為LCD屏分辨率1024x600。
使用的硬件工程，在OV5640 VDMA圖像傳輸的基礎上進行修改。將HLS生成的IP添加工程中，將Video In to AXI4-Stream的輸出接口與HLS IP的輸入接口連接，HLS IP的輸出接口與VDMA的AXIS接口連接。

4、LCD接口設置

HDMI接口：對于HDMI接口的LCD屏，Video Out IP后面接HDMI_FPGA_ML IP，將RGB信號轉換為HDMI信號輸出。

RGB接口：對于RGB接口的LCD屏，Video Out IP信號直接輸出，這個IP輸出的是RGB信號，同事需要注意，對驅動LCD屏的其他信號，如時鐘、使能信號進行配置。

1.3.2 SDK工程

640x480顯示工程對應的main.c主函數
#include "I2C_16bit.h"

#include "xiicps.h"

#include "xil_io.h"

#include "xparameters.h"

#include "vtc_config.h"

#define VDMA_BASEADDR XPAR_AXI_VDMA_0_BASEADDR

#define VIDEO_BASEADDR0 0x01000000

#define VIDEO_BASEADDR1 0x02000000

#define VIDEO_BASEADDR2 0x03000000

#define H_ACTIVE 1024

#define V_ACTIVE 600

#define H_STRIDE 1024

XIicPs Iic;

u32 i=0;

#define SUM 2457600 //背景寫黑 1280*720*4

void main()

{

//設置內存中的背景

for(i=0;i

Xil_Out16((VIDEO_BASEADDR0 + i), 0x00);

Xil_Out16((VIDEO_BASEADDR1 + i), 0x00);

Xil_Out16((VIDEO_BASEADDR2 + i), 0x00);

}

// Initialize OV5640 regesiter

I2C_config_init();

// Config VTC

Vtc_init(&Vtc, VTC_DEV_ID, &Vtc_timing, VIDEO_RESOLUTION_WSVGA);

//Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x030), 0x108B);// enable circular mode

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x030), 0x108B);// enable circular mode

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0AC), VIDEO_BASEADDR0); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0B0), VIDEO_BASEADDR1); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0B4), VIDEO_BASEADDR2); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A8), (H_STRIDE*3)); // h offset (H_STRIDE* 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A4), (H_ACTIVE*3)); // h size (H_ACTIVE * 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A0), V_ACTIVE); // v size (V_ACTIVE)

/*****************從DDR讀數據設置**********************/

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x000), 0x8B); // enable circular mode

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x05c), VIDEO_BASEADDR0); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x060), VIDEO_BASEADDR1); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x064), VIDEO_BASEADDR2); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x058), (H_STRIDE*3)); // h offset (H_STRIDE * 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x054), (H_ACTIVE*3)); // h size (H_ACTIVE * 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x050), V_ACTIVE); // v size (V_ACTIVE)

while (1) ;

}

640x480_1024x600 (使用縮放ip) 顯示工程對應的main.c主函數
#include "I2C_16bit.h"

#include "xiicps.h"

#include "xil_io.h"

#include "xparameters.h"

#include "vtc_config.h"

#include "xhls_video_scaler_top.h"

#define XPAR_HLS_VIDEO_SCALER_TOP_DEVICE_ID XPAR_HLS_VIDEO_SCALER_TOP_0_DEVICE_ID

#define VDMA_BASEADDR XPAR_AXI_VDMA_0_BASEADDR

#define VIDEO_BASEADDR0 0x01000000

#define VIDEO_BASEADDR1 0x02000000

#define VIDEO_BASEADDR2 0x03000000

#define H_ACTIVE 1024

#define V_ACTIVE 600

#define H_STRIDE 1024

XHls_video_scaler_top XHls_video_scaler;

XIicPs Iic;

void XHls_video_scaler_initialize(void)

{

int status;

status=XHls_video_scaler_top_Initialize(&XHls_video_scaler, XPAR_HLS_VIDEO_SCALER_TOP_DEVICE_ID);

if(0!=status)

{

xil_printf("XPAR_HLS_VIDEO_SCALER FAILED/n");

}

}

void XHls_video_scaler_setup(u16 row,u16 col,u16 drow,u16 dcol)

{

XHls_video_scaler_top_SetRows(&XHls_video_scaler,row);

XHls_video_scaler_top_SetCols(&XHls_video_scaler, col);

XHls_video_scaler_top_SetDrows(&XHls_video_scaler, drow);

XHls_video_scaler_top_SetDcols(&XHls_video_scaler, dcol);

XHls_video_scaler_top_InterruptGlobalDisable(&XHls_video_scaler);

XHls_video_scaler_top_EnableAutoRestart(&XHls_video_scaler);

XHls_video_scaler_top_Start(&XHls_video_scaler);

}

void main()

{

// Initialize OV5640 regesiter

I2C_config_init();

// Config VTC

Vtc_init(&Vtc, VTC_DEV_ID, &Vtc_timing, VIDEO_RESOLUTION_WSVGA);

//Initialize XHls_video_scaler Ip

XHls_video_scaler_initialize();

//set input and output resolution ratio

XHls_video_scaler_setup(480,640,600,1024);

//Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x030), 0x108B);// enable circular mode

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x030), 0x108B);// enable circular mode

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0AC), VIDEO_BASEADDR0); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0B0), VIDEO_BASEADDR1); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0B4), VIDEO_BASEADDR2); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A8), (H_STRIDE*3)); // h offset (H_STRIDE* 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A4), (H_ACTIVE*3)); // h size (H_ACTIVE * 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A0), V_ACTIVE); // v size (V_ACTIVE)

/*****************從DDR讀數據設置**********************/

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x000), 0x8B); // enable circular mode

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x05c), VIDEO_BASEADDR0); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x060), VIDEO_BASEADDR1); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x064), VIDEO_BASEADDR2); // start address

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x058), (H_STRIDE*3)); // h offset (H_STRIDE * 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x054), (H_ACTIVE*3)); // h size (H_ACTIVE * 3) bytes

Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x050), V_ACTIVE); // v size (V_ACTIVE)

while (1) ;

}

1.4 小結

實際使用中，屏的分辨率和使用方法各有差異，但是使用的思路是類似的，這里給出的是RGB、HDMI接口屏的OV5640傳輸顯示，大家可以根據自己實際使用情況進行調整。

編輯：hfy