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ESP32的IDF开发学习-驱动ov2640并显示在屏幕上

article 2025/3/16 1:09:12

关键词：ov2640 ESP32S3 LVGL esp32-camera

前言

买的板子还送了一个0v2640的摄像头，今天尝试驱动这个摄像头，之前已经实现了屏幕的驱动了，现在实现一下驱动摄像头显示在屏幕上

下载组件

打开组件注册表，搜索camera组件，点击下载后编译

学习示例

/**
 * This example takes a picture every 5s and print its size on serial monitor.
 */

// =============================== SETUP ======================================

// 1. Board setup (Uncomment):
// #define BOARD_WROVER_KIT
// #define BOARD_ESP32CAM_AITHINKER
// #define BOARD_ESP32S3_WROOM

/**
 * 2. Kconfig setup
 *
 * If you have a Kconfig file, copy the content from
 *  https://github.com/espressif/esp32-camera/blob/master/Kconfig into it.
 * In case you haven't, copy and paste this Kconfig file inside the src directory.
 * This Kconfig file has definitions that allows more control over the camera and
 * how it will be initialized.
 */

/**
 * 3. Enable PSRAM on sdkconfig:
 *
 * CONFIG_ESP32_SPIRAM_SUPPORT=y
 *
 * More info on
 * https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/api-reference/kconfig.html#config-esp32-spiram-support
 */

// ================================ CODE ======================================

#include <esp_log.h>
#include <esp_system.h>
#include <nvs_flash.h>
#include <sys/param.h>
#include <string.h>

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

// support IDF 5.x
#ifndef portTICK_RATE_MS
#define portTICK_RATE_MS portTICK_PERIOD_MS
#endif

#include "esp_camera.h"

#define BOARD_WROVER_KIT 1

// WROVER-KIT PIN Map
#ifdef BOARD_WROVER_KIT

#define CAM_PIN_PWDN -1  //power down is not used
#define CAM_PIN_RESET -1 //software reset will be performed
#define CAM_PIN_XCLK 21
#define CAM_PIN_SIOD 26
#define CAM_PIN_SIOC 27

#define CAM_PIN_D7 35
#define CAM_PIN_D6 34
#define CAM_PIN_D5 39
#define CAM_PIN_D4 36
#define CAM_PIN_D3 19
#define CAM_PIN_D2 18
#define CAM_PIN_D1 5
#define CAM_PIN_D0 4
#define CAM_PIN_VSYNC 25
#define CAM_PIN_HREF 23
#define CAM_PIN_PCLK 22

#endif

// ESP32Cam (AiThinker) PIN Map
#ifdef BOARD_ESP32CAM_AITHINKER

#define CAM_PIN_PWDN 32
#define CAM_PIN_RESET -1 //software reset will be performed
#define CAM_PIN_XCLK 0
#define CAM_PIN_SIOD 26
#define CAM_PIN_SIOC 27

#define CAM_PIN_D7 35
#define CAM_PIN_D6 34
#define CAM_PIN_D5 39
#define CAM_PIN_D4 36
#define CAM_PIN_D3 21
#define CAM_PIN_D2 19
#define CAM_PIN_D1 18
#define CAM_PIN_D0 5
#define CAM_PIN_VSYNC 25
#define CAM_PIN_HREF 23
#define CAM_PIN_PCLK 22

#endif
// ESP32S3 (WROOM) PIN Map
#ifdef BOARD_ESP32S3_WROOM
#define CAM_PIN_PWDN 38
#define CAM_PIN_RESET -1   //software reset will be performed
#define CAM_PIN_VSYNC 6
#define CAM_PIN_HREF 7
#define CAM_PIN_PCLK 13
#define CAM_PIN_XCLK 15
#define CAM_PIN_SIOD 4
#define CAM_PIN_SIOC 5
#define CAM_PIN_D0 11
#define CAM_PIN_D1 9
#define CAM_PIN_D2 8
#define CAM_PIN_D3 10
#define CAM_PIN_D4 12
#define CAM_PIN_D5 18
#define CAM_PIN_D6 17
#define CAM_PIN_D7 16
#endif
static const char *TAG = "example:take_picture";

#if ESP_CAMERA_SUPPORTED
static camera_config_t camera_config = {
    .pin_pwdn = CAM_PIN_PWDN,
    .pin_reset = CAM_PIN_RESET,
    .pin_xclk = CAM_PIN_XCLK,
    .pin_sccb_sda = CAM_PIN_SIOD,
    .pin_sccb_scl = CAM_PIN_SIOC,

    .pin_d7 = CAM_PIN_D7,
    .pin_d6 = CAM_PIN_D6,
    .pin_d5 = CAM_PIN_D5,
    .pin_d4 = CAM_PIN_D4,
    .pin_d3 = CAM_PIN_D3,
    .pin_d2 = CAM_PIN_D2,
    .pin_d1 = CAM_PIN_D1,
    .pin_d0 = CAM_PIN_D0,
    .pin_vsync = CAM_PIN_VSYNC,
    .pin_href = CAM_PIN_HREF,
    .pin_pclk = CAM_PIN_PCLK,

    //XCLK 20MHz or 10MHz for OV2640 double FPS (Experimental)
    .xclk_freq_hz = 20000000,
    .ledc_timer = LEDC_TIMER_0,
    .ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0,

    .pixel_format = PIXFORMAT_RGB565, //YUV422,GRAYSCALE,RGB565,JPEG
    .frame_size = FRAMESIZE_QVGA,    //QQVGA-UXGA, For ESP32, do not use sizes above QVGA when not JPEG. The performance of the ESP32-S series has improved a lot, but JPEG mode always gives better frame rates.

    .jpeg_quality = 12, //0-63, for OV series camera sensors, lower number means higher quality
    .fb_count = 1,       //When jpeg mode is used, if fb_count more than one, the driver will work in continuous mode.
    .fb_location = CAMERA_FB_IN_PSRAM,
    .grab_mode = CAMERA_GRAB_WHEN_EMPTY,
};

static esp_err_t init_camera(void)
{
    //initialize the camera
    esp_err_t err = esp_camera_init(&camera_config);
    if (err != ESP_OK)
    {
        ESP_LOGE(TAG, "Camera Init Failed");
        return err;
    }

    return ESP_OK;
}
#endif

void app_main(void)
{
#if ESP_CAMERA_SUPPORTED
    if(ESP_OK != init_camera()) {
        return;
    }

    while (1)
    {
        ESP_LOGI(TAG, "Taking picture...");
        camera_fb_t *pic = esp_camera_fb_get();

        // use pic->buf to access the image
        ESP_LOGI(TAG, "Picture taken! Its size was: %zu bytes", pic->len);
        esp_camera_fb_return(pic);

        vTaskDelay(5000 / portTICK_RATE_MS);
    }
#else
    ESP_LOGE(TAG, "Camera support is not available for this chip");
    return;
#endif
}

挺短的，短短188行代码，首先配置不同的开发版，根据开发板配置不同的引脚，同时需要打开PSRAM的支持，提高相机的性能
初始化阶段需要配置相机的参数，初始化后进入循环，每5秒钟获取一次图片的参数，并将图片大小打印出来，其后释放图片
下面是一下相关参数的配置

.xclk_freq_hz 这个参数是设置摄像头的时钟频率，默认20MHz，提高频率可以提高帧率
.pixel_format 配置输出的图像格式
PIXFORMAT_JPEG: 压缩的 JPEG 格式（体积小，适合存储/传输）。
PIXFORMAT_RGB565: 未压缩的 16 位颜色格式（适合实时处理，如显示屏输出）。PIXFORMAT_YUV422: YUV 颜色空间格式（某些图像处理算法需要）。
.frame_size 这个是配置输出的分辨率大小
FRAMESIZE_QQVGA (160x120)
FRAMESIZE_QVGA (320x240)
FRAMESIZE_SVGA (800x600)
FRAMESIZE_UXGA (1600x1200)
.jpeg_quality 这个参数是配置压缩质量，0为最高，63是最低
.fb_count 帧缓冲函数
fb_count = 1: 单缓冲区模式（捕获一帧后必须手动释放）。
fb_count > 1: 双缓冲或多缓冲模式（驱动程序自动处理连续捕获）
.fb_location 帧缓冲区内存分配位置
CAMERA_FB_IN_PSRAM: 优先使用 PSRAM（需硬件支持，适用于大分辨率）。
CAMERA_FB_IN_DRAM: 使用片上 RAM（仅适用于小分辨率）。
.grab_mode 图像捕获触发模式
CAMERA_GRAB_WHEN_EMPTY: 当帧缓冲区空闲时自动捕获新帧（稳定，避免数据冲突）。CAMERA_GRAB_LATEST: 始终保留最新一帧（适合实时性要求高的场景，但可能丢帧）

由于我用的是ESP32-RAM，查看原理图

修改板子引脚，编译程序，下载

能够顺利运行。

在lvgl上显示图片

我们都知道，在lvgl上显示的图片，都是将图片转化为c数组，而数组有一个描述符号

我们在显示图像的时候，也需要给图片创建一个描述符，让LVGL能够识别

void displayPicture() {
    camera_fb_t *pic = esp_camera_fb_get();
    if (!pic || pic->format != PIXFORMAT_RGB565) {
        if (pic) {
            esp_camera_fb_return(pic);
        }
        return;
    }

    // 动态创建LVGL图像描述符
    img_dsc.header.always_zero = 0;
    img_dsc.header.w = 320;          // 使用实际宽度
    img_dsc.header.h = 240;         // 使用实际高度
    img_dsc.header.cf = LV_IMG_CF_TRUE_COLOR; // 颜色格式为RGB565
    img_dsc.data = pic->buf;
    img_dsc.data_size = 76800 * 2; // 数据大小,注意这里不能写错了
    ESP_LOGI(TAG, "Picture taken! Its size was: %zu bytes", pic->len);
    if(img == NULL) {
        img = lv_img_create(scr);
    }
    lv_img_set_src(img, &img_dsc);
    lv_obj_set_height(img, 320);
    lv_obj_set_width(img, 240);


    // 释放帧缓冲区
    esp_camera_fb_return(pic);
}

编译，然后下载

就是这个画质很尴尬，不过240*240还要什么自行车

这里有个问题，在调用这个函数的时候，其实按理应该不能立刻释放这个指针，会造成lvgl崩坏的，原因是lvgl还在使用就不能释放，所以这里需要大家谨慎处理，根据项目需求实现目标

在LVGL上显示视频

既然显示图片可行，那显示视频应该也是可以的，因为视频就是一张张图片在以一定的间隔播放，所以下面修改函数实现
首先我们把单缓冲区改为双缓冲区，剩下的函数不需要修改，只需要加while循环在freertos中调用即可

void displayVideo() {
    while(1)
    {
        camera_fb_t *pic = esp_camera_fb_get();
        if (!pic || pic->format != PIXFORMAT_RGB565) {
            if (pic) {
                esp_camera_fb_return(pic);
            }
            return;
        }

        // 动态创建LVGL图像描述符
        img_dsc.header.always_zero = 0;
        img_dsc.header.w = 320;          // 使用实际宽度
        img_dsc.header.h = 240;         // 使用实际高度
        img_dsc.header.cf = LV_IMG_CF_TRUE_COLOR; // 颜色格式为RGB565
        img_dsc.data = pic->buf;
        img_dsc.data_size = 76800 * 2; // 数据大小,注意这里不能写错了
        ESP_LOGI(TAG, "Picture taken! Its size was: %zu bytes", pic->len);
        if(img == NULL) {
            img = lv_img_create(scr);
        }
        lv_img_set_src(img, &img_dsc);
        lv_obj_set_height(img, 320);
        lv_obj_set_width(img, 240);
        // 释放帧缓冲区
        vTaskDelay(5 / portTICK_PERIOD_MS);
        esp_camera_fb_return(pic);
    }
}

编译下载，查看结果

这个帧率真的难蚌，而且屏幕出现了花屏，这可能和数据不完整有关

总结

总的来说，驱动摄像头还是很简单的，下一节我将尝试将摄像头的画面通过TCP传输到电脑


http://www.kler.cn/a/586264.html

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