ov2640_拍照并保存至sd卡_图片花屏

lvsenlv

功能：          使用ov2640摄像头，将拍到的图片以rgb888格式保存至sd卡中
基本思路：

          1. 修改系统代码，将堆大小设置为8M；
          2. 修改分散脚本，使堆的地址为0xD0000000(sdram起始地址)；
          2. 动态分配内存，并进行系列初始化，dma传输的目标的地址为动态创建内存的首地址；
          3. 使能dcmi并使能dcmi捕捉，延时1s后，关闭dcmi、dcmi捕捉和dma传输；
          4. 调用函数，将图像转换为rgb888;
          5. 使用文件系统，将rgb888写入sd卡；
所遇问题：
          在上位机中查看rgb888.bmp，最下方约30行显示正常，其余上部分全部花屏，参见图片
                                     此处是正常的，以上均为花屏

请留意：
          sdram已经过测试，堆的使用没有任何问题，最大可以分配 (0x800000-0xC) byte，略小于8M

核心代码：
bmp_rgb565_to_rgb888:
tmp_ptr = new_data_ptr + HEAD_INFO_SIZE;
for(i = 0; i < img_height; i++)
{
     data_ptr = data_addr + i*img_width;
     for(j = 0; j < img_width; j++)
     {
          *tmp_ptr++ = (data_ptr[j] & 0x001F) << 3;
          *tmp_ptr++ = ((data_ptr[j] & 0x07E0) >> 5) << 2;
          *tmp_ptr++ = ((data_ptr[j] & 0xF800) >> 11) << 3;
     }
}

上述转换在上位机上使用是没有任何问题的

中断服务程序：
void DMA2_Stream1_IRQHandler(void)
{
    if(SET == DMA_GetITStatus(DMA2_Stream1,DMA_IT_TCIF1))
    {
        current_height++;
        total_height++;

        if(current_height == g_img_height)
        {
            current_height = 0;
        }

        tmp = (uint32_t)g_dma_target_addr +
            g_img_width*2*(g_img_height-current_height-1);
        OV2640_DMA_Config(tmp, g_dma_buf_size);
        DMA_ClearITPendingBit(DMA2_Stream1,DMA_IT_TCIF1);
    }
}

void DCMI_IRQHandler(void)
{
    if(SET == DCMI_GetITStatus(DCMI_IT_FRAME))
    {
        current_height = 0;
        flag++;
        DCMI->ICR = DCMI_IT_FRAME;
        //DCMI_ClearITPendingBit(DCMI_IT_FRAME);
    }
}


主函数：
int main(void)
{
    BL8782_PDN_INIT();
    OV2640_HW_Init();

    OV2640_IDTypeDef ov2640_id;
    OV2640_ReadID(&ov2640_id);

    if(ov2640_id.PIDH != 0x26)
    {
        DISP_ERR("not detected camera, please check the connection again \n");
        return -1;
    }

    DISP("Manufacturer_ID1 = %x \nManufacturer_ID2 = %x \n",
        ov2640_id.Manufacturer_ID1, ov2640_id.Manufacturer_ID2);

    sdram_bulk_reset();
    uint16_t *initail_data_ptr = (uint16_t *)malloc(g_img_size);
    if(!initail_data_ptr)
    {
        DISP_ERR(ERR_MALLOC);
        return -1;
    }
    g_dma_target_addr = initail_data_ptr;

    OV2640_Init();
    OV2640_UXGAConfig();

    DCMI_Cmd(ENABLE);
    DCMI_CaptureCmd(ENABLE);

    sleep(1);
    DISP("flag = %d \ncurrent_height = %d \ntotal_height = %d \n",
        flag, current_height, total_height);
    DCMI_Cmd(DISABLE);
    DCMI_CaptureCmd(DISABLE);
    DMA_Cmd(DMA2_Stream1, DISABLE);
    DISP("success disable \n");

    uint8_t *rgb888_ptr = NULL;
    rgb888_ptr = bmp_rgb565_to_rgb888(g_img_width, g_img_height, g_dma_target_addr);
    if(!rgb888_ptr)
    {
        DISP_ERR("error in bmp_rgb565_to_rgb888 \n");
        free(g_dma_target_addr);
        return -1;
    }

    uint32_t fnum = 0;
    res_sd = f_mount(&fs,"0:",1);
    if(res_sd == FR_NO_FILESYSTEM)
    {
        DISP("no file system in sd card, ready to format \n");
        res_sd=f_mkfs("0:",0,0);
        if(res_sd == FR_OK)
        {
            DISP("success formatting\n");
            res_sd = f_mount(NULL,"0:",1);
            res_sd = f_mount(&fs,"0:",1);
        }
        else
        {
            DISP("failed to format \n");
            return -1;
        }
    }
    else if(res_sd != FR_OK)
    {
        DISP("failed to mount, error code: %d \n", res_sd);
        DISP("ensure card inserted to the board \n");
        DISP("ensure 3V3_WIFI connetted to 3V3 instead of GND \n");
        return -1;
    }
    else
    {
        DISP("success mounting\n");
    }

    DISP("ready to write the file to card... \n");
    uint32_t real_width = COUNT_REAL_WIDTH(g_img_width*24);
    uint32_t real_size = real_width * g_img_height;
        res_sd = f_open(&fnew, "0:test.bmp", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE );
        if (res_sd == FR_OK)
        {
                DISP("success creating bmp file in sd card \n");
                res_sd = f_write(&fnew, rgb888_ptr, real_size+HEAD_INFO_SIZE, &fnum);
        if((res_sd == FR_OK) && (fnum == real_size+HEAD_INFO_SIZE))
        {
            DISP("success writing data to bmp file \n");
        }
        else
        {
            DISP("error in f_write：%d \n", res_sd);
        }

        f_close(&fnew);
        }
        else
        {       
                DISP_ERR("error in fopen");
        }
    f_mount(NULL,"0:",1);

    free(rgb888_ptr);
    free(g_dma_target_addr);
    DISP("end of project \n");

    return 0;
}

lvsenlv

问题根源：
g_img_size 在外部定义为32位无符号整形，而在主函数的源文件中，声明为无符号16位整形，即：
in bsp_ov2640.c :
const uint32_t g_img_size = (g_img_height*g_img_width*2);

in main.c :
extern const uint16_t g_img_size;

关于malloc的知识：
本例中，堆的起始地址设置为sdram的起始地址，为0xD0000000，并设置为8字节对齐
假设一次分配size字节大小的内存，实际会如何分配？
主要分为2部分，内存大小（4字节）+ 数据（size字节）

以size = 800*480*2 = 0xBB800为例：

0xBB808，会被拆分为08 B8 0B，加上保留的四字节，
0xD0000000 - 0xD0000007的内容为：
00 00 00 00 08 B8 0B 00 （前四字节保留是为了8字节对齐）
0xD0000008 - 0xD00BB807为数据，所以malloc返回的地址为0xD0000008

对于容量仅有8MiB的sdram，可使用地址为0xD0000000 - 0xD07FFFFF，
在8字节对齐的情况下，只能使用0xD0000008 - 0xD07FFFFB，末尾4字节保留
故对于malloc而言，一次性最多只能分配“堆大小 - 12 ”字节的空间。

紧接前例，若再次分配空间，则malloc返回的地址是多少？
答案为 0xD00BB810
原因：
上次分配的0xBB800字节内存，实际占用0xD0000000 - 0xD00BB807，
0xD00BB808 - 0xD00BB80F，此8字节的前4字节保留（为了8字节对齐），后4字节存储内存大小，
所以从0xD00BB810开始分配内存，故malloc返回0xD00BB810，

查错思路：
keil单步调试，发现第一次malloc分配的地址和第二次分配的重合，以本例说明：

malloc第一次分配800*480*2字节的空间，起始地址为0xD0000008

malloc第二次分配800*480*3字节的空间，起始地址应为0xD00BB810
但在调试中发现，起始0xD00008010，丢失了BB两位数据

于是查看第一次分配的大小，g_img_size值显示为0xBB800，无异议，
那么导致malloc分配的地址重合，必然是因为访问内存越界。

经反复查询，无任何访问越界，开始怀疑malloc本身的bug。
于是对malloc进行测试，结果都正常。

在后面的调试中，将原先的malloc(g_img_size)换为malloc(800*480*2)，
发现恢复了正常，那么，有理由怀疑，g_img_size的值并不等于800*480*2，
加上了一句至串口的语句，果然，g_img_size = 0xB800，丢失了两位数据，
经检查，发现是在声明外部变量时，写错了，即
in bsp_ov2640.c :
const uint32_t g_img_size = (g_img_height*g_img_width*2);

in main.c :
extern const uint16_t g_img_size;

这样就会导致一个问题：
当g_img_size 大于0xFFFF 时，高位数据就会丢失。
而此处定义的图片尺寸为800*480, 而800*480*2  = 0xBB800，
高位数据丢失后， g_img_size 在main.c中的值为0xB800，
当以此值分配内存时，实际只分配了0xB800字节，而下次分配内存，便会从0xB810开始，
但在dma传输数据时，实际是从0xD0000008 传输到 0xD00BB808，
当下次从0xB810开始读写数据时，0xB810 - 0xD00BB808间的图像数据就会被覆盖，导致图像丢失,
只有0xd0000008 - 0xd000B808间的数据是正常的，即仅有0xB800字节数据是正常的，
而0xB800约等于29行数据，进而表现为图片下方大约29行数据是正确的，而其余是错误的。

本人曾查过g_img_size的值，但一开始并没有往这个方向查错，归根于：
在线调试时，用keil查看g_img_size的值，显示为0xBB800，而实际已经丢失了高位数据

出错原因总结：
代码编写不够谨慎，微小的错误，导致大的异常；
keil误导，使得难以发现这个错

keil在线调试中，将光标移到一个变量上查看值，是一个很危险的行为。
对于外部的全局变量，此行为显示的是外部的全局变量，并非显示的当前文件中该变量的值。
对于外部的全局变量，若当前文件声明有差异，此行是无法察觉的，因为始终显示的是外部的正确值。

上述内容若有错误，欢迎纠正，谢谢

随风

lvsenlv 发表于 2017-4-9 15:10
问题根源：
g_img_size 在外部定义为32位无符号整形，而在主函数的源文件中，声明为无符号16位整形，即：
...

调试的时候是要暂停再查看变量值的