OV5640摄像头显示设计Verilog代码Quartus AX301开发板

名称：OV5640摄像头显示设计Verilog代码Quartus  AX301开发板

软件：Quartus

语言：Verilog

代码功能：

本实验将采用 500 万像素的 OV5640 摄像头模组(模块型号：AN5640)为大家显示更高分辨率

的视频画面。OV5640 摄像头模组最大支持 QSXGA (2592x1944)的拍照功能，支持 1080P、720P、

VGA、QVGA 视频图像输出。本实验将 OV5640 配置为 RGB565 输出，先将视频数据写入外部存储

器，再从外部存储器读取送到 VGA、LCD 等显示模块

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本代码已在AX301开发板验证，AX301开发板如下，其他开发板可以修改管脚适配：

设计文档：

OV5640摄像头显示.docx

OV5640 摄像头显示例程

1 实验简介

本实验将采用 500 万像素的 OV5640 摄像头模组(模块型号：AN5640)为大家显示更高分辨率

的视频画面。OV5640 摄像头模组最大支持 QSXGA (2592x1944)的拍照功能，支持 1080P、720P、

VGA、QVGA 视频图像输出。本实验将 OV5640 配置为 RGB565 输出，先将视频数据写入外部存储

器，再从外部存储器读取送到 VGA、LCD 等显示模块。

2 实验原理

2.1 OV5640 传感器简介

OV5640 摄像头模组采用美国 OmniVision(豪威)CMOS 芯片图像传感器 OV5640，支持自动对焦

的功能。OV5640 芯片支持 DVP 和 MIPI 接口,本实验所用 OV5640 摄像头模组通过 DVP 接口和

FPGA 连接实现图像的传输。

2.1.1 OV5640 的参数说明

像素：硬件像素 500W;

感光芯片：OV5640;

感光尺寸：1/4;

功能支持：自动对焦, 自动曝光控制(AEC),自动白平衡(AWB);

图像格式 : RAW RGB, RGB565/555/444, YUV422/420 和 JPEG 压缩;

捕获画面：QSXGA(2592x1944), 1080p, 1280x960, VGA(640x480), QVGA(320x240)；

工作温度：-30~70℃, 稳定工作温度为 0~50℃

 FPGA 版权所有 1 / 5

2.1.2 OV5640 的寄存器配置

OV5640 的寄存器配置是通过 FPGA 的 I2C 接口来配置。用户需要配置正确的寄存器值让

OV5640 输出我们需要的图像格式，实验中我们把摄像头输出分辨率和显示设备分辨率配置成一样 的， OV5640 的摄像头输出的数据格式在以下的 0x4300 的寄存器里配置，在我们的例程中

OV5640 配置成 RGB565 的输出格式。

关于 OV5640 的寄存器还有很多很多，但很多寄存器用户无需去了解，寄存器的配置用户可 以按照 OV5640 的应用指南来配置就可以了。如果您想了解更多的寄存器的信息，可以参考 OV5640 的 datasheet 中的寄存器说明。

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2.1.3 OV5640 的 RGB565 输出格式

OV5640 在 HREF 信号为高时输出一行的图像数据，输出数据在 PCLK 的上升沿的时候有效。 因为 RGB565 显示每个像数为 16bit, 但 OV75640 每个 PCLK 输出的是 8bit,所以每个图像的像数分两 次输出，第一个 Byte 输出为 R4~R0 和 G5~G3， 第二个 Byte 输出为 G2~G0 和 B4~B0，将前后 2 个 字节拼接起来就是 16Bit RGB565 数据。

3 程序设计

前面的实验已经为本实验做了大量的铺垫，包括 I2C 寄存器的配置、外部存储器的读写，本

程序一个比较关键的地方在于视频同时读写，如果做到读写不冲突？在设计帧读写模块时就已经

考虑到这点，所以有帧基地址选择，最大 4 帧选择，每次读视频帧地址和正在写的帧地址是不同

的，而是上次写入的帧地址，这样就可以避免读写冲突，避免视频画面裂开错位。

cmos_8_16bit 模块完成输入 8bit 数据到 16bit 数据，数据位宽变成 2 倍，时钟频率不变，所

以 16bit 数据是隔一个时钟周期有效，并不是一直有效。

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cmos_8_16bit 模块端口

部分代码展示:

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//  CMOS sensor 8bit data is converted to 16bit data                            //
//                                                                              //
//  Author: meisq                                                               //
//          msq@qq.com                                                          //
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//  Revision History:
//  Date          By            Revision    Change Description
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//  2017/7/19     meisq          1.0         Original
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