基于STM32的汉字显示系统.docx
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基于STM32的汉字显示系统
基于STM32的汉字显示系统
摘要
随着社会经济的迅速发展,如今汉字显示系统应用于各个领域中。
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。
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。
汉字显示系统主要由STM32芯片作为LCD彩色显示屏的主要核心控制器,并且通过字库制作软件制作相应的字库经过SD卡将自己所制作的字库中的汉字在屏幕中依次显示出来,同时可以通过按键控制,来控制现实的汉字的暂停,继续,更新字库。
本系统是利用STM32开发板配合SD卡实现将已存入字库中的汉字完整的显示在LCD彩色显示屏上。
关键词:
STM32开发板;LCD彩色显示屏;开关
2总体设计
2.1汉字显示设计分析
首先,要通过字库制作软件建立一个小的自己设计的汉字字库;其次需要将创建好的字库文件复制到SD卡中并将其插入到STM32的开发板上;最后就是编写程序,下载程序反复调试得出想要的结果。
具体要实现的目标如下:
1.更新字库,即文档可进行变换;
2.初始状态显示本次课设的基本信息;
3.可以将输出的文字进行字体、颜色、大小的变换;
4.可对显示过的汉字进行计数;
5.显示显每个汉字所对应的内存字节;
6.在运行过程中可实现暂停、继续、变速等功能。
7.每显示一个汉字后,LED0小灯会闪烁提示一下。
2.2汉字显示的基本原理
汉字在液晶上的显示其实就是一些点的显示与不显示,这就相当于我们的笔一样,有笔经过的地方就画出来,没经过的地方就不画,所以只要知道了一个汉字点阵的生成方法,那么我们在程序里面就可以把这个点阵数据解析成一个汉字。
首先需要用字库制作软件制作一个GBK字库,将制作好的字库放在SD卡里面,然后通过SD卡,将字库文件复制到W25X16里,这样,W25X16就相当于一款汉字字库芯片了,从而使STM32芯片读取其中的数据显示到LCD显示屏上。
2.3系统的结构框图
按键控制
暂停
继续
更新字库
显示调速
图2.1系统结构框图
3详细设计
3.1硬件设计
3.1.1芯片介绍
STM32开发板主要采用STM32F103RBT6作为MCU,STM32F103的型号众多,我们选择这款的原因是看重其性价比,作为一款低端开发板,选择STM32F103RBT6是最佳的选择。
128KFLASH、20KSRAM、2个SPI、3个串口、1个USB、1个CAN、2个12位的ADC、RTC、51个可用IO脚…,这样的配置无论放到哪里都是很不错的了,更重要的是其价格,不到13元的批量价,足以秒杀很多其他芯片了,所以我们选择了它作为我们的主芯片。
3.1.2功能简介
开机的时候先检测W25X16中是否已经存在字库,如果存在,则按次序显示汉字。
如果没有,则检测SD卡和文件系统,并查找SYSTEM文件夹下的FONT文件夹,在该文件夹内查找UNI2GBK.SYS和GBK16.FON。
在检测到这些文件之后,就开始更新字库,更新完毕才开始显示汉字。
每显示一个汉字LED0小灯会闪烁一下。
WK_UP按键调整显示汉字的速度;key1控制继续和暂停;key0更新SD卡。
所要用到的硬件资源如下:
1)STM32F103RBT6。
2)外部LED0。
3)TFTLCD液晶模块。
4)按键WK_UP、key1、key0。
5)W25X16。
6)SD卡。
1、STM32的简单介绍
图3.1STM32原理图
选择STM32F103RBT6作为MCU,原因是其性价比高,128KFLASH、20KSRAM、2个SPI、3个串口、1个USB、1个CAN、2个12位的ADC、RTC、51个可用IO脚…,所以我们选择了它作为我们的主芯片。
2、外部LED0
图3.2外部LED0原理图
其中PWR是系统电源指示灯,为蓝色。
LED0和LED1分别接在PA8和PD2上,PA8还可以通过TIM1的通道1的PWM输出来控制DS0的亮度。
3、TFTLCD液晶模块
图3.3TFTLCD液晶显示原理图
TFT_LCD是一个通用的液晶模块接口。
OLED是一个给OLED显示模块供电的接口,它和TFT_LCD拼接在一起。
当使用2.4’/2.8’的LCD时,我们接到TFT_LCD上就可以了,而当我们使用ALIENTEK的OLED模块时,则接OLED排阵做电源,同时会连接到TFT_LCD上的部分管脚,从而实现OLED与MCU的连接。
4、按键
图3.4按键输入原理图
KEY0和KEY1用作普通按键输入,分别连接在PA13和PA15上,他们都连接在了JTAG相关的引脚上(KEY0还连接在SWDIO上),KEY0和KEY1还和PS/2的DAT和CLK线共用,他们都通过JTAG的上拉电阻来提供上拉。
WK_UP按键连接到PA0(STM32的WKUP引脚),它除了可以用作普通输入按键外,还可以用作STM32的唤醒输入。
这个按键是高电平触发的。
5、W25X16
图3.525X16原理图
这是ALIENTEKMiniSTM32开发板板载的一颗FLASH芯片,型号为W25X16。
这颗芯片的容量为16Mbit,也就是2M字节,容量和AT45DB161一样。
适合存储不常修改的数据,比如字库等。
6、SD卡
图3.6SD卡部分原理图
插入SD卡可以外扩大容量存储设备,可以用来记录数据。
SD卡我们使用的是SPI模式通信,SD卡的SPI接口连接到STM32的SPI1上,SD_CS接在PA3上。
3.2软件设计
汉字显示系统需要有STM32开发板配合SD卡使用,因此其程序需要分为以下几个文件夹,用来读取SD卡上的字库和UNICODE到GBK的转换码表的FAT系统文件,硬件组成文件HARDWARE系统文,汉字字库存储,及读取相应的文件TEXT文件,以及存放主程序文件USER文件件,和STM32的系统文件。
3.2.1录字软件
双击如图所示的软件
,进入主界面,如图3.7。
选择中文—>小字库—>开始输入文本—>创建—>确定,如图3.8。
完成后,将生成的文件拷入SD卡中。
图3.7点阵字库生成器
图3.8创建字库
3.2.2主函数部分
intmain(void)
{
u32fontcnt;u8i,j;u16fx,fy;
u8fontx[2];u8key;u16t,ts;
Stm32_Clock_Init(9);delay_init(72);
uart_init(72,9600);LCD_Init();
KEY_Init();LED_Init();
SPI_Flash_Init();
if(Font_Init())
{UPD:
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_Clear(WHITE);
LCD_ShowString(60,50,"STM32");
LCD_ShowString(60,70,"FontUpdating...");
SD_Initialize();
while(FAT_Init())
{LCD_ShowString(60,90,"FATSYSERROR");
i=SD_Initialize();
if(i)
{LCD_ShowString(60,110,"SD_CARDERROR");}
delay_ms(500);
LCD_Fill(60,90,240,126,WHITE);
delay_ms(500);LED0=!
LED0;LED1=!
LED1;}
while(Update_Font()!
=0)
{LCD_ShowString(60,110,"SYSTEMFILELOST");
delay_ms(500);
LCD_ShowString(60,130,"PleaseCheck....");
delay_ms(500);
LED0=!
LED0;LED1=!
LED1;};
LCD_Clear(WHITE);}
RESET:
LCD_Clear(WHITE);POINT_COLOR=RED;
Show_Str(5,5,"电子系统设计",16,0);
Show_Str(140,5,"汉字显示系统",16,0);
POINT_COLOR=BLUE;
Show_Str(10,40,"内码:
高字节",16,0);
Show_Str(130,40,"低字节",16,0);
Show_Str(10,60,"对应汉字",16,0);
Show_Str(130,60,"计数器",16,0);
Show_Str(60,270,"张政马舒阳刘佳萍",16,0);
Show_Str(90,290,"2015年7月9日",16,0);
POINT_COLOR=BLACK;
fx=15;fy=80;ts=600;
while
(1)
{fontcnt=0;
for(i=0x81;i<0xp;i++)
{fontx[0]=i;LCD_ShowNum(100,40,i,3,16);
for(j=0x40;j<0xfe;j++)
{if(j==0x7f)continue;
fontcnt++;
LCD_ShowNum(210,40,j,3,16);
LCD_ShowNum(190,60,fontcnt,5,16);
fontx[1]=j;fx+=15;
if(fx>=220)
{fx=5;fy+=20;}
if(fy>130)
{POINT_COLOR=RED;
while
(1)
{key=KEY_Scan();
if(key==1)gotoUPD;
if(key==2)gotoRESET;
LCD_ShowString(60,190,"ShowOver");
delay_ms(500);
LCD_ShowString(60,210,"PleaseCheck....");
delay_ms(500);
LCD_Fill(60,210,220,230,WHITE);}}
Show_Font(100,60,fontx,16,0);
Show_Font(fx,fy,fontx,16,0);t=ts;
while(t--)
{delay_ms
(1);
key=KEY_Scan();
if(key==1)gotoUPD;
elseif(key==2)
{while
(1)
{key=KEY_Scan();
if(key==1)gotoUPD;
if(key==2)break;}
break;}
elseif(key==3)
{if(ts==600)ts=200;
elsets=600;}}
LED0=!
LED0;}}}}
3.2.3硬件部分程序
voidKEY_Init(void)//键盘相应程序
{
RCC->APB2ENR|=1<<2;
GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;
GPIOA->CRL|=0X00000008;
GPIOA->CRH&=0X0F0FFFFF;
GPIOA->CRH|=0X80800000;
GPIOA->ODR|=1<<13;
GPIOA->ODR|=1<<15;}
u8KEY_Scan(void)
{staticu8key_up=1;JTAG_Set(JTAG_SWD_DISABLE);
if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||KEY2==1))
{delay_ms(10);key_up=0;
if(KEY0==0)
{JTAG_Set(SWD_ENABLE);
return1;}
elseif(KEY1==0)
{JTAG_Set(SWD_ENABLE);return2;}
elseif(KEY2==1)
{JTAG_Set(SWD_ENABLE);return3;}
}elseif(KEY0==1&&KEY1==1&&KEY2==0)key_up=1;
JTAG_Set(SWD_ENABLE);return0;}
voidLED_Init(void)//led相应程序
{RCC->APB2ENR|=1<<2;
RCC->APB2ENR|=1<<5;
GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0;
GPIOA->CRH|=0X00000003;
GPIOA->ODR|=1<<8;
GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF;
GPIOD->CRL|=0X00000300;GPIOD->ODR|=1<<2;}
voidSPIx_Init(void)//SD卡驱动程序
{RCC->APB2ENR|=1<<2;
RCC->APB2ENR|=1<<12;
GPIOA->CRL&=0X000FFFFF;
GPIOA->CRL|=0XBBB00000;
GPIOA->ODR|=0X7<<5;
SPI1->CR1|=0<<10;SPI1->CR1|=1<<9;
SPI1->CR1|=1<<8;SPI1->CR1|=1<<2;
SPI1->CR1|=0<<11;SPI1->CR1|=1<<1;
SPI1->CR1|=1<<0;SPI1->CR1|=7<<3;
SPI1->CR1|=0<<7;SPI1->CR1|=1<<6;
SPIx_ReadWriteByte(0xff);}
voidSPIx_SetSpeed(u8SpeedSet)
{SPI1->CR1&=0XFFC7;
switch(SpeedSet)
{caseSPI_SPEED_2:
SPI1->CR1|=0<<3;break;
caseSPI_SPEED_4:
SPI1->CR1|=1<<3;break;
caseSPI_SPEED_8:
SPI1->CR1|=2<<3;break;
caseSPI_SPEED_16:
SPI1->CR1|=3<<3;break;
caseSPI_SPEED_256:
SPI1->CR1|=7<<3;break;}
SPI1->CR1|=1<<6;}
u8SPIx_ReadWriteByte(u8TxData)
{u8retry=0;
while((SPI1->SR&1<<1)==0)
{retry++;if(retry>200)return0;}
SPI1->DR=TxData;retry=0;
while((SPI1->SR&1<<0)==0)
{retry++;if(retry>200)return0;}
returnSPI1->DR;}
3.2.4字库相关程序
u32FONT16ADDR;u32FONT12ADDR;
u32UNI2GBKADDR;
#ifdefEN_UPDATE_FONT
u8temp[512];u8Update_Font(void)
{u32fcluster=0;u32i;u32tempsys[2];
floatprog;u8t;FileInfoStructFileTemp;if(FAT32_Enable)fcluster=FirstDirClust;
elsefcluster=0;
FileTemp=F_Search(fcluster,(unsignedchar*)folder[0],T_FILE);
if(FileTemp.F_StartCluster==0)return1;
{FileTemp=F_Search(FileTemp.F_StartCluster,(unsignedchar*)folder[1],T_FILE);
if(FileTemp.F_StartCluster==0)return2;
fcluster=FileTemp.F_StartCluster;
FileTemp=F_Search(fcluster,(unsignedchar*)sysfile[2],T_SYS);if(FileTemp.F_StartCluster==0)return3;
LCD_ShowString(20,90,"WriteUNI2GBKtoFLASH...");
LCD_ShowString(108,110,"%");
F_Open(&FileTemp);i=0;
while(F_Read(&FileTemp,temp))
{if(i {SPI_Flash_Write(temp,i+100000,512);i+=512;} prog=(float)i/FileTemp.F_Size;prog*=100; if(t! =prog) {t=prog;if(t>100)t=100; LCD_ShowNum(84,110,t,3,16);}} UNI2GBKADDR=100000; tempsys[0]=UNI2GBKADDR; tempsys[1]=FileTemp.F_Size; SPI_Flash_Write((u8*)tempsys,0,8); delay_ms(1000); FONT16ADDR=FileTemp.F_Size+UNI2GBKADDR; FileTemp=F_Search(fcluster,(unsignedchar*)sysfile[0],T_FON); if(FileTemp.F_StartCluster==0)return4; LCD_ShowString(20,90,"WriteFONT16toFLASH..."); F_Open(&FileTemp);i=0; while(F_Read(&FileTemp,temp)) {if(i {SPI_Flash_Write(temp,i+FONT16ADDR,512);i+=512;} prog=(float)i/FileTemp.F_Size; prog*=100;if(t! =prog) {t=prog;if(t>100)t=100; LCD_ShowNum(84,110,t,3,16);}} tempsys[0]=FONT16ADDR; tempsys[1]=FileTemp.F_Size; SPI_Flash_Write((u8*)tempsys,8,8); delay_ms(1000); FONT12ADDR=FileTemp.F_Size+FONT16ADDR;} t=0XAA;SPI_Flash_Write(&t,24,1); LCD_ShowString(20,90,"FontUpdateSuccessed"); return0;}#endif u8Font_Init(void) {u32tempsys[2];u8fontok=0; SPI_Flash_Read(&fontok,24,1); if(fontok! =0XAA)return1; SPI_Flash_Read((u8*)tempsys,0,8); UNI2GBKADDR=tempsys[0]; SPI_Flash_Read((u8*)tempsys,8,8); FONT16ADDR=tempsys[0]; SPI_Flash_Read((u8*)tempsys,16,8); FONT12ADDR=tempsys[0]; return0;}//获取字库资源信息 voidGet_HzMat(unsignedchar*code,unsignedchar*mat,u8size) {unsignedcharqh,ql;unsignedchari; unsignedlongfoffset;qh=*code;ql=*(++code); if(qh<0x81||ql<0x40||ql==0xff||qh==0xff) {for(i=0;i<(size*2);i++)*mat++=0x00;return;} if(ql<0x7f)ql-=0x40;elseql-=0x41;qh-=0x81; foffset=((unsignedlong)190*qh+ql)*(size*2); if(size==16)SPI_Flash_Read(mat,foffset+FONT16ADDR,32); elseSPI_Flash_Read(mat,foffset+FONT12ADDR,24);} voidShow_Font(u16x,u16y,u8*font,u8size,u8mode) {u8temp,t,t1;u16y0=y;u8dzk[32];u16tempcolor; Get_HzMat(font,dzk,size);if(mode==0) {for(t=0;t {temp=dzk[t];for(t1=0;t1<8;t1++) {if(temp&0x80)LCD_DrawPoint(x,y); else{tempcolor=POINT_COLOR; POINT_COLOR=BACK_COLOR; LCD_DrawPo
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