【正文】 LONG biWidth 。 文件目錄表是另一個(gè)重要的部分， FAT 文件系統(tǒng)中（僅以短文件名介紹），文件目錄項(xiàng)在目錄表下以 32 個(gè)字節(jié)的方式記錄，各 字段定義如下： 表 文件目錄項(xiàng)各字節(jié)定義 從上表可知，我們?cè)谖募哪夸涰?xiàng)就可以找到該文件的其實(shí)簇，然后在 FAT 表里面找到該簇開始的下一個(gè)簇，依次讀取這些簇就可以把整個(gè)文件讀出來了。 MBR 稱為主引導(dǎo)記錄區(qū)，該區(qū)存儲(chǔ)了分區(qū)表等信息，位于 SD 卡的扇區(qū) 0（物理扇區(qū)），在其分區(qū)信息里面記錄了 DBR 所在的位置， SD 卡一般只會(huì)有一個(gè)分區(qū)，所以也就只要找到分區(qū) 1 的 DBR 所在位置就可以了。 圖 41 系統(tǒng)框圖 軟件設(shè)計(jì) 文件讀取 本設(shè)計(jì)需要用到 FAT(FAT16/32)文件系統(tǒng)來讀取 SD 卡上的字庫(kù)和 UNICODE到 GBK的轉(zhuǎn)換碼表到W25X16 部分，因此要重點(diǎn)介紹 FAT 文件系統(tǒng)。搜索完串口之后界面如下圖所示： 圖 338 搜索串口 從之前 USB 串口的安裝可知，開發(fā)板的串口被識(shí)別為 COM5 了 ,所以我 選擇 COM5。 編程前重裝文件，該選項(xiàng)也比較有用，當(dāng)選中該選 項(xiàng)之后， mcuisp 會(huì)在每次編程之前，將 hex文件重新裝載一遍，這對(duì)于代碼調(diào)試的時(shí)候是比較有用的。 在安裝了 USB 串口驅(qū)動(dòng)之后，我們就可以開始串口下載程序了，這里我們的串口下載軟件選擇的是 mcuisp，該軟件屬于第三方軟件，由單片機(jī)在線編程網(wǎng)提供，大家可以去 免費(fèi)下載，目前最新版本為 。 STM32 的串口下載一般是通過串口 1 下載的，本設(shè)計(jì)的硬件 板，不是通過 RS232 串口下載的，而是通過自帶的 USB 串口來下載。 單擊 OK，完 成此部分設(shè)置，接下來我們還需要在 Utilities 選項(xiàng)卡里面設(shè)置下載時(shí)的目標(biāo)編程器，如下圖所示： 圖 326 FLASH 編程器選擇 上圖中，我們選擇 JLINK 來調(diào)試 CortexM3，然后點(diǎn)擊 Settings，設(shè)置如下圖所示： 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 27 圖 327 編程設(shè)置 這里要根據(jù)不同的 MCU 選擇 FLASH 的大小，因?yàn)槲覀冮_發(fā)板使用的是 STM32F103RBT6，其 FLASH大小為 128K，所以我們?cè)?Programming Algorithm 里面選擇 128K 型號(hào)的 STM32。 選配 14 芯 JTAG 仿真插頭。 最高 JTAG 速度 12MHz。 版本除擁有上一版本 的全部功能外，軟硬件上都有改進(jìn)：（ 1） 版的 SWD 硬件接口支持 的目標(biāo)板， 只能支持 的目標(biāo)板。再次按下 結(jié)束仿真?？梢钥吹?，有很多外設(shè)可以查看，這里我們查看的是串口 1 的情況。 觀看變量 /堆棧窗口：該按鈕按下，會(huì)彈出一個(gè)顯示變量的窗口，在里面可以查看各種你想要看的變量值，也是很常用的一個(gè)調(diào)試窗口。代碼重新執(zhí)行。 軟件仿真 MDK 的一個(gè)強(qiáng)大的功能就是提供軟件仿真，通過軟件仿真，我們可以發(fā)現(xiàn)很多將要出現(xiàn)的問題，避免了下載到 STM32 里面來查這些錯(cuò)誤，這樣最大的好處是能很方便的檢查程序存在的問題，因?yàn)樵?MDK 的仿真下面，你可以查看很多硬件相關(guān)的寄存器，通過觀察這些寄存器，你可以知道代碼是不是真正有效。 t++。 這時(shí)，我們?cè)?Target 樹下發(fā)現(xiàn)多了 2 個(gè)組名，就是我們剛剛新建的 2 個(gè)組 。 如圖 32 所示 : 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 13 圖 32 器件選擇界面 點(diǎn)擊 OK， MDK 會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，問你是否加載啟動(dòng)代碼到當(dāng)前工程下面，這里我們選擇是 。支持 ARM ARM9 和最新的 CortexM3 核處理器，自動(dòng)配置啟動(dòng)代碼，集成 Flash 燒寫模塊，強(qiáng)大的 Simulation 設(shè)備模擬，性能分析等功能。 SD 卡要進(jìn)入 SPI 模式很簡(jiǎn)單，就是在SD 卡收到復(fù)位命令（ CMD0）時(shí)， CS 為有效電平（低電平）則 SPI 模式被啟用。 SD 卡由日本松下、東芝及美國(guó) SanDisk 公司于 1999 年 8 月共同開發(fā)研制。 這一步，先將我們與 TFTLCD 模塊相連的 I/O 口設(shè)置為輸出，具體使用哪些 I/O 口，這里需要根據(jù)連接電路以及 TFTLCD 模塊的設(shè)置來確定。 R32 用于設(shè)置列地址（ X 坐標(biāo)， 0~239）， R33 用于設(shè)置行地址（ Y 坐標(biāo)， 0~319）。 I/D[1:0]：當(dāng)更新了一個(gè)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)這兩個(gè)位的設(shè)置來控制地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)增加 /減少 1，其關(guān)系如下圖： 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 9 圖 24 GRAM 顯示方向設(shè)置圖 通過這幾個(gè)位的設(shè)置，我們就可以控制屏幕的顯示方向了。而如果對(duì)它讀操作，則返回的是控制器的型號(hào)。 TFTLCD 模塊的 RST 信號(hào)線是直接接到 STM32 的復(fù)位腳上，并不由軟件控制， 這樣可以省下來一個(gè) I/O 口。因此，本系統(tǒng)選用 英寸 TFTLCD 屏（如圖 22 所示）可顯 26 萬(wàn)色，分辨率 320*240，控制器為ILI9320，采用 16 位的 80 并口，配合觸摸屏專用芯片 XPT2046，可對(duì)屏幕進(jìn)行觸摸操作，更顯智能化和個(gè)性化 。 低成本 。 高集成度 。 Thumb2 指令集允許用戶在 C 代碼層面維護(hù)和修改應(yīng)用程序， C 代碼部分非常 易于重用。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 6 圖 21 STM32F103RBT6 處理器 STM32F103RBT6 嵌入式處理器具有以下特點(diǎn)： 32 位 RISC 性能處理器； 32 位 ARM CortexM3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化； 72 MHZ 運(yùn)行頻率，單周期訪問時(shí)速度可達(dá) DMIPS/MHz； 硬件除法和單周期乘法； 快速可嵌套中斷， 6~12 個(gè)時(shí)鐘周期； 具有 MPU 保護(hù)設(shè)定訪問規(guī)則 ； 片內(nèi)具有 256KB FLASH， 48KB RAM； 80 個(gè)快速 I/O 端口， 16 個(gè) I/O 可映射到外部中斷，幾乎所有的 I/O可以忍受 5V電壓； 片上集成 12Bit A/D、 D/A、 PWM、 CAN、 USB、 SDIO、 FSMC 等資源； ARM CortexM3 是一種基于 ARM7v 架構(gòu)的最新 ARM 嵌入式內(nèi)核，它采用哈佛結(jié)構(gòu)，使用分離的指令和數(shù)據(jù)總線 (馮諾伊曼結(jié)構(gòu)下，數(shù)據(jù)和指令共用一條總線 )。 ④高實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)軟件是嵌入式軟件的基本要求，而且軟件要求固化存儲(chǔ)，以提高速度 ，軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性。其中，因?yàn)?FLASH 可以擦寫多次，存儲(chǔ)速度快，容量大，價(jià)格便宜在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 ①嵌入式處理器 嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件，是控制、輔助系統(tǒng)運(yùn)行的硬件單元，其功能和性能影響著整個(gè)系統(tǒng)的功能、性能和設(shè)計(jì)。正因?yàn)榕c具體應(yīng)用的緊密結(jié)合，嵌入式系統(tǒng)才具有很強(qiáng)的專用性。毫不夸張的說，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)所不在，所以 研究 和開發(fā)嵌入式系統(tǒng)有著十分重要的意義。 2） 支持 USB Deviceamp。 1 數(shù)碼相框： 這將是以數(shù)字照片的重顯為主要功能的產(chǎn)品，其功能更接近于傳統(tǒng)意義上的相框。 數(shù)碼相框 的 發(fā)展趨勢(shì) 從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看， 20xx 年及今后幾年將為處在數(shù)碼相框產(chǎn)品供應(yīng)鏈的各企業(yè)帶來巨大的商機(jī)。直到20xx 年下半年，業(yè)界才感到這個(gè)一直處于培育期的市場(chǎng)，開始了真正的起飛。因此，進(jìn)行基于 STM32 平臺(tái)的數(shù)碼相框系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。嵌入式系統(tǒng)用在一些專用設(shè)備上，通常這些設(shè)備的硬件資源 (如處理器、存儲(chǔ)器等 )非常有限，并且對(duì)成本很敏感，有時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求很高。 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 (論文 ) 題目 :基于 STM32的數(shù)碼相框系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（軟件） 所屬系 電子工程系 專 業(yè) 自 動(dòng) 化 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 東南大學(xué)成賢學(xué)院 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 本人承諾所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）及取得的成果是在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成，引用他人成果的部分均已列出參考文獻(xiàn)。特別是隨著消費(fèi)家電的智能化，嵌入式更顯重要。 數(shù)碼相框的發(fā)展情況和趨勢(shì) 數(shù)碼相框 的 發(fā)展現(xiàn) 狀 數(shù)碼相框產(chǎn)品是 20xx 年開始出現(xiàn)的，但由于當(dāng)時(shí)消費(fèi)者的接受度及價(jià)格過高的因素，使這一市場(chǎng)一直到 20xx 年都很低迷。這得益于對(duì)數(shù)碼相框產(chǎn)品認(rèn)知度的提高、價(jià)格的下滑和需求量的提高。未來幾年，數(shù)碼相框的市場(chǎng)將處在逐漸走向成熟期的階段，其產(chǎn)銷量和市場(chǎng)需求依然將保持大幅度的增長(zhǎng)，在未來的三年內(nèi)，市場(chǎng)尚無(wú)萎縮的可能。 由于人機(jī)界面的限制，為了更方便的重顯和瀏覽以及確定重顯的規(guī)則，這類產(chǎn)品并不強(qiáng)調(diào)有大容量的內(nèi)存以及豐富的存儲(chǔ)卡接口，這類產(chǎn)品的主要特征是： 1） 支持 USB Deviceamp。Host 及各種存儲(chǔ)卡接口，并支持內(nèi)部存儲(chǔ)器與各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間的同步以及相互拷貝。 根據(jù) IEEE(國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì) )的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置”，這主要是從應(yīng)用上加以定義的。 嵌入式系統(tǒng)將先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)，以及各個(gè)行業(yè)的 具體應(yīng)用 相結(jié)合，是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、學(xué)科交叉和不斷創(chuàng)新的知 識(shí)集成系統(tǒng)。嵌入式處理器的選擇也制約著其配套的外圍器件及操作系統(tǒng)的選擇。 接口類型 ：目前存在的所有接口在嵌入式領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛，如 RS232(串口 )、 IRDA(紅 外線接口 )、 SPI(串行外圍設(shè)備接口 )、 I2C(現(xiàn)場(chǎng)總線接口 )、 USB(通用串行接口 )、 Ether(以太接口 )和普通并口。 ⑤嵌入式軟件開發(fā)要想走向標(biāo)準(zhǔn)化，就必須使用多任務(wù)操作系統(tǒng)。從本質(zhì)上來說，哈佛結(jié)構(gòu)在物理上更為復(fù)雜，但是處理速度明顯加快。 Thumb2指令集也包含了調(diào)用匯編代碼的功能： Luminary公司認(rèn)為沒有必要使用任何匯編語(yǔ)言。 用于液晶投影的 英寸 TFT 芯片的分辨率為 XGA 含有百萬(wàn)個(gè)象素。 玻璃基板和塑料基板從根本上解決了大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的成本問題，為大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用開拓了廣闊的應(yīng)用空間。為了方便用戶使用，我們存儲(chǔ)方式采用兼容 FAT 的文件系統(tǒng)，同時(shí)該文件系統(tǒng)也兼容FAT32 等電腦主流的文件系統(tǒng)方式進(jìn)行存儲(chǔ)。另外我們還需要一個(gè)背光控制線來控制 TFTLCD 的背光。這個(gè)命令最大的功能就是通過讀它可以得到控器的型號(hào)，而我們代碼在知道了控制器的型號(hào)之后，可以針對(duì)不同型號(hào)的控制器，進(jìn)行不同的初始化。 R7，顯示控制命令。當(dāng)我們要在某個(gè)指定點(diǎn)寫入一個(gè)顏色的時(shí)候，先通過這兩個(gè)命令設(shè)置到改點(diǎn)，然后寫入顏色值就可以了。 2）初始化 TFTLCD 模塊。大小猶如一張郵票的 SD 記憶卡，重量只有 2 克，但卻擁有高記憶 容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移動(dòng)靈活性以及很好的安全性，此外它可存多種格式數(shù)據(jù)文件，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性；用戶可方便使用 SD 卡讀卡器對(duì)其進(jìn)行用戶信息修改。不過在發(fā)送 CMD0 之前，要發(fā)送 74 個(gè)時(shí)鐘，這是因?yàn)?SD 卡內(nèi)部有個(gè)供電電壓上升時(shí)間，大概為 64 個(gè) CLK，剩下的 10個(gè) CLK用于 SD卡同步 ,之后才能開始 CMD0的操作，在卡初始化的時(shí)候， CLK時(shí)鐘最大不能超過 400KHZ。與 ARM 之前的工具包 相比， RealView 編譯器具有代碼更小、性能更高的優(yōu)點(diǎn)。如圖 33 所示 : 圖 33 提示界面 啟動(dòng)代碼是一段和硬件相關(guān)的匯編代碼 ， 是必不可少的 !這段代碼的具體作用如下：①堆棧的初始化；②向量表定義；③地址重映射及中 斷向量表的轉(zhuǎn)移；④設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘頻率；⑤中斷寄存器的初始化。 如下圖所示 : 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 16 圖 38 在編輯狀態(tài)下的體現(xiàn) 接著，我們新建一個(gè) 文件，并保存在 USER 目錄下 ， 然后雙擊 USER 組，會(huì)彈出加載文件的對(duì)話框，此時(shí)我們?cè)?USER 目錄下選擇 文件，加入到 USER 組下 。 } } 點(diǎn)擊 （部分編譯按鈕）編譯一下，會(huì)在 Output Windows 信息欄中發(fā)現(xiàn)如下報(bào)錯(cuò)信息 :(1): error: 5:can not open source input file : No such file or directory。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不必頻繁的刷機(jī)，從而延長(zhǎng)了 STM32 的 FLASH 壽命。 執(zhí)行 到斷點(diǎn)處：該按鈕用來快速執(zhí)行到斷點(diǎn)處，有時(shí)候你并不需要觀看每步是怎么執(zhí)行的，而是想快速的執(zhí)行到程序的某個(gè)地方看結(jié)果，這個(gè)按鈕就可以實(shí)現(xiàn)這 樣的功能。 串口打印窗口：該按鈕按下，會(huì)彈出一個(gè)串口調(diào)試助手界面的窗口，用來顯示從串口打印出來的內(nèi)容。如下圖所示 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 23 圖 321 查看串口 1 相關(guān)寄存器 單擊 USART1 后會(huì) 在 IDE 之外出現(xiàn)一個(gè)如下界面 : 圖 322 串口 1 各寄存器初始化前后對(duì)比 左邊這個(gè)就是 STM32 默認(rèn)時(shí)候，串口 1 的狀態(tài)，從中可以看到所有與串口相關(guān)的寄存器全部在這上面表示出來了，而且有當(dāng)前串口的波特率等信息的顯示。至此，我們軟件仿真算是結(jié)束了，接下來我們下載代碼到硬件上來真正驗(yàn)證一下我們的代碼是否可行。（ 2）