汉字显示实验
显示原理
字库文件的实际上包含了每个汉字的模。单片机应用经常会用到液晶显示或者LED点阵屏，是用点阵的方式显示的，要显示汉字或字符的时候会用到字模，字模就是字在点阵上显示时对应的编码。以字模的方式存储图形或者文字，每一个点都需要一个bit位来存储，该位为0代表该像素点不显示，为1代表显示。这样，一个字节就可以存储8个像素点的显示情况。
一般采用宋体小四号的字符来做显示，这样一个英文字符刚好占816个像素；而汉字需要两倍，即1616像素来显示一个汉字。这样，存储一个英文字符每行8个点需要1个字节存储，一共16行需要16个字节，一般来说我们可以通过取模软件获取每个汉字的模值。
实验模块：
STM32核心板+ TFTLCD
实验内容：
单片机首先挂载FATS文件系统，接着在加载指定路径下的字库文件，最终通过字库文件在TFTLCD屏上显示汉字。
程序代码
1.先从字库中查找出字模，再编程一个显示指定大小的汉字，最后再从主函数中调用。这里仅展示主函数。
int main(void){ u32 fontcnt; u8 i,j;u8 fontx[2];//gbk码u8 key,t; delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200); //串口初始化为115200usmart_dev.init(72); //初始化USMART LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
// KEY_Init(); //初始化按键LCD_Init(); //初始化LCD
// W25QXX_Init(); //初始化W25Q128my_mem_init(SRAMIN); //初始化内部内存池exfuns_init(); //为fatfs相关变量申请内存 // f_mount(fs[0],"0:",1); //挂载SD卡 //放在放在汉字显示函数中挂载// f_mount(fs[1],"1:",1); //挂载FLASH.UPD: LCD_Clear(WHITE); //清屏POINT_COLOR=RED; //设置字体为红色 LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"STM32");while(SD_Init()) //检测SD卡{LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"SD Card Failed!");delay_ms(200);LCD_Fill(30,70,200+30,70+16,WHITE);delay_ms(200); } LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"SD Card OK");delay_ms(1500); LCD_Clear(WHITE);//清屏 POINT_COLOR=RED; Show_Str(30,50,200,16,"STM32F103实训平台",16,0); Show_Str(30,70,200,16,"GBK字库测试程序",16,0); Show_Str(30,90,200,16,"STM32F103ZET6",16,0); Show_Str(30,110,200,16,"2015年1月20日",16,0);//Show_Str(30,130,200,16,"按KEY0,更新字库",16,0);POINT_COLOR=BLUE; Show_Str(30,150,200,16,"内码高字节:",16,0); Show_Str(30,170,200,16,"内码低字节:",16,0); Show_Str(30,190,200,16,"汉字计数器:",16,0);Show_Str(30,220,200,24,"对应汉字为:",24,0); Show_Str(30,244,200,16,"对应汉字(16*16)为:",16,0); Show_Str(30,260,200,12,"对应汉字(12*12)为:",12,0); while(1){fontcnt=0;for(i=0x81;i<0xff;i++){ fontx[0]=i;LCD_ShowNum(118,150,i,3,16); //显示内码高字节 for(j=0x40;j<0xfe;j++){if(j==0x7f)continue;fontcnt++;LCD_ShowNum(118,170,j,3,16); //显示内码低字节 LCD_ShowNum(118,190,fontcnt,5,16);//汉字计数显示 fontx[1]=j;Show_Font(30+132,220,fontx,24,0); Show_Font(30+144,244,fontx,16,0); Show_Font(30+108,260,fontx,12,0); delay_ms(200);LED0=!LED0;} } }
}图片显示实验
图片格式简介：
我们常用的图片格式有很多，一般最常用的有三种：JPEG（或 JPG）、BMP 和 GIF。其中 JPEG（或 JPG）和 BMP 是静态图片，而 GIF 则是可以实现动态图片。下面，我们简单介绍一下这三种图片格式。
首先，我们来看看 BMP 图片格式。BMP（全称 Bitmap）是 Window 操作系统中的标准图像文件格式，文件后缀名为“.bmp”，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，但是没有失真。BMP 文件的图像深度可选 lbit、4bit、8bit、16bit、24bit 及 32bit。BMP 文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。
BMP 图像文件
典型的 BMP 图像文件由四部分组成：
1、位图头文件数据结构，它包含BMP 图像文件的类型、显示内容等信息；
2、 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
3、调色板，这个部分是可选的，有些位图需要调色板，有些位图，比如真彩色图（24 位的 BMP）就不需要调色板；
4、 位图数据，这部分的内容根据 BMP 位图使用的位数不同而不同，在 24 位图中直接使用 RGB，而其他的小于 24 位的使用调色板中颜色索引值。
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”，是最常用的图像文件格式，由一个软件开发联合会组织制定，同 BMP 格式不同， JPEG 是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小的储存空间，图像中重复或不重要的资料会被丢失，因此容易造成图像数据的损伤（BMP 不会，但是 BMP 占用空间大）。尤其是使用过高的压缩比例，将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低，如果追求高品质图像，不宜采用过高压缩比例。但是 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，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。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。比如可以把 1．37Mb 的BMP 位图文件压缩至 20．3KB。当然也可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。JPEG 格式压缩的主要是高频信息，对色彩的信息保留较好，适合应用于互联网，可减少图像的传输时间，可以支持 24bit 真彩色，也普遍应用于需要连续色调的图像。
JPEG/JPG 的解码过程可以简单的概述为如下几个部分：
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。
使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 8×8
的数据矩阵。
4、8×8 的数据矩阵进一步解码。
此部分解码工作以 8×8 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、使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 8×8 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。
BMP 和 JPEG 这两种图片格式均不支持动态效果，而 GIF 则是可以支持动态效果。
GIF 图片格式
GIF(Graphics Interchange Format)是 CompuServe 公司开发的图像文件存储格式。GIF 图像文件以数据块(block)为单位来存储图像的相关信息。一个 GIF 文件由表示图形/图像的数据块、数据子块以及显示图形/图像的控制信息块组成，称为 GIF 数据流(Data Stream)。数据流中的所有控制信息块和数据块都必须在文件头(Header)和文件结束块(Trailer)之间。
GIF 文件格式采用了 LZW(Lempel-Ziv Walch)压缩算法来存储图像数据，定义了允许用户为图像设置背景的透明(transparency)属性。此外，GIF 文件格式可在一个文件中存放多幅彩色图形/图像。如果在 GIF 文件中存放有多幅图，它们可以像演幻灯片那样显示或者像动画那样演示。
一个GIF 文件的结构可分为文件头(File Header)、GIF 数据流(GIF Data Stream)和文件终结器(Trailer)三个部分。文件头包含 GIF 文件署名(Signature)和版本号(Version)；GIF 数据流由控制标识符、图象块(Image Block)和其他的一些扩展块组成；文件终结器只有一个值为 0x3B 的字符（‘;’）表示文件结束。
实验模块：
STM32核心板+ TFTLCD+SD卡
实验内容：
首先在单片机上移植Fatfs文件系统，并从指定的文件夹中读取相应的图片文件。接着对图片进行解码并在TFTLCD屏幕上进行显示。
程序代码
int main(void){ u8 res;DIR picdir; //图片目录FILINFO picfileinfo;//文件信息u8 *fn; //长文件名u8 *pname; //带路径的文件名u16 totpicnum; //图片文件总数u16 curindex; //图片当前索引u8 key; //键值u8 pause=0; //暂停标记u16 t;u16 temp;u16 *picindextbl; //图片索引表 delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200); //串口初始化为115200usmart_dev.init(72); //初始化USMART LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
// KEY_Init(); //初始化按键LCD_Init(); //初始化LCD
// W25QXX_Init(); //初始化W25Q128my_mem_init(SRAMIN); //初始化内部内存池exfuns_init(); //为fatfs相关变量申请内存 f_mount(fs[0],"0:",1); //挂载SD卡 //放到显示汉字显示函数中
// f_mount(fs[1],"1:",1); //挂载FLASH.
POINT_COLOR=RED;
// while(font_init()) //检查字库
// {
// LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Font Error!");
// delay_ms(200);
// LCD_Fill(30,50,240,66,WHITE);//清除显示
// delay_ms(200);
// } Show_Str(30,50,200,16,"STM32F1实训平台",16,0); Show_Str(30,70,200,16,"图片显示程序",16,0); Show_Str(30,90,200,16,"KEY0:NEXT KEY2:PREV",16,0); Show_Str(30,110,200,16,"KEY_UP:PAUSE",16,0); Show_Str(30,130,200,16,"STM32F103ZET6",16,0); Show_Str(30,150,200,16,"2015年1月20日",16,0);while(f_opendir(&picdir,"0:/SYSTEM/SPB/BACKPIC"))//打开图片文件夹{ Show_Str(30,170,240,16,"PICTURE文件夹错误!",16,0);delay_ms(200); LCD_Fill(30,170,240,186,WHITE);//清除显示 delay_ms(200); } totpicnum=pic_get_tnum("0:/SYSTEM/SPB/BACKPIC"); //得到总有效文件数while(totpicnum==NULL)//图片文件为0 { Show_Str(30,170,240,16,"没有图片文件!",16,0);delay_ms(200); LCD_Fill(30,170,240,186,WHITE);//清除显示 delay_ms(200); }picfileinfo.lfsize=_MAX_LFN*2+1; //长文件名最大长度picfileinfo.lfname=mymalloc(SRAMIN,picfileinfo.lfsize); //为长文件缓存区分配内存pname=mymalloc(SRAMIN,picfileinfo.lfsize); //为带路径的文件名分配内存picindextbl=mymalloc(SRAMIN,2*totpicnum); //申请2*totpicnum个字节的内存,用于存放图片索引while(picfileinfo.lfname==NULL||pname==NULL||picindextbl==NULL)//内存分配出错{ Show_Str(30,170,240,16,"内存分配失败!",16,0);delay_ms(200); LCD_Fill(30,170,240,186,WHITE);//清除显示 delay_ms(200); } //记录索引res=f_opendir(&picdir,"0:/SYSTEM/SPB/BACKPIC"); //打开目录 if(res==FR_OK){curindex=0;//当前索引为0while(1)//全部查询一遍{temp=picdir.index; //记录当前indexres=f_readdir(&picdir,&picfileinfo); //读取目录下的一个文件if(res!=FR_OK||picfileinfo.fname[0]==0)break; //错误了/到末尾了,退出 fn=(u8*)(*picfileinfo.lfname?picfileinfo.lfname:picfileinfo.fname); res=f_typetell(fn); if((res&0XF0)==0X50)//取高四位,看看是不是图片文件 {picindextbl[curindex]=temp;//记录索引curindex++;} } } Show_Str(30,170,240,16,"开始显示...",16,0); delay_ms(1500);piclib_init(); //初始化画图 curindex=0; //从0开始显示res=f_opendir(&picdir,(const TCHAR*)"0:/SYSTEM/SPB/BACKPIC"); //打开目录 0:/PICTUREwhile(res==FR_OK)//打开成功{ dir_sdi(&picdir,picindextbl[curindex]); //改变当前目录索引 res=f_readdir(&picdir,&picfileinfo); //读取目录下的一个文件if(res!=FR_OK||picfileinfo.fname[0]==0)break; //错误了/到末尾了,退出fn=(u8*)(*picfileinfo.lfname?picfileinfo.lfname:picfileinfo.fname); strcpy((char*)pname,"0:/SYSTEM/SPB/BACKPIC/"); //复制路径(目录) 0:/PICTURE/strcat((char*)pname,(const char*)fn); //将文件名接在后面LCD_Clear(BLACK);ai_load_picfile(pname,0,0,lcddev.width,lcddev.height,1);//显示图片 //切换为0 Show_Str(2,2,240,16,pname,16,1); //显示图片名字t=0;key=0; while(1) {
// key=KEY_Scan(0); //扫描按键if(t>250)key=1; //模拟一次按下KEY0 if((t%20)==0)LED0=!LED0;//LED0闪烁,提示程序正在运行.if(key==KEY2_PRES) //上一张{if(curindex)curindex--;else curindex=totpicnum-1;break;}else if(key==KEY0_PRES)//下一张{curindex++; if(curindex>=totpicnum)curindex=0;//到末尾的时候,自动从头开始break;}else if(key==WKUP_PRES){pause=!pause;LED1=!pause; //暂停的时候LED1亮. }if(pause==0)t++;delay_ms(10); } res=0; } myfree(SRAMIN,picfileinfo.lfname); //释放内存 myfree(SRAMIN,pname); //释放内存 myfree(SRAMIN,picindextbl); //释放内存
} 
