基于stm32在lcd上显示sd卡中bmp图片的设计.docx

1、基于stm32在lcd上显示sd卡中bmp图片的设计 上海第二工业大学实 训 报 告课程名称： 电信专业综合实践 学生姓名： xx xx xx 学号：201x4820xxx 201x4820xxx 201x4820xxx 学院名称： 工学部 专业班级： xx电信A1 基于STM32在LCD上显示SD卡中BMP图片的设计摘要：设计了一种基于STM32的处理器的按键式控制的BMP图片切换系统。在设计过程中采用了SD卡中读取BMP格式图片及汉字字库，使LCD屏幕显示相关提示内容及设定格式的BMP图片。完成了基于ARM最新Cortex-M3内核的处理器STM32的BMP图片切换系统的硬件电路和软件程序

2、的设计，实现了一个能在内存有限的片上系统中进行BMP图片切换的系统。关键词：BMP图片；SD卡；ARM微控制器；STM32；片上系统第一章 绪 论1.1本课题设计的背景 随着国民经济的起飞，现代社会的不断进步，广告的在新时期又有了新的发展。 进入新世纪LCD显示屏的技术和产业都取得了长足的发展，作为重要的现代信息发布媒体之一，LCD显示屏在证券交易、金融、交通、体育、广告等领域被广泛的应用。伴随社会信息化进程的推进，LCD显示屏技术也在不断的推陈出新，应用领域愈加广阔。基于STM32的LCD显示可以更好的满足各种需求，也更便于操作和实现。现基于STM32在液晶显示屏幕上显示文本及图形。 目前，

3、显示技术和显示工业的发展迅速。显示技术是传递视觉的信息技术。液晶显示器件LCD是当今最有发展前途的一种平板显示器件，它具有很多独到的优异特性。它具有显示信息多、易于多彩化、体积小、重量轻、功耗低、寿命长、价格低、无辐射、无污染、接口控制方便等优点。 截至目前，我国在液晶显示取得较大进步，我国LCD产业已经走过了近30年的历程.经历几次大的投资浪潮之后,我国内地已经成为世界最大的TN-LCD(扭曲液晶显示器)生产基地和主要的STN-LCD(超扭曲液晶显示器)生产基地,并且从2003年开始,涉足TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)领域.1.2 本课题设计内容 本次设计采用STM32ISO开发板，

4、实现一个从SD卡读取图片内容及汉子库在LCD显示屏上显示由按键控制图片切换的功能。本实验用到的硬件部分主要有STM32开发板、USB线、LCD液晶模块、SD卡、J-Link仿真器等主要部分组成。STM32开法板涉及Keil5程序的读取，SD卡读取裁剪过的图片，最后通过J-Link仿真器加载后，在LCD显示屏上显示相关内容，中英文内容提示通过设置延时衔接，图片通过按键直接控制。第二章 实验方案总体设计2.1详细设计组成框图：2.2相关硬件简介 本节实验功能简介：开机的时候先初始化SD卡，如果SD卡初始化完成，则读取扇区0的数据，然后通过串口打印到电脑上。如果没初始化通过，则在LCD上提示初始化失

5、败。 同样用DS0来指示程序正在运行。 所要用到的硬件资源如下： STM32开发板 USB线 LCD液晶模块 SD卡 J-Link仿真器2.2.1 STM32开发板 STM32F103系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3。该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。芯片集成定时器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，等多种功能。分为三大类：LD(小于64K)，MD（小于256K），HD（大于256K），STM32F10

6、3VET6类属第三类。STM32F103ZET6芯片介绍基于ARM Cortex-M3核心的32位微控制器,LQFP-144封装.512K片内FLASH（相当于硬盘）,64K片内RAM（相当于内存）,片内FLASH支持在线编程(IAP).高达72M的频率,数据,指令分别走不同的流水线,以确保CPU运行速度达到最大化.通过片内BOOT区,可实现串口下载程序(ISP).片内双RC晶振,提供8M和32K的频率.支持片外高速晶振(8M),和片外低速晶振(32K).其中片外低速晶振可用于CPU的实时时钟,带后备电源引脚,用于掉电后的时钟行走.42个16位的后备寄存器(可以理解为电池保存的RAM),利用外

7、置的纽扣电池,和实现掉电数据保存功能.支持JTAG,SWD调试.配合廉价的J-LINK,实现高速低成本的开发调试方案.多达80个IO(大部分兼容5V逻辑),4个通用定时器,2个高级定时器,2个基本定时器,3路SPI接口,2路I2S接口,2路I2C接口,5路USART,一个USB从设备接口,一个CAN接口,SDIO接口,可兼容SRAM,NOR和NAND Flash接口的16位总线-FSMC.3路共16通道的12位AD输入,2路共2通道的12位DA输出.支持片外独立电压基准.CPU操作电压范围:2.0-3.6VSTM32开发板引脚图 2.2.2 USB线 USB开发涉及主机和设备，为了避免开发驱动

8、程序，使用Windows自带的驱动程序。所以设备枚举成HID类设备。USB鼠标就是标准的USB-HID设备。不过操作系统阻止了应用程序直接访问USB鼠标返回的报告。所以本例使用自定义HID设备。一来免去了开发驱动程序，二来自定义的HID设备应用程序和设备可以自由收发数据（仅指数据内容）。 USB是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口即插即用和热插拔功能。USB接口可连接127种外设，如鼠标和键盘等。USB是在1994年底由英特尔等多家公司联合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成为当今电脑与大量智能设备的必配接口。USB版本经历了多年的发展，到如今已经发展为

9、3.0版本.对于大多数工程师来说，开发USB2.0 接口产品主要障碍在于：要面对复杂的USB2.0协议、自己编写USB设备的驱动程序、熟悉单片机的编程。这不仅要求有相当的VC编程经验、还能够编写USB接口的硬件（固件）程序。所以大多数人放弃了自己开发USB产品。为了将复杂的问题简单化，西安达泰电子特别设计了USB2.0协议转换模块。USB20D模块可以被看作是一个USB2.0协议的转换器，将电脑的USB2.0接口转换为一个透明的并行总线，就象单片机总线一样。从而几天之内就可以完成USB2.0产品的设计。本实验用到的USB线2.2.3 液晶显示器LCD 控制器简介 液晶显示器(Liquid Cr

10、ystal Display: LCD)的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。LCM(LCD Module)即LCD显示模组、液晶模块，是指将液晶显示器件，连接件，控制与驱动等外围电路，PCB电路板，背光源，结构件等装配在一起的组件。LCD，由于液晶显示屏功耗低、体积小，承载的信息量大，因而被广泛用于信息输出、与用户进行交互。由于 STM32 内部没有集成专用的液晶屏和触摸屏的控制接口，所以在显示面板中应自带含有驱动芯片的驱动电路(液晶屏和触摸屏的驱动电路是独立的)，STM32 芯片通过

11、驱动芯片来控制液晶屏和触摸屏。以本实验3.2 寸液晶屏(240*320)为例，它使用 ILI9341 芯片控制液晶屏，通过 XPT2046 芯片控制触摸屏。LCD 为非发光性的显示装置，它需要借助背光源才能达到显示功能，LED 控制器就是用来控制液晶屏中的 LED 背光源。液晶显示器在内部电路结构上主要有以下几个部分构成：1、驱动板（也叫主板）：主要是用以接收、处理从外部送进来的模拟（VGA）或者数字（DVI）视频信号，并通过屏线送出信号去控制液晶屏（PANEL）正常工作。驱动板上含有MCU单元，它是液晶显示器的检测控制中心和大脑。2、电源板：用于将90240V的交流电压转变为12V、5V、3

12、V等的直流电供给显示器工作。本实验用的STM32开发板3、背光板（也叫高压板）：用于将主板或电源板输出的12V的直流电压转变为PANEL需要的高频的15001800V的高压交流电，用于点亮PANEL的背光灯。电源板和背光板有时会做在一起也就是所谓的电源背光二合一板。4、液晶屏：液晶显示用模块，它是液晶显示器的核心部件，其包含液晶板和驱动电路。其中,液晶屏是液晶显示器内部最为关键的部件，它对液晶显示器的性能和价格具有决定性的作用。 本实验对应的背光板程序（程序很多不一一列举，仅取部分）（1） ILI9341控制器结构 液晶屏的控制芯片内部结构非常复杂 ，最主要的是位于中间GRAM(Graphic

13、s RAM)，可以理解为显存。GRAM 中每个存储单元都对应着液晶面板的一个像素点。它右侧的各种模块共同作用把 GRAM 存储单元的数据转化成液晶面板的控制信号，使像素点呈现特定的颜色，而像素点组合起来则成为一幅完整的图像。接口与 MCU 进行通讯,MUC 通过 8080 接口与 ILI9341进行通讯，从而访问它的控制寄存器(CR)、地址计数器(AC)、及 GRAM。（2）像素点的数据格式 图像数据的像素点由红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色组成，三原色根据其深浅程度被分为0255 个级别，它们按不同比例的混合可以得出各种色彩。ILI9341 最高能够控制 18 位的 LCD，但为了数据传输

14、简便，我们采用它的 16 位控制模式，以 16 位描述的像素点。按照标准格式，16 位的像素点的三原色描述的位数为 R：G：B =5：6：5，描述绿色的位数较多是因为人眼对绿色更为敏感。（3）ILI9341的通讯时序目前，大多数的液晶控制器都使用 8080 或 6800 接口与 MCU 进行通讯，它们的时序十分相似，本实验以 ILI9341 使用的 8080 通讯时序进行分析.ILI9341 的 8080 接口有 5 条基本的控制信号线： 用于片选的 CSX 信号线； 用于写使能的 WRX 信号线； 用于读使能的 RDX 信号线； 用于区分数据和命令的 D/CX 信号线； (用于复位的 RES

15、X 信号线。见图 23-2。使用18条数据线的8080接口写命令时序 由图可知，写命令时序由 CSX 信号线拉低开始，D/CX 信号线也置低电平表示写入的是命令地址(可理解为命令编码，如软件复位命令：0x01)，以 WRX 信号线为低，RDX 信号为高表示数据传输方向为写入，同时，在数据线17:0输出命令地址，在第二个传输阶段传送的为命令的参数，所以 D/CX 要置高电平，表示写入的是命令数据。 当我们需要向 GRAM 写入数据的时候，把 CSX 信号线拉低后，把 D/CX 信号线置为高电平，这时由 D17:0传输的数据则会被 ILI9341 保存至它的 GRAM 中。（4）给整个屏幕上色 再

16、次回到 ILI9341_Init 函数，它调用完 ILI9341_REG_Config()初始化了液晶屏后，向ILI9341 发送了一个命令写 GRAM 内容，即后面发送的数据都被解析为显示到屏幕像素点的数据。代码中使用 for 循环把语句 ILI9341_Write_Data(GBLUE)执行了 320*240 次，即把所有像素点都显示为 GBLUE 颜色。（5）液晶屏画点函数 LCD_Init ()初始化了液晶屏后，可以控制液晶上每个像素点的颜色。如果能够实现一个画点函数，在指定的(x,y)坐标像素点上显示指定的颜色，那么就能够实现一切液晶屏最复杂的显示功能，如在液晶屏指定位置显示形状、文

17、字、图像，都可以通过调用画点函数或以类似 的 方 式 控 制 液 晶 的 像 素 点 。 本 实 验 中 的 画 点 函 数 ILI9341_SetPointPixel() 在bsp_ili9341_lcd.c 文件中定义，见代码清单 （5）。代码清单（5）： ILI9341_SetPointPixel()函数 代码清单（5）2.2.4 J-Link ARM主要特点 J-Link是SEGGER公司为支持仿真ARM内核芯片推出的JTAG仿真器。配合IAREWAR，ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成开发环境支持所有ARM7/ARM9/ARM11,CortexM0/M1/M3/M4,CortexA5/A8/A9等内核芯片的仿真，与IAR,Keil等编译环境无缝连接，操作方便、连接方便、简单易学，是学习开发ARM最好最实用的开发工具。产品规格：电源USB供电，整机电流50mA支持的目标板电压1.23.3V，5V兼容目标板供电电压4.55V(由USB提供5V)目标板供电电流最大300mA，具有过流保护功能工作环境温度+5+60存储温度-20+65湿度13) i=13; /按key1键，图片按顺序显示下一 张图片，直到i=13 if( Key_Scan(macKEY2_GPIO_PORT,macK