这里介绍如何使用 Ch32V307 实现一个 USB YUV 摄像头。这次的实验是基于WCH官方Ch32v307开发板进行的。实现一个 160*120 分辨率的YUV 摄像头，使用 307 的 USBFS 来实现。
- 参考的对象是之前的一个使用 32U4 制作的摄像头【参考1】，因此描述符部分是完全照抄的。实现描述符之后插入设备就能看到设备管理器中“长出来”我们自定义的摄像头了，但是还无法工作。
- 项目是根据WCH官方的 307 USB FS 键盘鼠标例程修改而来。设定串口输出波特率是 6 000 000 bps。如有需要，可以直接和原版对比。
USART_Printf_Init( 6000000 );
USB FS 是下图4的接口，串口输出在下图7位置的 TXD
3.实现下面的命令应答之后，设备即可发送数据
GET_INFO SU_INPUT_SELECT_CONTROL
GET_INFO PU_BRIGHTNESS_CONTROL
GET_MIN ProcessingUnit
GET_MAX ProcessingUnit
GET_RES processingUnit
GET_DEF ProcessingUnit
GET_CUR ProcessingUnit
SET_CUR ProcessingUnit （主机对设备发数据）
GET_CUR Video_Streaming (主机打开摄像头软件之后才有)
GET_MAX VideoStreaming
GET_MIN VideoStreaming
SET_CUR VideoStreaming
4.接下来构建数据进行发送。需要特别注意的是：原版使用 Endpoint1 进行发送，但是307 的 USBFS EndPoint1 最大只能发送64 Bytes.设置为 256 会使得 EndPoint 的 Length 重置为 0。设计上307 的 FS 只有 EndPoint3 支持最大为 1023 Bytes的ISO包。因此，我们修改代码，改为EndPoint3，每一个包的长度仍然是 256Bytes.
5.发送的数据实际上是有一个头的，比如： 02 给出了头的长度是 2 Bytes， 0x80 是一个切换值，用于表示数据结束。比如，这一帧图像数据开头都是 02 80 ，那么下一帧的数据开头都是 02 81, 下下一帧就会是 02 80。接收端用这个跳变来判断一帧是否结束。
6.因为有这个头的存在，所以有效的数据长度是EndPoint 的长度是 256-2=254 字节。我们一帧的数据量计算方式如下：
以最常用的 YUV420 格式（如YV12）为例：
- Y分量：160×120 = 19,200 字节
- U分量：160×120×1/4 = 4,800 字节（色度下采样）
- V分量：160×120×1/4 = 4,800 字节
- 总大小 = 19,200 + 4,800 + 4,800 = 28,800 字节（约28.1KB）
那么需要发送 28800/254=113个 余98Bytes。
简单起见，我们设定 Y=U=V=从0-255固定值，循环变化。发送 113次 256Bytes(带2Bytes头)，再多发送一次 98Bytes。具体是在下面准备好每一个USB 包的数据进行发送。
int counter = 0;
uint8_t color=0;
void USBFS_Endp_ZSend (void) {
if (USBFS_Endp_Busy[3] == 0) { // 可以发送
if (counter == 113) {
USBFSD_UEP_TLEN (3) = 100;
} else USBFSD_UEP_TLEN (3) = 256;
if (counter == 0) {
for (int i=2;i<256;i++) {
USBFS_EP3_Buf[i]=color;
}
color++;
if (USBFS_EP3_Buf[1] == 0x80) {
USBFS_EP3_Buf[1] = 0x81;
} else {
USBFS_EP3_Buf[1] = 0x80;
}
}
printf ("%d %x %x %x\r\n", counter, USBFSD_UEP_TLEN (3), USBFS_EP3_Buf[1], USBFS_EP3_Buf[2]);
USBFSD_UEP_TX_CTRL (3) = (USBFSD_UEP_TX_CTRL (3) & ~USBFS_UEP_T_RES_MASK) | USBFS_UEP_T_RES_NONE;
USBFS_Endp_Busy[3] = 1;
if (counter == 113) {
counter=0;
} else counter++;
}
}
工作的测试视频：
这次只是一个简单的测试，相比 MJPEG 摄像头，YUV 的分辨率不会太高（没有压缩数据量太大），但是YUV 的显示内容完全可以通过简单的计算来得到。后面我会探索更多的玩法。
完整的代码：
参考：
1. https://www.lab-z.com/adca/ Arduino Leonardo 自带的“显示屏