基于STM32的圖像顯示系統(tǒng)

1、本文介紹了基于STM32的圖片顯示系統(tǒng)設(shè)計.現(xiàn)如今LCD顯示屏的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都取得了長足的開展,作為重要的現(xiàn)代信息發(fā)布媒體之一,LCD顯示屏在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用.基于STM32的LCD顯示可以更好的滿足各種需求,也更便于操作和實現(xiàn).通電后,復(fù)位到初始化狀態(tài)可顯示本次課程設(shè)計題目及成員等根本信息,可人為操作對顯示信息的漢字進行自定義大小顏色及字體等等；把要顯示的圖片考入內(nèi)存卡里,更新內(nèi)存卡,即圖片可進行變換；自定義定時跳轉(zhuǎn)下一幅圖片,也可以通過按鍵快速跳到下一幅圖片,或返回上一張圖片.利用TFT-LCD液晶顯示屏顯示的圖片清楚、分辨率高,顯示圖片的效果極好.關(guān)鍵詞：

2、STM32;LCD顯示屏；圖片顯示1引言錯誤!未定義書簽.2總體設(shè)計錯誤!未定義書簽.2.1 圖片顯示的根本原理22.2 圖片顯示設(shè)計分析22.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖33詳細設(shè)計錯誤!未定義書簽.3.1 硬件設(shè)計錯誤!未定義書簽.3.1.1 ALIENTEKMiniSTM32開發(fā)板簡介錯誤!未定義書簽.3.1.2 功能簡介錯誤!未定義書簽.3.2 軟件設(shè)計73.2.1 主函數(shù)局部83.2.2 硬件局部程序93.2.3 識別圖片113.2.4 FAT系統(tǒng)143.2.5 程序流程圖154實驗結(jié)果及分析164.1 硬件實驗結(jié)果164.2 結(jié)果分析錯誤!未定義書簽.5結(jié)論17參考文獻181引言進入新世紀L

3、CD顯示屏的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都取得了長足的開展,作為重要的現(xiàn)代信息發(fā)布媒體之一,LCD顯示屏在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用.伴隨社會信息化進程的推進,LCD顯示屏技術(shù)也在不斷的推陳出新,應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣闊.基于STM32的LCD顯示可以更好的滿足各種需求,也更便于操作和實現(xiàn).現(xiàn)基于STM32在液晶顯示屏幕上顯示文本及圖形.目前,顯示技術(shù)和顯示工業(yè)的開展迅速.顯示技術(shù)是傳遞視覺的信息技術(shù).液晶顯示器件LCD是當今最有開展前途的一種平板顯示器件,它具有很多獨到的優(yōu)異特性.它具有顯示信息多、易于多彩化、體積小、重量輕、功耗低、壽命長、價格低、無輻射、無污染、接口限制方便等優(yōu)點.BMP是

4、一種與硬件設(shè)備無關(guān)的圖像文件格式,使用非常廣.它采用位映射存儲格式,除了圖像深度可選以外,不采用其他任何壓縮,因此,BMP文件所占用的空間很大.而且JPEG是一種很靈活的格式,具有調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的功能,允許用不同的壓縮比例對文件進行壓縮,支持多種壓縮級別.2總體設(shè)計1.1 圖片顯示的根本原理BMP是一種與硬件設(shè)備無關(guān)的圖像文件格式,使用非常廣.它采用位映射存儲格式,除了圖像深度可選以外,不采用其他任何壓縮,因此,BMP文件所占用的空間很大.BMP文件的圖像深度可選Ibit、4bit>8bit、16bit>24bit及32bitoBMP文件存儲數(shù)據(jù)時,圖像的掃描方式是按從左到右、從下到

5、上的順序.JPEG是最常用的圖像文件格式,由一個軟件開發(fā)聯(lián)合會組織制定,是一種有損壓縮格式,能夠?qū)D像壓縮在很小的儲存空間,圖像中重復(fù)或不重要的資料會被喪失,因此容易造成圖像數(shù)據(jù)的損傷.尤其是使用過高的壓縮比例,將使最終解壓縮后恢復(fù)的圖像質(zhì)量明顯降低,如果追求高品質(zhì)圖像,不宜采用過高壓縮比例.但是JPEG壓縮技術(shù)十分先進,它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數(shù)據(jù),在獲得極高的壓縮率的同時能展現(xiàn)十分豐富生動的圖像,換句話說,就是可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像品質(zhì).而且JPEG是一種很靈活的格式,具有調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的功能,允許用不同的壓縮比例對文件進行壓縮,支持多種壓縮級別,壓縮比率通常在10：1到4

6、0：1之間,壓縮比越大,品質(zhì)就越低；相反地,壓縮比越小,品質(zhì)就越好.當然也可以在圖像質(zhì)量和文件尺寸之間找到平衡點.JPEG格式壓縮的主要是高頻信息,對色彩的信息保存較好,適合應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng),可減少圖像的傳輸時間,可以支持24bit真彩色,也普遍應(yīng)用于需要連續(xù)色調(diào)的圖像.2. 2圖片顯示設(shè)計分析在程序方面,采用分塊設(shè)計的方法,這樣既減小了編程難度、使程序易于理解,乂能便于添加各項功能.該程序?qū)崿F(xiàn)瀏覽PICTURE文件夾下的所有圖片及其名字,配合SD卡能夠?qū)崿F(xiàn)順序顯示出每一副圖片,并每隔3s左右切換一幅圖片.具體要實現(xiàn)的目標有：更新內(nèi)存卡,即圖片可進行變換；定時自動跳轉(zhuǎn)下一幅圖片飛可以通過按鍵快速

7、跳到下一幅圖片；可以通過按鍵返回到上一幅圖片；初始狀態(tài)顯示本次課設(shè)的根本信息；可對顯示信息的漢字進行自定義.2.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3詳細設(shè)計2.1 硬件設(shè)計3. 1.1ALIENTEKMiniSTM32開發(fā)板簡介ALIENTEKMiniSTM32開發(fā)板是一款迷你型的開發(fā)板,小巧而不小氣,簡約而不簡單.它的外觀尺寸只有8cm*10cm大小,板子的設(shè)計充分考慮了本錢與功能這兩個矛盾面,再結(jié)合實際使用的經(jīng)驗及STM32的特點,可有可無的選擇性價比最高的留下,最終確定了這樣的設(shè)計.其資源豐富,設(shè)計靈活.特點包括：1小巧.整個板子尺寸為8cm*10cm*2cm.2靈活.板上除晶振外的所有

8、的10口全部引出,特別還有GPI0A和GPI0B的10口是按順序引出的,可以極大的方便大家擴展及使用,另外板載獨特的一鍵下載功能,防止了頻繁設(shè)置BO、B1帶來的麻煩,直接在電腦上一鍵下載.3資源豐富.板載十多種外設(shè)及接口,可以充分挖掘STM32的潛質(zhì).4質(zhì)量過硬.沉金PCB+全新優(yōu)質(zhì)元器件+定制全銅鍍金排針/排座+電源TVS保護,堅假設(shè)磐石.3.1.2功能簡介開機的時候先檢測SD卡是否存在,然后初始化FAT文件系統(tǒng),在這之后開始查找根目錄下的PICTURE文件夾,如果找到那么顯示該文件夾下面的圖片,循環(huán)顯示,通過按KEY0和KEY1可以快速瀏覽下一張和上一張.如果未找到圖片文件夾/圖片,那么提

9、示錯誤.同樣我們也是用LEDO來指示程序正在運行.所要用到的硬件資源如下：1STM32o2夕卜部LEDO.3） TFTLCD液晶模塊.4） KEYO,KEYlo5） SD卡.1、STM32的簡單介紹FBATPCI3g0KUO5C32K15O5C32PDGOSCWPD1QSCOUTXRSTVDDVSSP0ADC10PCIADC11POAEJC12FC3ADC13FB0TTMJCHJRBSlfcHZCHiBOOTOP37IX1iDAHM<CH2Pafi.CCrscLTtM4_CHlPB5I2C!SXfBAIP34JNTR$rPB3nDOTRACES宙OPD2TIMETRVSSAVDDAPAa

10、UrKin>/ADC&TIXD_CHl_EIKFAI.XDCITOCCH?PA2U2IXADC2TlM2CHJPA3Q_RX.ADC3TlMFC朋VSSTODPA4SPHN4RX4PALNCANPC12penpciuPA15JTDIPA14JTCK5WCLKVDDVS5PAMJTMSSWDKiTX.USBDPTIML£IRPR55PliSCKADC5PACANPA6$Fn：MlSOADC6TlM3PAlft-UI_RXTrMLCH3PA75PHMOTADCTTIM.lCH?PA9UITXTIMICH2PC4ADCi4PCSADC15PBflADCSTINBCH3FBIA

11、DC9TIM3CH42WOTIPBioncj5cLsTXFBHI2C2SDAU3RXvssPA&TIMLCHINICOQT*C8K?76PB15$F2_MOSITIMIEXPBHSPI2MISCTDrllCH2NPB13SPI2SOCTIMrCHlNVDDPBll'SPDNSSI2C2SMBMirMCBKINJL4THT41-JZ+±±±wi±*STht52F03RET6圖3.1STM32原理圖選擇STM32F103RBT6作為MCU,原因是其性價比高,128KFLASH、20KSRAM、2個SPI、3個串口、1個USB、1個CAN、2個

12、12位的ADC、RTC、51個可用10腳,所以我們選擇了它作為我們的主芯片.2、外部LEDO圖3.2外部LEDO原理圖其中PWR是系統(tǒng)電源指示燈,為藍色.LEDO和LED1分別接在PA8和PD2±,PA8還可以通過TIM1的通道1的PWM輸出來限制DSO的亮度.3、TFTLCD液晶模塊2.472.8TCD/OLEDGND321TPE、4下當LCDCS1LCDVR3RESET5LCDDITLCDD39LCDDS"LCDh13'LCDD915LCDDU17'LCDDI9LCDDllLCDBL23"<C3.3TMISO294.7K10R31TCS3

13、3LCDCSRSWR/CLKRDRSTDB1DB2DB3DB4DBSDB6DB7DBSDBIODBUDB12DB13DBUDB15DB16DB17GNDBLVDD3.3DD3.3GNDGNDBLVDDsnsoMOSIT.PENMOTCSCLK2.4728TLCDTFTLCD1LCDRS4LCDRD6LCDDO3LCDD：10LCDD412LCDD614LCDD816LCDDIOOLED20LCDD14IC30一一-1一24VCC3.3J1042628VCC30TMOSI34TSCK圖3.3TFTLCD液晶顯示原理圖IOLEDVCC104GND#“3.3TFT.LCD是一個通用的液晶模塊接口.O

14、LED是一個給OLED顯示模塊供電的接口,它和TFT_LCD拼接在一起<>當使用2.4'/2.8'的LCD時,我們接到TFT.LCD上就可以了,而當我們使用ALIENTEK的OLED模塊時,那么接OLED排陣做電源,同時會連接到TFT_LCD上的局部管腳,從而實現(xiàn)OLED與MCU的連接.KEYO和KEY1用作普通按鍵輸入,分別連接在PA13和PA15上,他們都連接在了JTAG相關(guān)的引腳上KEYO還連接在SWDIO±,KEYO和KEY1還和PS/2的DAT和CLK線共用,他們都通過JTAG的上拉電阻來提供上拉.WK_UP按鍵連接到PA0STf32的WKUP引

15、腳,它除了可以用作普通輸入按鍵外,還可以用作STM32的喚醒輸入.這個按鍵是高電平觸發(fā)的.5、SD卡SDCARDDATA2CDDATA3CMDVSSVDDCLKVSSDATAODATA19"TSDCS2SPHMOSI35SPHSCK67SPI1MISOTSDCSSPUMOSISPI1SCKSPI1KflSORlL罕3Ed"CDGNDWP10FGNDsdcard圖3.5SD卡局部原理圖插入SD卡可以外擴大容量存儲設(shè)備,可以用來記錄數(shù)據(jù).SD卡我們使用的是SPI模式通信,SD卡的SPI接口連接到STM32的SPI1上,SD_CS接在PA3上.3.2軟件設(shè)計圖片顯示系統(tǒng)需要有ST

16、M32開發(fā)板配合SD卡使用,因此其程序需要分為以下幾個文件夾,硬件組成文件HARDWARE系統(tǒng)文,可以用來顯示漢字的TEXT文件,用來識別圖片的JPEG文件用來讀取SD卡上的圖片文件的FAT文件以及存放主程序文件USER文件件,和STM32的系統(tǒng)文件SYSFILEo3.2.1主函數(shù)局部intmain(void)u8i;u8key;FilelnfoStruct*FileInfo;u16pic_cnt=O;u16index=O;u16time=0;Stm32_Clock_Init(9);delay_init(72);uart_init(72,9600);LCD_Init();KEYnit();LE

17、Dnit();SPI_Flashnit();if(Font_Init()POINT_COLOR=RED;LCD_ShowString(60,50,"MiniSTM32")；LCD_ShowString(60,70,"FontERROR1');while(l);)whi!e(SysInfoGet(1)FAT_Init();SDnitialize();LEDO=!LEDO:LCD_Fill(60,130,240,170,WHITE);delay_ms(500);CurDirCluster=PICCLUSTER:while(l)pic_cnt=0;Get_Fil

18、e_Info(Cur_Dir_Cluster,Fileinfo,TPEGIT_JPGIT_BMP,&pic_cnt);if(pic_cnt=O)LCD_Clear(WHITE);while(l)if(time%2=0)elseLCD_CIear(WHITE);time+;de!ay_ms(300);FileInfo=&FJnfo0;.index=l;while(l)Get_Filenfo(Cur_Dir_Cluster,Fileinfo,TPEGIT_JPGIT_BMP,&index);LCD_Clear(WHITE);AI_LoadPicFile(FileInfo,0

19、,0,240,320);POINT_COLOR=RED;Show_Str(0,0,FileInfo->F_Name,16,1);while(l)key=KEY_Scan();if(key=l)break;elseif(key=2)if(index>l)index-=2;elseindex=pic_cnt-1;break;delay_ms(l);time+;if(time%100=0)LED0=!LED0;if(time>3000)time=0;break;)index+;if(index>pic_cnt)index=l;)3.2.2硬件局部程序voidKEYJnit(v

20、oid)/鍵盤相應(yīng)程序RCC->APB2ENRI=1«2;GPIOA->CRL&=OXFFFFFFFO;GPIOA->CRLI=0X00000008;GPIOA->CRH&=OXOFOFFFFF:GPIOA->CRHI=0X80800000;GPIOA->ODRI=1«13;GPIOA->ODRI=1«15;u8KEY_Scan(void)staticu8key_up=l;JTAG_Set(JTAG_SWD_DISABLE);if(key_up&&(KEYO=OIIKEY1=OIIKEY2=

21、1)delay_ms(10);key_up=O;if(KEYO=O)JTAG_Set(SWD_ENABLE);return1;elseif(KEYl=O)JTAG_Set(SWD_ENABLE);return2;)elseif(KEY2=l)JTAG_Set(SWD_ENABLE);return3;)elseif(KEYO=1&&KEY1=1&&KEY2=0)key_up=l;JTAG_Set(SWD_ENABLE);return0;voidLED_Init(void)/led相應(yīng)程序RCC->APB2ENRI=1«2;RCC->APB2E

22、NRI=1«5;GPIOA->CRH&=OXFFFFFFFO;GPIOA->CRHI=0X00000003;GPIOA->ODRI=1«8;GPIOD->CRL&=OXFFFFFOFF;GPIOD->CRLI=0X00000300;GPIOD->ODRI=1«2;voidSPIxJnit(void)/SD卡驅(qū)動程序RCC->APB2ENRI=1«2;RCC->APB2ENRI=1«12;GPIOA->CRL&=OXOOOFFFFF;GPIOA->CRLI=OXB

23、BBOOOOO;GPIOA->ODRI=OX7«5;SPI1->CR1I=O«1O;SPI1->CR1I=1«8;SPI1->CR1I=O«11;SPI1->CR1I=1«O:SPI1->CR1I=O«7;SPI1->CR1I=1«9;SPI1->CR1I=1«2;SPI1->CR1I=1«1;SPI1->CR1I=7«3;SPI1->CR1I=1«6;SPIx_ReadWriteByte(Oxff);voidSPIx_

24、SetSpeed(u8SpeedSet)SPIb>CRl&=0XFFC7;switch(SpeedSet)caseSPI_SPEED_2:caseSPI_SPEED_4:caseSPI_SPEED_8:caseSPI_SPEED6:caseSPI_SPEED_256:SPI1->CR1I=O«3;break;SPI1->CR11=1«3;break;SPI1->CRll=2«3;break;SPI1->CRll=3«3;break;SPI1->CRll=7«3;break;SPI1->CR1I=

25、1«6;)u8SPIx_ReadWriteByte(u8TxData)u8retry=O;while(SPIl->SR&1«1)=0)retry+;if(retry>200)return0;SPI1->DR=TxData;retry=O;while(SPIl->SR&l«0)=0)retry+;if(retry>200)return0;)returnSPI1->DR;3.2.3識別圖片F(xiàn)ilelnfoStruct*CurFile;當前解碼/操作的文件voidAI_Drow_Init(void)floattenip

26、jempl;temp=(float)PICINFO.S_WidtlVPICINFO.ImgWidth;tempi=(float)PICINFO.S_Height/PICINFO.ImgHeight;if(temp<temp1)templ=temp;取較小的那個if(temp1>1)temp1=1;使圖片處于所給區(qū)域的中間PICINFO.S_XOFF+=(PICINFO.S_Width-templ*PICINFO.ImgWidth)/2;PICINFO.S_YOFF+=(PICINFO.S_Height-temp1*PICINFO.ImgHeight)/2;temp1*=10000;

27、擴大10000倍PICINFO.Div_Fac=temp1;PICINFO.staticx=500;PICINFO.staticy=500;/放到一個不可能的值上面初始化量化表,全部清零voidInitTable(void)shorti,j;sizei=sizej=0;PICINFO.ImgWidth=PICINFO.ImgHeight=0;rrun=vvakie=0;BitPos=0;CurByte=0;IntervalFlag=FALSE;restart=0;for(i=0;i<3;i+)量化表for(j=0;j<64;j+)qt_tableij=O;comp_num=0;Hu

28、fTabIndex=0;將解出的字按RGB形式存儲voidStoreBuffer(void)shorti=0j=0;unsignedcharR,G,B;inty,u,v,rr,gg,bb;u16color;u16realx=sizej;u16realy=0;for(i=0;i<SampRate_Y_V*8;i+)if(sizei+i)<PICINFO.ImgHeight)realy=PICINFO.Div_Fac*(sizei+i)/10000;if(!IsElementOk(realxjeaIy,0)continue;for(j=0;j<SampRate_Y_H*8;j+)

29、if(sizej+j)<PICINFO.ImgWidth)realx=PICINFO.Div_Fac*(sizej+j)/10000;if(!IsElementOk(realx,realy,1)continue;y=Yi*8*SampRate_Y_H+j;u=U(i/V_YtoU)*8*SampRate_Y_H+j/H_YtoU;v=V(i/V_YtoV)*8*SampRate_Y_H+j/H_YtoV;rr=(y«8)+18*u+367*v)»8;gg=(y«8)-159*u-220*v)»8;bb=(y«8)+411*u-29*v)&

30、#187;8;R=(unsignedchar)rr;G=(unsignedchar)gg;B=(unsignedchar)bb;if(rr&OxffffffOO)if(rr>255)R=255;elseif(rr<0)R=0;if(gg&OxffffffOO)if(gg>255)G=255;elseif(gg<0)G=0;if(bb&OxffffffOO)if(bb>255)B=255;elseif(bb<0)B=0;co!or=R»3;color=color«6;colorl=(G»2);color=c

31、olor«5;colorl=(B»3);POINT_COLOR=color;LCD_DrawPoint(realx+PICINFO.S_XOFF,realy+PICINFO.S_YOFF);elsebreak;)elsebreak;)voidIQtIZzMCUComponent(shortflag)shortH,VV;shortij;short*pQtZzMCUBuffer;short*pMCUBuffer;switch(flag)case0:H=SampRate_Y_H;VV=SampRate_Y_V;pMCUBuffer=MCUBuffer;pQtZzMCUBuffer

32、=QtZzMCUBuffer;break;case 1: H=SampRate_U_H;VV=SampRate_U_V;pMCUBuffer=MCUBuffer+Y_in_MCU*64;PQtZzMCUBuffer=QtZzMCUBuffer+Y_in_MCU*64;break;case 2: H=SampRate_V_H;VV=SampRate_V_V;pMCUBuffer=MCUBuffer+(Y_in_MCU+U_in_MCU)*64;pQtZzMCUBuffer=QtZzMCUBuffer+(Y_in_MCU+U_in_MCU)*64;break;)for(i=O;i<VV;i+

33、)for(j=O;j<H;j+)IQtIZzBlock(pMCUBuffer+(i*H+j)*64,pQtZzMCUBuffer+(i*H+j)*64,flag);3.2.4FAT系統(tǒng)DWORDFirstDirClust;DWORDFirstDataSector;WORDBytesPerSector;DWORDFATsectors;WORDSectorsPerClust;DWORDFirstFATSector;DWORDFirstDirSector;fat32DWORDRootDirSectors;DWORDRootDirCount;BYTEFAT32_Enable;DWORDCurDi

34、rCluster;FATTABLEFATTAB;FilelnfoStructFJnfo3;u8fat_buffer512;u8LongNameBufferMAX_LONG_NAME_SIZE:BOOLLongNameFlag=0;constunsignedchar*filetype23="MP1","MP2","MP3'"MP4"；'M4A","3GP","3G2,OGG","ACC","WMA"；'WAV,“MIDY'FLA",“LRC；'TXTJC7H丫“JFON“JSYS“JBMPJJPG