无线图像（视频）传输系统ARM9+Atmega16+OV7620+nrf24l01（一）

很多人可能会这样惊讶的问道，况且，直到现在我也不能确定能不能传输视频，我本人觉得估计也有点吃力!!!不过现在已经完成了图片的传输，从传输时间来看还是漫长的让人接受不了，一张320*240图片的传输大概需要10s(后面会详述为什么会有这么长时间和可以改进的地方)，但是，一张完整图片经过无线发射完只需1.2s(去除发送等待时间大概只需720ms)左右的时间，大部分时间还是消耗在采集端的发送延时等待(目前还没有用中断，下一步改成中断处理)以及上位机(ARM9)驱动中的数据复制(copy to usr,用mmap方式应该会快一点(引用别人的结论——用mmap方法就不会造成CPU的CACHE频繁失效，从而大大节约时间——Ethan的《copy_to_user与mmap的工作原理》)，这也是下一步的计划)，并且这些数据都是没有经过任何处理的原始RGB BAYER PATTERN。为什么要做这个平台呢??原因在于目前参加了一个省竞赛，关于《都市开心农场》(QQ农场的实例版)，考虑到植物生长的相对静态性，不需要实时的图像采集，并且考虑到这个项目要和物联网或是无线传感网有关联，所以就采用了这个无线传输方案。先不说可行性了，关键在于学习，这20天中，也学习了不少东西，ARM驱动开发、图像的格式，显示以及液晶屏framebuffer的使用。下面就一步步叙述整个开发过程吧。

先来说说目前已经达到的效果，通过Atmega16+OV7620+nrf24l01采集图像，图像格式可以设为YUV422，RGB RAW16，RGB8bit，前两种目前只能显示为灰度图像(OV7620的UV管脚没有用，只能通过Y通道获取数据)并且对图像这块也不了解，GB8bit支持彩色显示，可以在4.3 16bpp LCD上显示(图像质量还可以)，并且可以通过网络传到上位机(电脑)，不过，这块还没有做好，只能接收到数据，还没有显示出来(这也是后面的工作了)。ARM+nrf24l01作为目前的终端(这个也只是作为我一个项目中的网关，所以先熟悉了再说，不过到时候可不是nrf24了)。基本上已经完成了图像的采集、传输、处理(显示)整个流程，最后要做的也是最困难的——优化。

作为开发记录文档， 我想分为4个部分分别描述整个过程的关键之处：

nrf24l01无线射频模块

OV7620图像传感器

nrf24l01 在ARM上的驱动

图像在lcd中显示

首先，nrf24l01无线收发模块之前从未接触过，用过的也都是TI 早期的CC1000，CC1101模块，为什么要选它呢??可能是因为它操作简单吧(竞赛有时间限制啊)，也可能是因为它有两种传输速率1M、2M(目前用的是1M，期待2M有所改善)，而那些用于ZIGBEE的速率也都在250kbps左右,即选之则安之。微控制器采用的是Atmega16,时钟采用外部晶振7.3728MHz(晕，为什么用这么一个频率呢?!!)。nrf24l01通过Atmega16通用IO模拟出的SPI连接(第一个瓶颈)。那么首先来说说IO模拟SPI问题，Atmega16 SPI总线频率最高可达到时钟频率的一半(主机方式)，而nrf24l01 datasheet上标注了SPI 频率可以支持到8MHz，所以当初应该选择主频更高的晶振。在本平台中没有使用SPI接口，而是用IO模拟的SPI时序(因为这样的程序网上到处都是)，后来才发现，IO模拟的SPI速率是很慢的(具体慢多少我也不清楚)，所以下一步打算直接用SPI接口操作好了。下面贴出部分程序段;

/*SPI 写，返回状态值。模拟SPI 先MSB(DORD=0) 、SCK空闲时为低电平(CPOL=0)、起始沿采样，下降沿设置(CPHA=0)*/

char SPI_RW(char data)

{

char i,temp=0;

for(i=0;i<8;i++) // output 8-bit

{

if(data & 0x80)

{

PORTB |= (1 << PB5) ;

}

else

{

PORTB &= ~(1 << PB5);

}

data = (data << 1);

temp<<=1;

PORTB |= (1 << PB7);

if(PINB & (1 << PB5))temp++;

PORTB &= ~(1 << PB7);

}

return(temp);

}

//SPI READ

char SPI_Read(char reg)

{

char reg_val;

PORTB &= ~(1 << PB4); // CSN low, initialize SPI communication...

SPI_RW(reg); // Select register to read from..

reg_val = SPI_RW(0); // read registervalue

PORTB |= (1 << PB4); // CSN high, terminate SPI communication

return(reg_val);

}

其他的函数都可以由这两个函数演变。还有个问题就是软件延时的问题，这也是今天才发现的问题，比如在时钟频率为7.3728M时，循环for(i=0;i<254;i++)执行时间大概为138us，一个for循环的执行次数为4*N+4.下面这个毫秒级延时函数则比较经典：

void delay_1ms(void)

{

unsigned int i;

for(i=1;i<(unsigned int)(xtal*143-2_;i++)

;

}

在上式中，xtal为晶振频率，单位为MHz.

OK,今天就写到这里。

此文仅作为开发记录文档，错误在所难免!