在探讨《智能捡排球车》项目的代码函数说明时,需要了解以下几个关键点:
本项目使用了STM32-F系列的单片机,特别是STM32-F0/F1/F2系列,它们属于32位的高性能MCU,广泛应用于嵌入式系统中。STM32系列单片机通常具有丰富的外设接口,适合进行图像处理和电机控制等复杂应用。
在本项目中,首先由摄像头通过DMCI(数字摄像头接口)获取图像,该摄像头接收到的图像数据通过DMA(直接内存访问)技术传输到LCD屏幕进行显示。DMA技术允许外设直接读写系统内存,而无需CPU的介入,从而减轻了CPU的负担,提高了数据传输的效率。
项目中用到了帧中断,即DCMI(数字摄像头接口)的帧中断。每当摄像头获取一帧图像后,会触发一个中断信号,CPU响应该中断信号后执行相应的中断服务程序。DCMI_IRQHandler函数负责处理帧中断,它会停止当前数据流传输(DCMI_Stop),显示参考区域(Show_Ref_Area),定位球心(Find_Ball_Center),并递增帧计数(frame_num)。之后清除中断标志位(DCMI_ClearITPendingBit),重新启动摄像头(DCMI_Start)以准备下一帧图像的获取。
显示参考值的区域函数Show_Ref_Area负责在LCD屏幕上绘制用于取值的红、黄、白色方框。该函数本身不包含读取操作,取值在外部中断服务函数中完成。
外部中断函数EXTI0_IRQHandler用于在外部中断0发生时,根据REF_TIME的值来确定需要读取的颜色参考值。例如,当REF_TIME为1时,将POINT_COLOR设置为红色(RED)。同时,该函数还会调用Get_Basic_Color函数来获取三种颜色(红色、黄色、白色)的基准值。
Get_Basic_Color函数调用Get_Ref_Color函数,后者从LCD的指定搜索区域读取颜色的RGB值,并计算出颜色基准值的RGB分量。由于环境的不同,颜色会有较大变化,因此,该项目在每次颜色识别前,都需要重新获取颜色的基准值。
Get_Ref_Color函数通过遍历搜索区域中的每个点,读取其颜色值,并累加红、绿、蓝色分量的值。之后通过除以取样数量(SAMPLE_NUM)计算出平均颜色值,并将RGB565格式的颜色值返回给调用者。
最终,Find_Ball_Center函数根据获取的参考值对图像进行识别,判断是否为有效点,并进行标记。如果有效点数量超过预设的阈值(Limited_RowRecogPoint_Num),则认为检测到了球体,记录坐标用于确定球心位置。
该项目展示了嵌入式系统中图像采集、处理和显示的过程。利用STM32单片机的外设接口、中断机制和DMA技术,结合颜色识别算法,实现了对排球的检测和定位。这为开发类似的智能机器人和自动化设备提供了一个可参考的实例。在实际开发中,需要根据硬件的实际特性调整参数,优化性能,确保系统的稳定运行。