1、假期以來，重新系統(tǒng)學(xué)習(xí)智能車。首先學(xué)習(xí)了以下教材：1.蘇州大學(xué)王宜懷ARM Cortex M4嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)踐基于飛思卡爾k60系列微控制器。本書第二章詳細(xì)闡述了K60 的144引腳的LQFP封裝。即：Low-profile Quad Flat Package.超薄型四邊扁平封裝。我仔細(xì)觀察了一下K60那一小塊，感覺還真貼切。這144個引腳中有44個工作支撐引腳，這些引腳沒有復(fù)用功能。主要包括：電源引腳；參考地引腳；AD轉(zhuǎn)換的參考電源，地，高低電平；USB調(diào)節(jié)器的輸入輸出；引腳晶振的電源，輸入輸出等；這些引腳的功能非常底層。另外100個引腳是I/O資源類引腳，這就是用戶比較關(guān)心的了。這100

2、個引腳復(fù)用功能十分強(qiáng)大。有16個功能不等。但都至少有一個功能：GPIO！這一點(diǎn)王宜懷的表格畫的很詳細(xì)，仔細(xì)研究就會發(fā)現(xiàn)。但是，一個復(fù)用的port，你怎么設(shè)定它是哪種功能呢？這就要通過寫寄存器來配置了！下面這句代碼來自gpio.c，就是把復(fù)用的port設(shè)定為GPIO功能的：PORT_PCR_REG(PORTx,n)=(0|PORT_PCR_MUX(1);這是通過寫PORT_PCR_REG寄存器來實(shí)現(xiàn)的。K60的32位（4GB）地址空間的表我也仔細(xì)看了。重點(diǎn)是GPIO的區(qū)域和SRAM_L,SRAM_R兩個區(qū)域。這個信息應(yīng)該在MK60DZ10.h里面，這個頭文件有1萬5千多行，是官方的一些最基礎(chǔ)的定

3、義，包括大量的寄存器。下面，我又著重了解了一下晶振的原理。K60使用的是有源晶振，這種晶振的原理是機(jī)電效應(yīng)。是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一種特性：如果給它通電，他就會產(chǎn)生機(jī)械震蕩，反之，如果給它機(jī)械力，他又會產(chǎn)生電。這就是給它電它振嘍。我仍然覺得它很奇妙。第三章介紹了小燈閃爍工程的組織。首先明白了GPIO輸入輸出引腳的兩種接法：上拉和下拉。這只不過是引腳接高低電平的一種比較形象的說法。GPIO的設(shè)定仍然是由寄存器控制的。這些寄存器控制都十分細(xì)致，種類很多。就拿GPIO來說，方向，輸入輸出，等都由大量寄存器控制。下面了解了一個工程的具體組織方式，至少知

4、道了往往都是.h與.c成對出現(xiàn)的。前者庫包含，宏定義，函數(shù)聲明；后者只需包括前者然后來實(shí)現(xiàn)函數(shù)功能(function)。第四章我最大的收獲是知道了main.c和isr.c是兩條線交替進(jìn)行的。程序執(zhí)行main那是默認(rèn)的，而isr呢？它是外設(shè)中斷的。具體到智能車就是ov7620發(fā)出的中斷請求信號，有3個哦。所以isr會和main穿插交替進(jìn)行（開中斷以后）。這一點(diǎn)直到我單步調(diào)試的時候才真正明白，應(yīng)為程序會在main和isr之間跳轉(zhuǎn)。剛開始我還一直不明白程序是怎么進(jìn)isr.c的呢，因?yàn)閙ain.c并沒有調(diào)用它。其實(shí)它是和main并駕齊驅(qū)的！王宜懷老師的書很基礎(chǔ)又詳細(xì)，不錯。2.劉火良三天入門Corte

5、xM4Kinetis系列。這本書可分為三個部分第一部分是上電啟動過程，這部分可以讓你知道程序是怎么到main的。不過我一般直接run to main了。第二部分關(guān)于工程的建立，書上的重點(diǎn)是jlink下載設(shè)置那塊吧。就是一些IAR最簡單的操作。但沒有調(diào)試的介紹是個敗筆。調(diào)試才是IAR的精髓。第三部分是野火底層的介紹，主要是把寫好的函數(shù)給你看看，讓你知道怎么用?；静簧婕凹拇嫫?，這樣雖然方便，但看的時候有關(guān)寫寄存器的代碼讓人感覺糊涂，很不好，只能查那個1千8百頁的RM。（ReferenceManual）。由于我完全使用野火底層，這一塊很重要。3.IAR Embedded Workbench IDE

6、用戶手冊由于2號書中IAR的操作介紹的比較粗略，我又看了這本官方說明。我主要看了后面關(guān)于斷點(diǎn)，單步調(diào)試的內(nèi)容。Auto，watch，live watch，local等監(jiān)視窗口。這些窗口有些變量的值有時會出現(xiàn)error，那是因?yàn)槟鉾atch了一個局部變量，而現(xiàn)在程序并沒有走到那個局部的緣故。關(guān)于局部變量和全局變量復(fù)習(xí)C語言吧。感覺再難的程序你一步一步走幾遍就很容易懂。而一些隱蔽的錯誤不單步調(diào)試真看不出來。不過IAR有的時候有bug，step in了以后，程序明明跳進(jìn)函數(shù)里了，函數(shù)窗口卻不跳轉(zhuǎn)，綠色箭頭也沒了，只有在反匯編里能看。還有時按step in了，他居然step over，沒有進(jìn)去。軟件的

7、bug，鄙視之。IAR的另一個bug是go to definition的問題，查找算法沒設(shè)計(jì)好，比VS有很大差距。程序中一些莫名的縮略詞有時很煩，比如SADDR，你要看出是source address; PCR,你要看出是port control register; PTD,你要看出是port D；ISFR，你要看出是interrupt service flag register。知道了名詞的意思，有助于理解程序。另外其實(shí)寄存器也有地址，且也是32位的，（看RM）。但跟內(nèi)存的地址完全是兩回事。前面那個4GB的是內(nèi)存的。不過寄存器的地址一般玩家不常用，只要關(guān)心里面的值就行了。因?yàn)楦叨送婕乙呀?jīng)定義

8、好了。但你想他若沒有地址，你寫寄存器，寫給誰？怎么找他？然后我開始研究ov7620這款數(shù)字?jǐn)z像頭。談到攝像頭首先就要清楚他的工作模式，ov7620有RGB，YUV，YCbCr三種工作模式。RGB是彩色的模式不說了，我們用不到。YUV格式中，Y代表灰度（這個我們最熟悉了），UV代表色差。而YCbCr則是YUV演變的又一個版本。在這里粗略地對他們兩個不做區(qū)分。實(shí)際上，我們采用的就是YUV16位的格式。大家可能會奇怪，我們見到的ov7620數(shù)據(jù)線都是Y0-Y7，既然是YUV格式，那UV跑哪里去了？good question！開始我也對此感到困惑。后來我查看了OminiVision的datasheet

9、才發(fā)現(xiàn)ov7620其實(shí)是48pin的，通常的18pin的只是一個經(jīng)過加工的閹割版。保留了智能車所能用的管腳，至于UV色差信號，智能車用不到就被閹割了。說這么多的目的只是讓大家堅(jiān)信我們的輸出格式是YUV16位，那8位的UV信號被我們?nèi)恿?。而不是說他只能輸出一個8位的灰度值。3天前上傳 HYPERLINK /forum.php?mod=attachment&aid=NTU4NDF8ZjYzM2QzMTB8MTM5MjgxNTQ4NXwxNTIwMjd8MjE1MjM2¬humb=yes o 捕獲.JPG 下載次數(shù):1 t _blank 下載附件(44.46 KB)最重要的過程便是程序的調(diào)試了

10、。斷點(diǎn)的設(shè)置是關(guān)鍵，位置設(shè)置合適的斷點(diǎn)可以幫你理清程序流程，找出錯誤。如下我在main.c里面設(shè)置了3個斷點(diǎn)，在isr.c里面設(shè)置了2個，都是關(guān)鍵的位置。按順序分別記為1，2，3，4，5號斷點(diǎn)。圖一，main.c里的斷點(diǎn)圖二，isr.c里的斷點(diǎn)程序從上電啟動開始運(yùn)行crt0.s到進(jìn)入main.c這是一個固定的流程，然后運(yùn)行到1號斷點(diǎn)，停止。隨后將進(jìn)入攝像頭的初始化和設(shè)置語句。從1號斷點(diǎn)到2號斷點(diǎn)之間是完成ov7620初始化和工作模式設(shè)置的過程。在此過程中由于沒有開中斷(攝像頭都沒設(shè)置好當(dāng)然不能開)，任何中斷都進(jìn)不來，第二條程序線是不存在的。所以2號斷點(diǎn)是一個關(guān)鍵點(diǎn)，從它開始程序開始變成雙線執(zhí)行

11、。程序會隨時被中斷（PCLK觸發(fā)）而進(jìn)入到4號斷點(diǎn)。（F10，F(xiàn)11就知道）執(zhí)行到DMA_EN(DMA_CH0)的時候，灰度值數(shù)據(jù)開始從E端口的低8位（(void *)&PTE_BYTE0_IN）傳輸?shù)絻?nèi)存中的IMG_BUFF（通過DMA_CH0），這句代碼在ov7620.c中，是OV7620_init中的一個語句（F11，進(jìn)去看看。也就是說怎么傳早就設(shè)置好了，現(xiàn)在只要使能通道就可以*_*）DMA_PORTx2BUFF_Init(DMA_CH0,(void *)&PTE_BYTE0_IN, IMG_BUFF, PCLK, DMA_BYTE1, 320 , DMA_rising_keepon);

12、5號斷點(diǎn)是采完一幅圖像的判斷點(diǎn)，并將標(biāo)志位IMG_finsh置1,這時當(dāng)程序再運(yùn)行到3號斷點(diǎn)時就會進(jìn)入下面的圖像處理模塊。這里的keepon保證了傳輸320字節(jié)（一行）后下次傳輸?shù)牡刂肥荌MG_BUFF+320，而不會恢復(fù)成IMG_BUFF。即下一次數(shù)據(jù)會存放在第二行。它keepon的是結(jié)束的地址而不是最初的地址。昨天看到陳正沖一句話：鍵盤上F10，F(xiàn)11要锃亮錚亮。與大家共勉。順便糾正一個野火的錯誤（不知道改了沒有）：CPSIE i是開中斷而不是關(guān)，CPSID i才是關(guān)。（enable啊！怎么會是關(guān)？）野火書和庫的注釋在這一點(diǎn)都是錯的。官方寫的arm_cm4.h不會錯，可以查看。官方arm_

13、cm4.h：野火的三天入門P6：閑來無聊寫一下關(guān)于我對攝像頭數(shù)據(jù)采集處理的設(shè)計(jì) K60的內(nèi)核是Cortex-M4，不得不說這個內(nèi)核比M3有了很大的長進(jìn)，特別是核心對dsp內(nèi)核的支持。玩過STM32的朋友知道32上也有dsp庫，但最大的缺點(diǎn)是M3內(nèi)核模擬的，速度算不上快，但比一般自己寫代碼快很多。 下面來講一下怎么讀取攝像頭數(shù)據(jù)，這個是關(guān)鍵只有獲得了有效的數(shù)據(jù)才能處理啊。我用的攝像頭是OV7620，買來的時候基本是出廠設(shè)置。OV7620視頻輸出格式通過YCrCb格式，這里我們只用Y通道，里面輸出的是灰度。 攝像頭輸出通過VS（場同步信號）、HS（行同步信號）、PCLK（像素時鐘同步信號），和Y0

14、Y7組成。用示波器觀察PCLK的時間是74ns，也就是13.5M的速度（用杜邦線小心，攝像頭架的很高，線很長衰減很厲害）。這里我采用了中斷和DMA相結(jié)合（有DMA這么好的資源干嘛不用呢），沒接觸過的人可能不知道那時什么功能，其實(shí)很簡單只要你給它設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)，它就會不通過CPU直接將你的數(shù)據(jù)從外設(shè)和內(nèi)存之間相互搬運(yùn)，或者內(nèi)存到內(nèi)存的搬運(yùn)，什么時候搬運(yùn)你就要告訴他。在程序開始的時候我們設(shè)置兩個中斷（為了保證必要的速度最好設(shè)置在兩個不同的中斷號中），一個是VS中斷，一個是HS中斷，并且配置DMA（建立外設(shè)和內(nèi)存的搬運(yùn)過程，搬運(yùn)次數(shù)，觸發(fā)方式）觸發(fā)采用PCLK，并且使能VS中斷，失能掉HS和DMA

15、中斷。 （1）當(dāng)一幀圖像開始傳輸時VS觸發(fā)中斷（這里不判斷奇偶場），在中斷中我們初始化一些行計(jì)數(shù)之類的變量，并且失能VS開啟HS中斷。 （2）當(dāng)VS之后的第一個HS的到來表示第一行觸發(fā)HS中斷，在此你就要判斷這一行的數(shù)據(jù)你是否需要（如果我們把一幅圖像的所有數(shù)據(jù)都讀進(jìn)來RAM不夠吧）。之后沒來一個HS觸發(fā)一次中斷判斷這一行你是否需要，如果需要就使能DMA傳輸和中斷。當(dāng)判斷行計(jì)數(shù)大于你要的行數(shù)后，失能HS，來一個標(biāo)志位說明一幀圖像已經(jīng)接收完畢。 （3）DMA中斷中其實(shí)很簡單，開啟一次DMA的傳輸和中斷后，攝像頭每來一個PCLK就會搬運(yùn)一次數(shù)據(jù)到指定的RAM中，當(dāng)一次搬運(yùn)完你所設(shè)置的搬運(yùn)次數(shù)后進(jìn)入D

16、MA中斷，在中斷中你要及時的將RAM中的數(shù)據(jù)移走，防止被覆蓋，這里需要注意一下為了盡可能的快速移走數(shù)據(jù)你要好好考慮下你要搬運(yùn)的次數(shù)。 （4）上面提到的那個標(biāo)志位就要用在主函數(shù)中，當(dāng)判斷標(biāo)志位被標(biāo)志后，我們要開始進(jìn)行處理，濾波、黑線的判斷、十字路口、停車是必不可少的。 濾波和黑線的判斷我們可以使用自帶的DSP內(nèi)核來完成，關(guān)于cortex-M4中的dsp內(nèi)核，可以登入arm的官網(wǎng)下載相關(guān)資料 HYPERLINK /cmsis/download/ t _blank /cmsis/download/ 里面的庫提供很豐富的處理方法。雖然在四川省賽中未能順利完成決賽比賽，但驗(yàn)證了我們的策略讓攝像頭跑上3M

17、基本應(yīng)該沒問題。#include smartcar.hvoid main() 軟硬件系統(tǒng)初始化（）; for(;) if（圖像采樣完成） 邊沿檢測法提取左右黑線（）； 數(shù)據(jù)濾波消除十字錯誤數(shù)據(jù)（）； 十字和反光斷線補(bǔ)線（）；/反光補(bǔ)線非常不穩(wěn)定 根據(jù)面積和斜率計(jì)算方向和速度控制量（）； 方向控制（）； 速度控制(); /*說明：圖像采集采用等距采樣，從30310行跳行采。前瞻150CM，速度控制周期2毫秒，方向控制周期20毫秒。請高手不吝賜教，若方便，指出結(jié)構(gòu)問題。同時也愿車友共同進(jìn)步，愿智能車技術(shù)蒸蒸日上！首先要明確DMA采集圖像的優(yōu)點(diǎn)，就是能夠在不占用CPU的前提下，實(shí)現(xiàn)高速采集。對于同樣

18、的控制策略，圖像信息完整肯定能夠跑的更快。對于DMA采集，野火針對于K60已經(jīng)拿出了很多資料，還推出了一款鷹眼攝像頭。這款攝像頭不但實(shí)現(xiàn)硬件二值化，還實(shí)現(xiàn)了移位寄存，降低了采樣頻率。但是存在一個缺點(diǎn)，就是需要接太多線。因此我們經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，鷹眼攝像頭內(nèi)部電路可以適當(dāng)修改。硬件二值化后，直接將結(jié)果（一根信號線）接到K支持SPI觸發(fā)DMA的MCU的MISO口，進(jìn)行采集，頻率根據(jù)攝像頭的設(shè)置適當(dāng)修改，經(jīng)過試驗(yàn)，可以采集到240*320的完整圖像。而對于不支持SPI觸發(fā)DMA的單片機(jī)，同樣提出一種方案。比如MCF5225X，它不支持SPI觸發(fā)，但是支持DMA定時器觸發(fā)。同樣將二值化后的數(shù)據(jù)線拉倒單片機(jī)

19、附近，經(jīng)過串行轉(zhuǎn)并（電路可參考鷹眼），接到單片機(jī)的某個端口。進(jìn)過試驗(yàn)，同樣采集到了240*320的圖像。以上方案支持所有硬件二值化的攝像頭，對于數(shù)字?jǐn)z像頭的硬件二值化，可以試試對高3位邏輯組合，來輸出高低，有的攝像頭甚至直接可以選用最高位作為二值化的結(jié)果（野火哥，你懂得）。先寫到這里，感興趣的就留言吧。if(Line132&Line200&Line0 & y10 & x10 & y10 & x1(img_size(2)+1) yy(y1,x1) = l1; xx(y1,x1) = l2; error(l1,l1) = err; counter(y1,x1)=counter(y1,x1)+1;

20、img_undist(l1,l2) = img_origin(y1, x1); end endend復(fù)制代碼可以這樣理解：點(diǎn)是通過函數(shù)對應(yīng)，那么久一點(diǎn)一點(diǎn)的解算出校正以后的點(diǎn)在原圖上的位置，搬運(yùn)過來。函數(shù)對應(yīng)關(guān)系：這樣子，可以把圖像校正以后做結(jié)算，用標(biāo)定的方法算出黑線的真實(shí)距離，用真實(shí)的斜率來控制。標(biāo)定的完整matlab代碼：最重要的過程便是程序的調(diào)試了。斷點(diǎn)的設(shè)置是關(guān)鍵，位置設(shè)置合適的斷點(diǎn)可以幫你理清程序流程，找出錯誤。如下我在main.c里面設(shè)置了3個斷點(diǎn)，在isr.c里面設(shè)置了2個，都是關(guān)鍵的位置。按順序分別記為1，2，3，4，5號斷點(diǎn)。圖一，main.c里的斷點(diǎn)圖二，isr.c里的斷點(diǎn)程序從上電啟動開始運(yùn)行crt0.s到進(jìn)入main.c這是一個固定的流程，然后運(yùn)行到1號斷點(diǎn)，停止。隨后將進(jìn)入攝像頭的初始化和設(shè)置語句。從1號斷點(diǎn)到2號斷點(diǎn)之間是完成ov7620初始化和工作模式設(shè)置的過程。在此過程中由于沒有開中斷(