[Micropython]TPYBoard v102 DIY照相机

摄像头(CAMERA或WEBCAM)又称为电脑相机、电脑眼、电子眼等，是一种视频输入设备，被广泛的运用于视频会议，安防系统 、图像采集系统、 环境监控 、工业现场过程控制 等方面。本实验用TPYBoard v102以及PTC06 串口摄像头模块DIY一个简易的照相机。

1.所用器材：
l TPYBoard v102 1块
l PTC06 串口摄像头模块1个
l 杜邦线若干
l TF卡1个
l 下载数据线1条

2.TPYBoard v102简介：
TPYBoardv102主控芯片采用STM32F405,M4的内核，168MHZ的最高运行速度，1024KB的Flash，192KB的RAM,内置SD卡槽，最大支持8G内存的内存卡。板载四个LED灯和一个加速度传感器。TPYBoard v102板载30个通用GPIO接口、 2个SPI接口、2个CAN接口、2个I2C接口、 5个USART 接口、 2个ADC接口（精度12bit ）、2个DAC接口、1个SWD接口。可与大部分常用传感器模块连接。

3. PTC06 串口摄像头模块简介：
PTC06 串口摄像头模块是一款集图像采集、拍摄控制、数据压缩、串口传输于一体的工业级图像采集处理模块。其内置的高性能数字信号处理芯片实现了对原始图像的高比例压缩。产品图像输 出采用标准 JPEG 格式，可方便地兼容各种图像处理软件；采用 3 线制 TTL 电平 UART 通 信接口，可以方便地实现与单片机或其他微处理器连接。

默认波特率为 115200，其它可选波特率有 9600，19200，38400 和 57600。

其中对于串口控制拍照，读取静态图片的应用中，只需要用到 GND，RX，TX，VCC 这 4 个信号线。 如果是要输出模拟视频的应用，才需要将 CVBS 信号。注意： TX 和 RX 是 3.3v 的 TTL 电平信号。

4.接线方式：

5.实验步骤.
基本原理：TPYboard v102 通过串口与串口摄像头模块（PTC06）进行连接，通过按键控制模块进行拍照，并保存到TF卡中。上电后，等待ToyBoard v102板载绿灯亮起，说明摄像头模块初始化完毕，按一下USR键，控制摄像头进行拍照，蓝灯会闪烁，说明正在传输图片数据，等待蓝灯熄灭后，说明传输完毕。按一下rst键让板子重新加载一下TF卡，打开TF卡就会看到一个新生成的jpeg文件。

6.源代码：

"""
#TPYBoard v102 驱动串口摄像头PTC06 拍照并保存到TF卡
#------------------------------------------------------
#作者:山东萝卜电子科技有限公司
#时间:2018年03月15日
"""

import pyb
from pyb import UART,Switch

"""
拍照的基本流程
--------------------
1.清空图片缓存
2.发送拍照命令
3.获取图片的长度
4.根据长度读取图片数据

使用到的指令与返回的数据格式
-------------------------------
复位
0x56 0x00 0x26 0x00
返回
0x76 0x00 0x26 0x00 +DSP 版本信息+Init end
------------------------
清空图片缓存
0x56 0x00 0x36 0x01 0x02
返回
0x76 0x00 0x36 0x00 0x00
-------------------------
拍照命令
0x56 0x00 0x36 0x01 0x00
返回
0x76 0x00 0x36 0x00 0x00
--------------------------
读所拍图片的长度
56 00 34 01 00
返回
0x76 0x00 0x34 0x00 0x04 0x00 0x00 XX YY
(XX 为高位字节，YY 为低位字节)
--------------------------
读取图片数据
0x56 0x00 0x32 0x0C 0x00 0x0A 0x00 0x00 AA BB 0x00 0x00 XX YY 0x00 0xFF
AA BB:起始地址(先高位字节,后低位字节.必须是8的倍数)
XX YY:本次读的数据长度(先高位字节,后低位字节)
返回
76 00 32 00 00 FF D8 ....... FF D9 76 00 32 00 00
(完整的JPEG 图片文件是以 FF D8 开始 FF D9 结尾)
"""
#-----Command---------#
initcmd=b'\x56\x00\x26\x00' #复位指令
clearcmd=b'\x56\x00\x36\x01\x02' #清除缓存
photocmd=b'\x56\x00\x36\x01\x00' #拍照
lengthcmd=b'\x56\x00\x34\x01\x00' #获取图片长度
readcmd=b'\x56\x00\x32\x0C\x00\x0A\x00\x00' #获取图片数据
responseCmd=b'\x76\x00\x32\x00\x00'#返回的图片数据固定头和尾
#---------------------------------#
isFlag=0#标识是否初始化
isPhoto=0#标识是否发送拍照命令
num=1
f_name='/sd/photo%s.jpeg'#保存的文件名称
nBytes=512#每次读取的字节数
#---------------------------------#
uart=UART(4,115200,timeout=100)#串口4 TX-X1 RX-X2

#------将10进制转为16进制字节数组--------#
def convert_Data(num):
    if num>255:
        num_h=hex(num)
        if len(num_h)<6:
            num_h_a=num_h[:3]
            num_h_b='0x'+num_h[3:]
        else:
            num_h_a=num_h[:4]
            num_h_b='0x'+num_h[4:]
        byte_num=bytes([int(num_h_a,16),int(num_h_b,16)])
    else:
        byte_num=b'\x00'+bytes([num])
    return byte_num
#---------------------------------
#函数名:get_photo
#描述:获取图片数据
#参数:起始地址、读取长度
#返回:成功返回正常数据，失败返回0
#---------------------------------/
def get_photo(add,readlen):
    global readcmd,responseCmd

    cmd=readcmd+add+b'\x00\x00'+readlen+b'\x00\xFF'
    uart.write(cmd)
    while uart.any()<=0:
        continue
    data=uart.read()
    #print('data:',data)
    #print('data[0:5]:',data[0:5])
    #print('data[-5:]:',data[-5:])
    if data[0:5]==responseCmd and data[-5:]==responseCmd:
        revdata=data[5:-5]
        print('revdata:',revdata)
    else:
        revdata=0
    return revdata
#---------------------------------
#函数名:test
#描述:USR按键的回调函数。
#按键每按1次拍照1次
#---------------------------------/
def test():
    global num,isPhoto
    pyb.delay(30)
    if(sw()):
        sw.callback(None)#正在获取数据时 禁用回调
        isPhoto=0
        num+=1
        pyb.LED(3).on()
        #清除缓存
        uart.write(clearcmd)
#等待模块上电完毕
print('wait......')
pyb.delay(2800)
print('init start.......')
uart.write(initcmd)
sw=Switch()
sw.callback(test)
while True:
    if uart.any()>0:
        data=uart.read()
        print('revdata:',data)
        if isFlag==0:
            #说明接收的是复位后的信息
            if data==b'Init end\r\n':
                #复位完毕
                print('init ok.......')
                pyb.delay(2000)
                isFlag=1
                pyb.LED(2).on()
        else:
            if len(data)>=5:
                if data[0]==118:#0x76
                    if data[2]==54:#0x36
                        if isPhoto==0:
                            #清除缓存返回
                            print('-----clear buffer ok----')
                            isPhoto=1
                            uart.write(photocmd)
                        else:
                            #拍照返回
                            print('-----taking pictures ok----')
                            uart.write(lengthcmd)
                    if data[2]==52:#0x34
                        print('photo length:',data[7],'-',data[8])
                        tlen=data[7]*256+data[8]
                        t_c=tlen//nBytes
                        t_y=tlen%nBytes
                        add=0
                        #256=[0x01,0x00] 512=[0x02,0x00]
                        length=convert_Data(nBytes)
                        name=f_name % str(num)
                        print('filename:',name)
                        for i in range(0,t_c):
                            add=convert_Data(i*nBytes)
                            #每512字节写一次
                            revdata=get_photo(add,length)
                            if revdata!=0:
                                f=open(name,'a')
                                f.write(revdata)
                                f.close()
                            pyb.LED(4).toggle()
                            print('-------------',i)
                            pyb.delay(100)
                        add=convert_Data(t_c*nBytes)
                        revdata=get_photo(add,convert_Data(t_y))
                        if revdata!=0:
                            f=open(name,'a')
                            f.write(revdata)
                            f.close()
                        pyb.LED(3).off()
                        pyb.LED(4).off()
                        pyb.delay(100)
                        print('*========================================*')
                        sw.callback(test)
            else:
                print('-----data length error-----')