Air780EPM Camera 硬件电路说明

Air780EPM 支持 SPI 接口 Camera，如下表所示；

一、硬件支持

1. 摄像头模块特性

接口类型：Air780EPM 支持 SPI/I2C 接口摄像头，通过 SPI 总线传输图像数据，通过 I2C 总线传输控制命令。
驱动 IC 型号：
- V1.2 版本开发板：默认使用 GC032A 摄像头模组（30 万像素）。
- V1.3 版本开发板：默认使用 GC032A 摄像头模组（30 万像素）。
- V1.3 版本开发板带外壳：默认使用 GC0310 摄像头模组（30 万像素）。
- Air780EPM目前已支持的Camera驱动IC有：GC0310/GC032A/BF30A2等。
- 供电要求：
- 摄像头模块由开发板内部 LDO 供电（3.3V），需确保开发板电源稳定（建议使用 USB 供电或稳定 5V 输入）。
- GPIO2（PIN23）控制摄像头供电：默认作为摄像头供电的控制引脚，需注意与其他功能的冲突（见注意事项）。

2. 硬件连接

关键引脚：
- SPI 数据线：通过 SPI 总线传输图像数据。包括时钟与控制信号：包括 MCLK（主时钟）、BCLK（位时钟）、RX0/RX1（数据）等。
- I2C 控制线：通过 I2C 总线传输控制命令，包括：SCL(时钟)、SDA(数据)。
- CAM_PWDN：摄像头开关控制信号（通常为 GPIO 控制）。

3. 电源与信号设计

供电稳定性：
- 摄像头模块功耗较高（约 100-200mA），需确保开发板电源电路能提供足够电流。
- 若使用外部电源，需与开发板共地。

二、软件开发

1. LuatOS API 与驱动

初始化摄像头：

-- 初始化摄像头（默认GC032A/GC0310配置）
camera.init({
  format = "RGB565",  -- 图像格式（支持RGB565、YUV等）
  width = 320,        -- 分辨率（如320x240）
  height = 240
})

抓取图像：

local img = camera.capture()  -- 返回图像数据（二进制流）

LCD 显示联动：

-- 假设已初始化LCD（如ST7796）
lcd.init()  -- LCD初始化
while true do
  local img = camera.capture()
  lcd.display()  -- 将图像数据发送到LCD显示
  sys.wait(500)     -- 控制刷新频率
end

2. 二维码解析功能

调用摄像头扫码：

-- 启动扫码功能（需LuatOS内置解析库支持）
require("qrcode")
local result = qrcode.scan(camera)
if result then
  print("解析结果：" .. result)
end

3. 数据传输至电脑

通过串口传输图像：

-- 配置串口（如UART0）
uart.setup(0, 115200, 8, uart.STOP, uart.PARITY)
while true do
  local img = camera.capture()
  uart.send(0, img)  -- 发送图像数据到电脑
  sys.wait(1000)
end

三、注意事项

1. 硬件设计与调试

GPIO2 冲突问题：
- Air780EPM 开发板默认 GPIO2（PIN23）用于控制摄像头供电的 LDO，若需复用该引脚（如 OneWire 协议），需物理修改开发板电路：
- 摄像头供电稳定性：
- 避免在摄像头工作时频繁开关电源，可能导致初始化失败。
- 若使用外部电源，需确保电压匹配（3.3V）并共地。

2. 软件配置关键点

驱动 IC 适配：
- 不同摄像头型号（GC0310/GC032A）的寄存器配置不同，需确保 LuatOS 固件版本支持目标驱动 IC。
- 若更换摄像头模组，需重新配置 camera.init() 参数（如分辨率、格式）。
- 内存与性能：
- 高分辨率图像（如 640x480）会占用较多内存（PSRAM 需 ≥2MB），建议根据需求调整分辨率。
- 使用 sys.timer() 或 sys.task() 控制图像捕获频率，避免 CPU 过载。

3. 典型问题排查

摄像头无法初始化：
- 检查摄像头模块是否正确插入。
- 确认 GPIO2 未被其他功能占用（如 OneWire）。
- 检查电源供电是否稳定。
- 图像显示异常：
- 确保 LCD 和摄像头的分辨率、格式匹配（如 LCD 为 240x240，摄像头设置相同分辨率）。
- 检查 DVP 数据线是否短路或接触不良。

4. 其他注意事项

热插拔与复位：
- 摄像头模块不支持热插拔，需在系统重启后重新连接。
- 复位摄像头需使用硬件开关引脚 CAM_PWDN。
- 固件版本：
- 使用支持摄像头功能的 LuatOS 固件。

四、典型应用场景

1. 实时图像预览：通过 LCD 实时显示摄像头画面。 2. 二维码/条形码扫描：结合 LuatOS 解析库实现快速扫码功能。 3. 图像传输：将拍摄的图像通过 4G 网络上传至服务器或通过串口传输至电脑。

五、Air780EPM 开发板

1. 硬件参考设计

2. LuatOS API 与驱动

有关 Camera 的代码太长，仅截取一段有关 API 和驱动的代码作为示例；
注意！Air780EPM 有专门的硬件 Camera 驱动接口且已封装好 API，无需再按照 SPI 接口 API 从头开始写驱动；
当然，Air780EPM 的硬件 Camera 接口本质上也是 SPI 接口的复用或者说专用，官方暂未公开此接口的具体资料；
Camera 完整示例代码：demo/780EPM_1.3 版本开发板全功能测试/camera780epm.lua · 合宙 Luat/LuatOS-Air780EPM - Gitee.com

-- 根据实际情况选用GC032A或GC0310
-- require "bf30a2"
require "gc032a"
-- require "gc0310"
httpplus = require "httpplus"
gpio.setup(2, 1) -- GPIO2打开给camera电源供电
gpio.setup(29, 1) -- 1.3版本 GPIO29打开给lcd电源供电
gpio.setup(14, nil) -- 关闭GPIO14,防止camera复用关系出问题
gpio.setup(15, nil) -- 关闭GPIO15,防止camera复用关系出问题

local SCAN_MODE = 0 -- 写1演示扫码
local scan_pause = true
local getRawStart = false
local RAW_MODE = 0 -- 写1演示获取原始图像
-- SCAN_MODE和RAW_MODE都没有写1就是拍照

六、参考资料

1. 摄像头开发文档：

LuatOS 摄像头 API 说明：https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/app/audio/camera/ 2. 硬件设计指南：
参考开发板 PIN 脚定义与电路图：http://docs.openluat.com/air780epm/product/shouce/ 3. Camera 完整示例代码：
demo/780EPM_1.3 版本开发板全功能测试/camera780epm.lua · 合宙 Luat/LuatOS-Air780EPM - Gitee.com 4. 驱动 IC 手册：
GC0310/GC032A 摄像头驱动，从 LuatOS 资源库获取。

七、总结

在 Air780EPM 上开发 Camera 应用需注意以下关键点：

硬件层面：确保供电稳定。
软件层面：精确配置摄像头参数，适配驱动 IC，优化内存使用。
调试阶段：优先检查电源、引脚复用和固件兼容性。