基于 RA8P1 的实时摄像头预览工程
本篇在原有触摸屏的基础上装上了摄像头。硬件方面新增 OV5640 摄像头模块，借助 RA8P1 内置的 CEU 图像采集单元接收传感器输出的并行视频流。## 一、CEU 图像采集单元是什么
CEU（Capture Engine Unit，图像采集引擎单元）是瑞萨 RA8 系列 MCU 内置的摄像头采集外设，负责接收 CMOS 图像传感器（本工程为 OV5640）输出的并行视频数据流，并配合 DMA 把整帧图像直接搬进内存，CPU 几乎不参与数据搬运。
### 它的主要特点
1. **并行接口**：8 位数据总线 D0 到 D7，配合 PCLK（像素时钟）、VSYNC（帧同步）、HSYNC（行同步）三根同步信号；
2. **常见图像格式**：支持 RGB565、YCbCr422 等，可配置输入顺序、字节交换、同步信号极性、采样边沿；
3. **中断事件**：帧结束、CRAM 溢出、VD 或 HD 错误等都会触发回调，便于诊断采集异常；
4. **配合 DMAC**：采集一帧后把数据连续写入内存指定地址，本工程每帧为 480x640x2 共 614,400 字节 RGB565。
### 使用方法与注意事项
1. 帧缓冲必须放在 DMA 可达的内存，并注意 D-Cache 一致性：DMA 写完后，CPU 读取前要先 invalidate 该段 cache；CPU 写完后，DAVE2D 等外设读取前要先 clean。本工程验证过：CEU 原始帧必须放内部 SRAM 的 `.ram_noinit_nocache` 段并 32 字节对齐，放在 SDRAM 会出现条纹、分块或错位。
2. `captureStart` 在上帧未完成时返回 `FSP_ERR_INVALID_STATE`，实现上要先轮询状态到 IDLE 再启动，并加超时保护；
3. CEU 的同步周期寄存器（CMCYR，写入传感器 HTS 和 VTS 值）必须与传感器输出时序匹配；
4. 传感器寄存器配置走 SCCB 接口（OV5640 的类 I2C 总线）。本工程用 GPIO 位模拟 SCCB，避免占用硬件 IIC 通道，接线也更灵活。
## 二、新增外设与引脚配置
新增 OV5640 摄像头模块（SCCB 寄存器配置加 CEU 图像采集）与 RTC 时钟，逐项说明：
| 外设 | 用途 | 引脚 |
| --- | --- | --- |
| CEU（r_ceu） | 摄像头图像采集，8 位数据总线，采集尺寸 480x640 的 RGB565 | D0 到 D7 与 PCLK、VSYNC、HSYNC 接 P400、P401、P405、P406、P414、P415、P700、P701、P702、P703、P708（CEU 复用脚，详见 e2 studio 引脚配置） |
| GPIO 位模拟 SCCB | OV5640 寄存器读写，输出与输入切换，5 微秒位延时 | SCL 接 P410，SDA 接 P409 |
| GPIO | OV5640 复位时序，低有效复位与掉电控制 | RESET 接 P709，PWDN 接 P710 |
| RTC（r_rtc） | 屏幕时钟显示，日历模式 | 无 |
| CEU 中断（CEUI） | 帧完成与错误事件回调，优先级 12 | 无 |
FSP 中 CEU 模块的关键配置项：8 位总线、数据同步模式、HSYNC 与 VSYNC 高有效、输入顺序 YCbCr422、字节交换全开、突发长度 x8、采集尺寸 480x640、帧结束与溢出与 VD 错误中断使能。
!(https://www.eefocus.com/forum/data/attachment/forum/202608/14/204911nous9r4pw1rnst1v.png)
## 三、新增功能
1. **实时摄像头预览**：OV5640 采集 480x640 竖屏帧，逆时针旋转 90 度并水平镜像，缩放到 240x180 横屏后居中显示（左上角距屏幕边缘 120、70 像素）。采集线程每 50 毫秒出一帧，双缓冲原子发布，UI 线程检测到新帧才刷新画面，画面流畅不闪烁。
2. **触摸交互效果**：按下时出现青色圆点（16x16）跟随手指移动，同时显示坐标标签 x:y（90x20，跟随手指偏移，自动限制在屏幕内）；抬手后 300 毫秒淡出隐藏。实现只用 LVGL 基础样式（无阴影、无渐变），确保 DAVE2D 硬件加速路径正常工作。
3. **时钟与帧率显示**：右上角显示 RTC 时间（时:分:秒，每秒刷新）；左上角显示预览帧率（每秒统计刷新帧数），方便评估采集到显示的链路实时性。
!(https://www.eefocus.com/forum/data/attachment/forum/202608/14/204859lzi9tchoc2qhci9b.png)
## 四、系统架构与内存约定
**采集线程（ai_thread）**：50 毫秒节拍（`vTaskDelayUntil`），启动即打开 OV5640 与 CEU；每帧依次执行 capture（CEU DMA 写帧）、invalidate cache、旋转缩放进双缓冲、clean cache 后原子发布；失败只跳过本帧，不退出线程。
**UI 线程（ui_thread）**：5 毫秒主循环（`lv_tick_inc` 加 `lv_timer_handler` 加页面 tick），驱动 LVGL 刷新与触摸效果动画。
### 内存约定（板级验证）
| 数据 | 位置 | 约束 |
| --- | --- | --- |
| CEU 原始帧 s_ai_frame | 内部 SRAM 的 `.ram_noinit_nocache` 段，32 字节对齐 | CEU DMA 直接写入，CPU 读取前 invalidate |
| 预览双缓冲 | 内部 SRAM，32 字节对齐 | CPU 写后 clean，DAVE2D 直接读取 |
## 五、工程代码结构（新增部分）
| 文件 | 职责 |
| --- | --- |
| `src/ai_thread_entry.c` | 摄像头采集线程（50 毫秒节拍、失败降级） |
| `src/device/camera/` | camera_ov5640（驱动加寄存器表）、camera_ceu（CEU 封装）、camera_sccb（GPIO 位模拟 SCCB） |
| `src/application/core/camera_preview` 源文件 | 旋转缩放、双缓冲原子发布 |
| `src/application/core/app_clock` 源文件 | RTC 时钟封装 |
| `src/application/ui/ui_page_camera` 源文件 | 主页面（预览加时钟加帧率加触摸效果层） |
| `src/application/ui/ui_touch_effect` 源文件 | 触摸交互效果 |
| `src/application/ui/ui_manager` 源文件 | 页面管理（单页面） |
通过网盘分享的文件：摄像头.zip
链接: https://pan.baidu.com/s/1KobV8PCxtkaRQK1PFJmh3A?pwd=7z69 提取码: 7z69
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