[ESP-IDF]：esp32-camera 使用指南 ESP32S3-OV2640 用例测试

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**内容摘要：**esp32-camera 组件为 ESP32 系列 SoC 提供了兼容的图像传感器驱动，同时提供了工具，将捕获的帧数据转换为常见的 BMP 和 JPEG 格式。该组件的设计适用于各种不同的图像传感器，并支持高质量的图像采集与处理。本文使用 VSCode + ESP-IDF v5.4 环境对 esp32-camera 进行部署。

关键词：esp32-camera VScode ESP-IDF OV2640

其他相关文章：

⛏。。。。

1.组件获取

Gitee 平台组件链接：esp32-camera: esp32 camera

下载压缩包或者拉取整个项目：

bash 复制代码

 git clone https://gitee.com/esp-components/esp32-camera

使用ESP-IDF官方例程：esp-idf: ESP-IDF 是由乐鑫官方推出的针对 ESP32 和 ESP32-S2 系列芯片的开发框架。ESP-IDF 国内镜像仓库，Issues 和 PRs 请仍旧提交到 github。重要：Gitee 中 ESP-IDF 仓库的使用，请先参看 https://gitee.com/EspressifSystems/esp-gitee-tools 中的说明文档。ESP-IDF 及其子模块，每日会自动同步若干次。 - Gitee.com
esp-idf: ESP-IDF 是由乐鑫官方推出的针对 ESP32 和 ESP32-S2 系列芯片的开发框架。ESP-IDF 国内镜像仓库，Issues 和 PRs 请仍旧提交到 github。重要：Gitee 中 ESP-IDF 仓库的使用，请先参看 https://gitee.com/EspressifSystems/esp-gitee-tools 中的说明文档。ESP-IDF 及其子模块，每日会自动同步若干次。 - Gitee.com

下载后将项目结构配置如下：

cpp 复制代码

 ├─.vscode
 |CMakeLists.txt
 |sdkconfig
 ├─main
 │      CMakeLists.txt
 │      hello_world_main.c
 └─my_components
     └─esp32-camera
         ├─.github
         │  └─workflows
         ├─conversions
         │  ├─include
         │  └─private_include
         ├─driver
         │  ├─include
         │  └─private_include
         ├─examples
         │  └─camera_example
         │      └─main
         ├─sensors
         │  └─private_include
         ├─target
         │  ├─esp32
         │  ├─esp32s2
         │  │  └─private_include
         │  ├─esp32s3
         │  ├─jpeg_include
         │  └─private_include
         └─test
             └─pictures

esp32-camera 支持的 SoC

该组件支持以下 ESP32 系列的 SoC：

ESP32
ESP32-S2
ESP32-S3

这些 SoC 在图像采集和处理的性能上有所不同，但该驱动程序的设计考虑到了不同设备的适配性。

esp32-camera 支持的图像传感器

该驱动支持多种图像传感器，涵盖了从低分辨率到高分辨率的广泛范围，适用于各种不同的应用场景。以下是部分支持的传感器及其特点：

传感器型号	最大分辨率	色彩类型	输出格式	镜头大小
OV2640	1600 x 1200	彩色	YUV(422/420)/YCbCr422，RGB565/555，8位压缩数据，8/10位Raw RGB数据	1/4"
OV3660	2048 x 1536	彩色	Raw RGB数据，RGB565/555/444，CCIR656，YCbCr422，压缩	1/5"
OV5640	2592 x 1944	彩色	RAW RGB，RGB565/555/444，CCIR656，YUV422/420，YCbCr422，压缩	1/4"
OV7670	640 x 480	彩色	Raw Bayer RGB，处理后的Bayer RGB，YUV/YCbCr422，GRB422，RGB565/555	1/6"
OV7725	640 x 480	彩色	Raw RGB，GRB 422，RGB565/555/444，YCbCr 422	1/4"
NT99141	1280 x 720	彩色	YCbCr 422，RGB565/555/444，Raw，CCIR656，JPEG压缩	1/4"
GC032A	640 x 480	彩色	YUV/YCbCr422，RAW Bayer，RGB565	1/10"
GC0308	640 x 480	彩色	YUV/YCbCr422，RAW Bayer，RGB565，灰度图像	1/6.5"
GC2145	1600 x 1200	彩色	YUV/YCbCr422，RAW Bayer，RGB565	1/5"
BF3005	640 x 480	彩色	YUV/YCbCr422，RAW Bayer，RGB565	1/4"
BF20A6	640 x 480	彩色	YUV/YCbCr422，RAW Bayer，只有Y通道	1/10"
SC101IOT	1280 x 720	彩色	YUV/YCbCr422，Raw RGB	1/4.2"
SC030IOT	640 x 480	彩色	YUV/YCbCr422，RAW Bayer	1/6.5"
SC031GS	640 x 480	单色	RAW MONO，灰度图像	1/6"

esp32-camera 关键特点与要求

PSRAM要求：

除了使用CIF或更低分辨率的JPEG时，驱动需要安装并激活PSRAM（外部静态随机存储器）。使用YUV或RGB时，由于写入PSRAM的速度较慢，可能会导致图像数据丢失，特别是在启用WiFi时。若需要RGB数据，建议先捕获JPEG格式的图像，再使用fmt2rgb888或fmt2bmp/frame2bmp进行转换。
帧缓冲区模式：

单帧缓冲区模式 ：驱动等待当前帧完成（VSYNC），然后启动I2S DMA进行数据传输。这种方式可以更好地控制系统，但获取帧的时间较长。双帧缓冲区模式及以上：I2S处于连续模式，每一帧都会被推送到队列中，应用程序可以更快地访问帧数据。这种方式会增加CPU和内存负担，但能提高帧率，建议仅在使用JPEG格式时启用。
性能优化 ：

对于ESP32-S系列芯片，推荐将外部时钟频率设置为16MHz，以启用EDMA模式，提高图像数据处理性能。

2. 硬件参数配置

请在修改前先进行一次编译，确保例程能够正确编译。编译通过后桌面底部打开 ESP-IDF 终端 进行硬件参数配置：

执行以下命令打开配置UI:

bash 复制代码

 idf.py menuconfig

快捷键（英文键盘）：

H 或 ESC 返回上一级
J 下一个
K 上一个
L 或 Enter 进入选项
Q 保存退出（Y/N）
Space 开启（星号*）/关闭（无）

2.1 配置SPRAM（外部静态随机存储器）

选择Component config 选项回车进入：

根据要求配置Serial Flasher config(可选)：

返回往下找到 ESP-PSRAM 选项回车进入：

空格开启第一项：

进入SPI RAM config 选项：

根据你的开发板选择合适的SPI 模式（QUAD/OCT），本文使用ESP32-S3 使用的OCT:

保存退出，输入Y确认：

3.配置CmakeList.txt

根目录下的 CmakeList.txt 添加自定义的组件文件夹(建议把my_components放到ESP-IDF安装路径下，这样其他项目使用时直接引用，无需再复制)：

cpp 复制代码

 # The following lines of boilerplate have to be in your project's
 # CMakeLists in this exact order for cmake to work correctly
 cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
 
 set(EXTRA_COMPONENT_DIRS  ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/my_components)
 include($ENV{IDF_PATH}/tools/cmake/project.cmake)
 project(hello_world)

main文件夹下的 CmakeList.txt 主要配置 .c .h文件路径，引入esp32-camera依赖库：

cpp 复制代码

idf_component_register(
                     SRCS "hello_world_main.c"
 
                     INCLUDE_DIRS 
                     "../my_components/esp32-camera/driver/include" 
                     "${IDF_PATH}/components/esp_driver_ledc/include"
                     "${IDF_PATH}/components/esp_driver_spi/include" 
                     "${IDF_PATH}/components/esp_driver_gpio/include" 
                     "${IDF_PATH}/components/esp_timer/include" 
                     "${IDF_PATH}/components/log/include"         
                     PRIV_REQUIRES spi_flash  )

复制代码

4.摄像头参数初始化

由于我使用的ESP32-S3-CAM （GOOUU版），摄像头引脚如下：

cpp 复制代码

 #define PWDN_GPIO_NUM -1
 #define RESET_GPIO_NUM -1
 #define XCLK_GPIO_NUM 15
 #define SIOD_GPIO_NUM 4
 #define SIOC_GPIO_NUM 5
 
 #define Y2_GPIO_NUM 11
 #define Y3_GPIO_NUM 9
 #define Y4_GPIO_NUM 8
 #define Y5_GPIO_NUM 10
 #define Y6_GPIO_NUM 12
 #define Y7_GPIO_NUM 18
 #define Y8_GPIO_NUM 17
 #define Y9_GPIO_NUM 16
 
 #define VSYNC_GPIO_NUM 6
 #define HREF_GPIO_NUM 7
 #define PCLK_GPIO_NUM 13

配置结构体：

cpp 复制代码

 static camera_config_t camera_config;
 camera_config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
 camera_config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
 camera_config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_sccb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_sccb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
 camera_config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
 camera_config.xclk_freq_hz = 10000000;
 camera_config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
 camera_config.frame_size = FRAMESIZE_VGA;
 camera_config.jpeg_quality = 10;
 camera_config.fb_count = 2;

初始化摄像头：

cpp 复制代码

  // initialize the camera
     esp_err_t err = esp_camera_init(&camera_config);
     if (err != ESP_OK)
     {
         ESP_LOGE(TAG, "Camera Init Failed");
         return;
     }
     vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(20));

创建数据帧，并使用esp_camera_fb_get获取， esp_camera_fb_return(fb)，它的作用是 将已经获取并使用完的帧缓冲（frame buffer）归还给驱动程序进行复用 ，以节省内存和保证后续图像采集的正常进行。（注意:请不要在初始化后立即使用功能函数，请将功能函数放到while中或者任务中）

cpp 复制代码

 camera_fb_t *fb = NULL;
     
 while (1)
  {
     printf("Hello world!\n");
     vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
 
     fb = esp_camera_fb_get();
     if (!fb)
     {
         ESP_LOGE(TAG, "Camera capture failed");
         continue;
     }
     esp_camera_fb_return(fb);
     ESP_LOGI(TAG,  "fb->width=%d, fb->height=%d,
                     fb->buf=%d, fb->len=%d",
                     fb->width, fb->height,
                     fb->buf[0], fb->len);
     }

文章总结：

本文讲解了esp32-camera 的基础使用方法，并在 ESP32S3 开发板上使用 OV2640 进行了实际测试。

感谢阅览，如果你喜欢该内容的话，可以点赞，收藏，转发。由于 Koro 能力有限，有任何问题请在评论区内提出，Koro 看到后第一时间回复您！！！

其他精彩内容：

参考内容：

附录

cpp 复制代码

//main.c
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_camera.h"
#include "esp_log.h"

static const char *TAG = "MAIN";

#define PWDN_GPIO_NUM -1
#define RESET_GPIO_NUM -1
#define XCLK_GPIO_NUM 15
#define SIOD_GPIO_NUM 4
#define SIOC_GPIO_NUM 5

#define Y2_GPIO_NUM 11
#define Y3_GPIO_NUM 9
#define Y4_GPIO_NUM 8
#define Y5_GPIO_NUM 10
#define Y6_GPIO_NUM 12
#define Y7_GPIO_NUM 18
#define Y8_GPIO_NUM 17
#define Y9_GPIO_NUM 16

#define VSYNC_GPIO_NUM 6
#define HREF_GPIO_NUM 7
#define PCLK_GPIO_NUM 13

void app_main(void)
{
    // Device : ESP32-S3  OV2640  开启 SPIRAM  OctalSPI 模式 
    // idf.py menuconfig 
    static camera_config_t camera_config;
    camera_config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
    camera_config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
    camera_config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_sccb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_sccb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
    camera_config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
    camera_config.xclk_freq_hz = 10000000;
    camera_config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
    camera_config.frame_size = FRAMESIZE_VGA;
    camera_config.jpeg_quality = 10;
    camera_config.fb_count = 2;

    // initialize the camera
    esp_err_t err = esp_camera_init(&camera_config);
    if (err != ESP_OK)
    {
        ESP_LOGE(TAG, "Camera Init Failed");
        return;
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(20));
    camera_fb_t *fb = NULL;
    while (1)
    {
        printf("Hello world!\n");
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));

        fb = esp_camera_fb_get();
        if (!fb)
        {
            ESP_LOGE(TAG, "Camera capture failed");
            continue;
        }


        esp_camera_fb_return(fb);

        ESP_LOGI(TAG, "fb->width=%d, fb->height=%d, fb->buf=%d, fb->len=%d", fb->width, fb->height, fb->buf[0], fb->len);
    }
}



// PS D:\BLOG_PROBLEM\hello_world>  & 'd:\Espressif\tools\python_env\idf5.4_py3.11_env\Scripts\python.exe' 'd:\Espressif\frameworks\esp-idf-v5.4\tools\idf_monitor.py' -p COM4 -b 115200 --toolchain-prefix xtensa-esp32s3-elf- --target esp32s3 'd:\BLOG_PROBLEM\hello_world\build\hello_world.elf'
// OG_PROBLEM\x5chello_world\x5cbuild\x5chello_world.elf';778f9491-c7c8-430c-9138-43b4a91929c2--- Warning: GDB cannot open serial ports accessed as COMx
// --- Using \\.\COM4 instead...
// --- esp-idf-monitor 1.5.0 on \\.\COM4 115200
// --- Quit: Ctrl+] | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H
// ESP-ROM:esp32s3-20210327
// Build:Mar 27 2021
// rst:0x1 (POWERON),boot:0xa (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
// SPIWP:0xee
// mode:DIO, clock div:1     
// load:0x3fce2810,len:0x15a0
// load:0x403c8700,len:0x4
// load:0x403c8704,len:0xd20
// load:0x403cb700,len:0x2ee4
// entry 0x403c8928
// I (27) boot: ESP-IDF v5.4-dirty 2nd stage bootloader
// I (27) boot: compile time Apr 24 2025 23:05:09
// I (27) boot: Multicore bootloader
// I (27) boot: chip revision: v0.2
// I (30) boot: efuse block revision: v1.3
// I (34) boot.esp32s3: Boot SPI Speed : 80MHz
// I (38) boot.esp32s3: SPI Mode       : DIO
// I (41) boot.esp32s3: SPI Flash Size : 16MB
// I (45) boot: Enabling RNG early entropy source...
// I (50) boot: Partition Table:
// I (52) boot: ## Label            Usage          Type ST Offset   Length
// I (59) boot:  0 nvs              WiFi data        01 02 00009000 00006000
// I (65) boot:  1 phy_init         RF data          01 01 0000f000 00001000
// I (72) boot:  2 factory          factory app      00 00 00010000 00100000
// I (78) boot: End of partition table
// I (81) esp_image: segment 0: paddr=00010020 vaddr=3c030020 size=0eae8h ( 60136) map
// I (100) esp_image: segment 1: paddr=0001eb10 vaddr=3fc93600 size=01508h (  5384) load
// I (101) esp_image: segment 2: paddr=00020020 vaddr=42000020 size=27c9ch (162972) map
// I (133) esp_image: segment 3: paddr=00047cc4 vaddr=3fc94b08 size=02928h ( 10536) load
// I (135) esp_image: segment 4: paddr=0004a5f4 vaddr=40374000 size=0f534h ( 62772) load
// I (150) esp_image: segment 5: paddr=00059b30 vaddr=600fe100 size=0001ch (    28) load
// I (157) boot: Loaded app from partition at offset 0x10000
// I (157) boot: Disabling RNG early entropy source...
// I (168) octal_psram: vendor id    : 0x0d (AP)
// I (168) octal_psram: dev id       : 0x02 (generation 3)
// I (168) octal_psram: density      : 0x03 (64 Mbit)
// I (170) octal_psram: good-die     : 0x01 (Pass)
// I (174) octal_psram: Latency      : 0x01 (Fixed)
// I (179) octal_psram: VCC          : 0x01 (3V)
// I (183) octal_psram: SRF          : 0x01 (Fast Refresh)
// I (188) octal_psram: BurstType    : 0x01 (Hybrid Wrap)
// I (193) octal_psram: BurstLen     : 0x01 (32 Byte)
// I (197) octal_psram: Readlatency  : 0x02 (10 cycles@Fixed)
// I (202) octal_psram: DriveStrength: 0x00 (1/1)
// I (207) esp_psram: Found 8MB PSRAM device
// I (210) esp_psram: Speed: 40MHz
// I (213) cpu_start: Multicore app
// I (947) esp_psram: SPI SRAM memory test OK
// I (956) cpu_start: Pro cpu start user code
// I (956) cpu_start: cpu freq: 160000000 Hz
// I (956) app_init: Application information:
// I (956) app_init: Project name:     hello_world
// I (960) app_init: App version:      1
// I (964) app_init: Compile time:     Apr 24 2025 23:31:56
// I (969) app_init: ELF file SHA256:  61f6f5fe3...
// I (973) app_init: ESP-IDF:          v5.4-dirty
// I (977) efuse_init: Min chip rev:     v0.0
// I (981) efuse_init: Max chip rev:     v0.99 
// I (985) efuse_init: Chip rev:         v0.2
// I (989) heap_init: Initializing. RAM available for dynamic allocation:
// I (995) heap_init: At 3FC985C0 len 00051150 (324 KiB): RAM
// I (1000) heap_init: At 3FCE9710 len 00005724 (21 KiB): RAM
// I (1006) heap_init: At 3FCF0000 len 00008000 (32 KiB): DRAM
// I (1011) heap_init: At 600FE11C len 00001ECC (7 KiB): RTCRAM
// I (1016) esp_psram: Adding pool of 8192K of PSRAM memory to heap allocator
// I (1024) spi_flash: detected chip: boya
// I (1026) spi_flash: flash io: dio
// I (1030) sleep_gpio: Configure to isolate all GPIO pins in sleep state
// I (1036) sleep_gpio: Enable automatic switching of GPIO sleep configuration
// I (1043) main_task: Started on CPU0
// I (1073) esp_psram: Reserving pool of 32K of internal memory for DMA/internal allocations
// I (1073) main_task: Calling app_main()
// I (1073) s3 ll_cam: DMA Channel=0
// I (1073) cam_hal: cam init ok
// I (1083) sccb-ng: pin_sda 4 pin_scl 5
// I (1083) sccb-ng: sccb_i2c_port=1
// I (1093) camera: Detected camera at address=0x30
// I (1093) camera: Detected OV2640 camera
// I (1093) camera: Camera PID=0x26 VER=0x42 MIDL=0x7f MIDH=0xa2
// I (1173) cam_hal: buffer_size: 16384, half_buffer_size: 1024, node_buffer_size: 1024, node_cnt: 16, total_cnt: 60
// I (1173) cam_hal: Allocating 61440 Byte frame buffer in PSRAM
// I (1183) cam_hal: Allocating 61440 Byte frame buffer in PSRAM
// I (1183) cam_hal: cam config ok
// I (1183) ov2640: Set PLL: clk_2x: 0, clk_div: 0, pclk_auto: 0, pclk_div: 8
// Hello world!
// I (1773) MAIN: fb->width=640, fb->height=480, fb->buf=255, fb->len=14231
// Hello world!
// I (2273) MAIN: fb->width=640, fb->height=480, fb->buf=255, fb->len=29794
// Hello world!
// I (2773) MAIN: fb->width=640, fb->height=480, fb->buf=255, fb->len=30281
// Hello world!
// I (3273) MAIN: fb->width=640, fb->height=480, fb->buf=255, fb->len=29282
// Hello world!
// I (3773) MAIN: fb->width=640, fb->height=480, fb->buf=255, fb->len=28217
// Hello world!
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