基于sym32的数码相框设计与实现-演示文稿

基于stm32的数码相框设计与实现项目概述,主要内容：,数码相框的发展情况和趋势 硬件介绍 编程环境介绍 程序设计与调试 成果展示,发展情况和趋势:,数码相框就是一个相框，不过它不再用放进相片的方式来展示，而是通过一个液晶的屏幕显示，它可以通过读卡器的接口从SD卡、U盘、CF卡（部分机种支持本功能）等媒介上获取相片，并设置循环显示的方式，比普通的相框更灵活多变，也给现在日益使用的数码相片一个新的展示空间。电子数码相框能够直接从数码相机存储卡(SDMMC卡)中的相片直接显示出来。免去冲洗相片的麻烦以及相片观看不方便。,数码相框产品发展现状,数码相框产品发展前景,设计方案图,硬件介绍： MCU主控模块,STM32系列闪存微控制器是意法半导体公司（ST）基于ARM公司具有突破性的Cortex-M3内核的处理器，该处理器是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。此次设计采用的具体型号是STM32F103RBT6 ARM Cortex-M3是一种基于ARM7v架构的最新ARM嵌入式内核，它采用哈佛结构，使用分离的指令和数据总线(冯诺伊曼结构下，数据和指令共用一条总线)。从本质上来说，哈佛结构在物理上更为复杂，但是处理速度明显加快。根据摩尔定理，复杂性并不是一件非常重要的事，而吞吐量的增加却极具价值。,控制液晶显示,TFT彩色液晶，只要使用带控制器的就可以了。我用的是带SPFD54124B控制器的160x128分辨率的彩色液晶。当RS=0、RW上升沿跳变时，单片机P2口传送给彩色液晶的数据是命令。当RS=1、RW上升沿跳变时，单片机P2口传送给彩色液晶的就是普通数据了。,SD卡：,SD/MMC卡的存储默认是以512字节大小为块的，即1个扇区。所以，选择的单片机RAM要大于512字节。SD/MMC卡使用的电源电压为3.3V,所以还要用片电平转换芯片，把5V电源电压转成3.3V。SD卡支持两种总线方式：SD方式与SPI方式。其中SD方式采用6线制，使用CLK、CMD、DAT0DAT3进行数据通信。而SPI方式采用4线制，使用CS、CLK、DataIn（mosi）、DataOut(miso)进行数据通信。SD方式时的数据传输速度比SPI方式要快。采用单片机对SD卡入行读写时，一般都采用SPI模式。,编程环境： KEIL,RVMDK源自德国的KEIL公司，是RealView MDK的简称，RealView MDK集成了业内最领先的技术，包括Vision3集成开发环境与RealView编译器。支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核处理器，自动配置启动代码，集成Flash烧写模块，强大的Simulation设备模拟，性能分析等功能。,mcuisp软件,MCUISP是一款针对st公司的stm32f系列单片机和NXP的LPC2xxx系列的isp程序。该ISP下载器具有一系列优点，可与eaglecom串口调试软件配套，进行isp盲调。,下载方式：,STM32的程序下载有多种方法：USB、串口、JTAG、SWD等，这几种方式都可以用来给STM32下载代码。不过，我们最常用的，最经济的，就是通过串口给STM32下载代码。,串口调试助手,串口调试助手是串口调试相关工具，有多个版本。一般支持9600，19200等常用各种波特率及自定义波特率，可以自动识别串口，能设置校验、数据位和停止位，能以ASCII码或十六进制接收或发送任何数据或字符，可以任意设定自动发送周期,并能将接收数据保存成文本文件，能发送任意大小的文本文件。,程序调试：,SD卡单块数据读写,SPI模式支持单块和多块数据的读写操作，可通过发送相应的命令来实现。读单块数据的操作过程。拉低片选后，首先由主控制器,MCF51QE128发送读单块数据命令CMD17，然后等待SD卡的响应。当收到数据块开始标志0xfe后，开始从SD卡读取512字节的数据，最后读取2字节的CRC校验位。,SD卡的初始化,SD卡单块数据读写,FAT32文件系统,本设计需要用到FAT(FAT16/32)文件系统来读取SD 卡上的字库和UNICODE到GBK的转换码表到W25X16部分，因此要重点介绍FAT文件系统。 FAT32 文件系统由结构信息文件分配表数据区组成。结构信息，保存FAT32的结构内容。文件分配表，以4字节的大小，记录蔟的链式关系。数据区，记录文件真正的数据。读取第一扇区，既512字节的内容，我们可以知道“文件分配表的起始地址”，“每簇多少扇液晶 led区”和“分配表的大小”。通过计算，我们可以得知根目录的扇区地址，也就是蔟的扇区地址。根目录，用32字节大小，记录文件名和首簇地址等信息。文件存放都是以簇为单位入行存储的。公式：任何扇区地址（记录簇号-2） *每簇多少扇区 根目录的扇区地址。知道了以上信息，就可以方便的将文件的簇地址转换成扇区地址。但文件的存放是链式结构，我们还要读下一个簇号，直到蔟号为结束蔟号：0x0fffffff。最后对读取的文件内容入行传输。,图像解码与显示:BMP文件格式,BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式，使用非常广。它采用位映射存储格式，除了图像深度可选以外，不采用其他任何压缩，因此，BMP文件所占用的空间很大。典型的BMP图像文件由三部分组成：位图文件头数据结构，它包含BMP图像文件的类型、显示内容等信息；位图信息数据结构，它包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息。,JPEG文件格式,JPEG 是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写，文件后辍名为“.jpg”或“.jpeg”，JPEG压缩技术十分先进，它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，而且 JPEG是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，支持多种压缩级别，压缩比率通常在10：1到40：1之间，压缩比越大，品质就越低；相反地，压缩比越小，品质就越好。,JPEG/JPG 的解码过程：,1、从文件头读出文件的相关信息。JPEG文件数据分为文件头和图像数据两大部分，其中文件头记录了图像的版本、长宽、采样因子、量化表、哈夫曼表等重要信息,所以解码前必须将文件头信息读出，以备图像数据解码过程之用。2、从图像数据流读取一个最小编码单元(MCU)，并提取出里边的各个颜色分量单元。3、将颜色分量单元从数据流恢复成矩阵数据。利用文件头给出的哈夫曼表，对分割出来的颜色分量单元进行解码，把其恢复成88的数据矩阵。,4、88的数据矩阵进一步解码。此部分解码工作以88的数据矩阵为单位， 其中包括相邻矩阵的直流系数差分解码、利用文件头给出的量化表反量化数据、反Zig-zag编码、隔行正负纠正、反向离散余弦变换等5个步骤，最终输出仍然是一个88的数据矩阵。5、颜色系统YCrCb向RGB转换。将一个MCU的各个颜色分量单元解码结果整合起来，将图像颜色系统从YCrCb向RGB转换。6、排列整合各个MCU的解码数据。不断读取数据流中的MCU并对其解码，直至读完所有MCU为止，将各MCU解码后的数据正确排列成完整的图像。JPEG的解码本身是比较复杂的。,文件处理子程序,用图像取模软件，对图像取摸，就可以得到相应的*.bin文件。它保存了图象信息，如：0xf800，表示一个像素为红色（16位r-g-b 5-6-5）。那么*.BMP文件呢？一般来说，它由文件头 数据组成。数据是以液晶的最后led灯是什么一行内容开始，一行一行，从左向右