【文章內(nèi)容簡介】 d Crystal Display 翻譯為液晶顯示器 ,它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來實現(xiàn)色彩的顯示器，倆片玻璃中有許多的細小的電線，有的垂直有的水平，透過通電來控制水晶分子，從而達到改變分子方向 的目的，并將光線折射出來產(chǎn)生畫面。 在眾多 LCD 類型當中， STN、 TFT 最為常見。 STN 的英文為 Super Twisted Nematic,是我們在平常生活中接觸最多的 LCD 了，還記得以前的老式手機嗎？它 6 的屏幕就是 STN 的。相比于 TFT， STN屬于被動矩陣式 LCD 器件，它的優(yōu)點是功耗小，因此特別省電。 STN 有傳統(tǒng)單色和彩色，彩色是在單色的基礎(chǔ)上加了一彩色濾光片，同時把單色顯示矩陣中每一個像素分成三個子像素，通過彩色濾光片顯示出三原色紅綠藍，因此顯示出彩色畫面。 STN 最多能顯示出 65536 中色彩，也因此亮度不 高，色澤也不是特別好，因此在強光下，圖像看起來有點吃力。 TFT ： Thin Film Transistor 薄膜晶體管。也稱為主動矩陣，因其背部設(shè)置特殊光管，能夠“主動”對各個獨立像素進行控制，故得到此名。一般 TFT的反應(yīng)時間比較快，約為 80ms,而 STN為 200ms,STN 若要提高就會有閃爍現(xiàn)象發(fā)生。 TFT則改善了 STN 閃爍現(xiàn)象，并且提高了播放播放動態(tài)畫面的能力。兩者相比， TFT具有更好的還原能力、更高的對比度，以及更好的色彩飽和度，它的色彩更加的細膩，層次感也更強，色彩也更加的逼真。 TFTLCD 與 無源 TNLCD、 STNLCD 的簡單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個像素上都有設(shè)置一個薄膜晶體管 TFT，可以有效的克服非選通時的串擾，使顯示液晶屏的靜態(tài)屬性與掃描線數(shù)無關(guān)，大大提高了圖像質(zhì)量。 TFTLCD 即薄膜晶體管液晶顯示器。電路原理圖如下： 圖 26 LCD電路原理圖 7 Codec 音頻模塊 Codec 是指在數(shù)字通信中具有編碼、譯碼功能的編譯碼器。支持視頻和音頻壓縮（ CO）與解壓縮的編解碼器或軟件。 Codec 技術(shù)能有效減少數(shù)字存儲占用的空間，在計算機系統(tǒng)中，使用硬件完成 CODEC 可以節(jié)省 CPU 資源，提高系統(tǒng)的運行效率。 在聲卡上往往可以找到一顆或者 2 顆甚至 3顆 4面有引腳的正方形芯片，面積一般為 。這就是 CODEC。 CODEC 就是多媒體數(shù)字信號編解碼器，主要負責數(shù)字 模擬信號轉(zhuǎn)換（ DAC）和模擬 數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換（ ADC）。不管是音頻加速器好，還是 I/O 控制器好，他們輸入輸出的都是純數(shù)字信號，我們要使用聲卡上的 Line Out 插孔輸出信號的話，信號就必須經(jīng)過聲卡上的 CODEC的轉(zhuǎn)換處理?？梢哉f，聲卡模擬輸入輸出的品質(zhì)和 CODEC 的轉(zhuǎn)換品質(zhì)有著重大的關(guān)系，音頻 加速器或 I/O 控制器決定了聲卡內(nèi)部數(shù)字信號的質(zhì)量，而 CODEC 則決定了模擬輸入輸出的好壞。 STM32F103VET 微控制器內(nèi)置 2 個標準的 I2S(ICtoICsound)接口 (與 SPI2和 SPI3復(fù)用 ),可以工作于主或從模式 ,這 2個接口可以配置為 16位或 32位傳輸 ,亦可配置為輸入或輸出支持音頻采樣頻率從 8kHz 到 48kHz。當任一個或兩個 I2S接口配置為主模式 ,它的主時鐘可以以 256倍采樣頻率輸出給外部的 DAC(解碼器 )或 CODEC(編解碼器 )。 I2S 是一種數(shù)字音頻設(shè)備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸總線標準 ,STM32 芯片提供 I2S這樣的接口 ,我們可以利用這個接口直接去接數(shù)模轉(zhuǎn)換的 DAC 芯片 ,這樣可以將數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換成模擬音頻 ,最終將美麗的音樂傳入我們的耳朵。 I2S 有多種數(shù)據(jù)模式，右對齊音頻數(shù)據(jù)格式輸入（ I2S Data Format） ,左對齊音頻數(shù)據(jù)格式輸入（ leftjustfied Data Format） ,I2S 音頻數(shù)據(jù)格式輸入（ I2S Data Format） ,還有就是標準數(shù)據(jù)格式輸入（ Standard Data Format）。下面是I2S Data Format 的接口時序圖： 8 圖 27 I2S 模式下 PCM1770數(shù)字音頻接口時序 USART 串口模塊 串口最基本的就是波特率的設(shè)置。在調(diào)用前要進行相應(yīng)的設(shè)置 ： 第一步 ：打開串口時鐘； 第二步 ：設(shè)置相應(yīng)的 IO 口模式； 第三步 ：配置波特率、數(shù)據(jù)位長度、就校驗位 每個串口都有一個自己獨立的波特率寄存器 USART_BRR。 Tx/Rx 波特率 =fPCLKx/(16*USARTDIV) 在這里需要注意的是： USART、 GPIO 是兩個不同的模塊， USART 是臨時“借用”了 GPIO 設(shè)備作為自己的輸出通道，因此在進行 配置時， USART 時鐘， GPIO 的時鐘都要打開，還要將對應(yīng) GPIO 引腳設(shè)置為第二功能模式。 在嵌入式中串口一般都是用于調(diào)試，因為其傳送數(shù)據(jù)相對來說很慢，也不能進行大量數(shù)據(jù)傳輸。一般用 DMA。 圖 28 串口調(diào)試電路圖 9 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本設(shè)計所用軟件為 Keil uVsion4, Source , 串口調(diào)試助手。 Keil uVsion4 是美國 Keil Software 公司推出的兼容 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，對比于傳統(tǒng)的匯編， C 語言在結(jié)構(gòu)上，可維護性上，結(jié)構(gòu)和功能上都具有明顯的優(yōu)勢。 Keil 主要包含實時操作系統(tǒng)的核心（這也是嵌入式開發(fā)工程師選擇此軟件的重要原因）、 C編譯器、庫管理器、宏匯編程序、連接器和調(diào)試器、固件。 Keil uVsion4 相對于前面幾個版 本，提供一個高效，整潔的環(huán)境來開發(fā)應(yīng)用程序。同時能夠支持更多的 ARM 芯片。 Source 實質(zhì)上是一個支持多種開發(fā)語言（ java,c,c++等等）的編輯器。具有強大的查找、定位、彩色顯示等功能。是一個面向項目的源碼查看器，和編輯器。它能動態(tài)的分析你的代碼并自動維護它的符號信息數(shù)據(jù)庫，然后把有用的上下文相關(guān)的信息提示給你。 串口調(diào)試助手是串口調(diào)試的相關(guān)工具，支持幾種常用波特率，如 4800， 9600，19200 等，能設(shè)置數(shù)據(jù)位和停止位，校驗，還能自動識別串口，能以十六進制或ASCII 發(fā)送或 接收任何數(shù)據(jù)或字符，發(fā)送的文件大小不限制，發(fā)送周期也可以自己設(shè)置。 文件系統(tǒng) FAT 所謂文件系統(tǒng)就是負責管理和存儲文件信息的軟件機構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng)。FAT文件系統(tǒng)（文件配置表 File Allocation Table）是由微軟開發(fā)的。目前有三種文件系統(tǒng)： FAT12 FAT1 FAT32。在實際磁盤上 FAT 結(jié)構(gòu)每一表項的大小，也就是所占的位數(shù)。 FAT 文件分配表每一項為 12 位， FAT16 為 16位， FAT32 為32位。 FatFs 介紹 ： 當今社會大點信息量越來越大，文件系統(tǒng)成為今后單片機的一個方 展方向。由于微軟 Windows 的廣泛應(yīng)用， FAT 文件系統(tǒng)最為常用。 FatFs 是小型嵌入式系統(tǒng)中，實現(xiàn) FAT 文件系統(tǒng)的一個通用的文件系統(tǒng)模塊。且完全獨立與 I/O 層。 FatFs 為單片機的使用而設(shè)計，具有很好的層次結(jié)果。 10 從上到下依次為應(yīng)用層，我們不需要了解其協(xié)議和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，調(diào)用基本點接口函數(shù)就行，非常簡單。中間層 FatFs，實現(xiàn) FAT 文件讀寫協(xié)議，一般不用修改，包含頭文件就行。需要編寫移植代碼的是 FatFs 提供的底層接口。 圖 31 FATFS文件系統(tǒng)圖 SPI 驅(qū)動 時鐘信號的相位和極性 SPI_CR 寄存器的時鐘極性（ CPOL）和時鐘相位（ CPHA），可以組合成四種可能的時序關(guān)系。 CPOL 位對主模式和從模式下的設(shè)備都有用，沒有數(shù)據(jù)傳輸時時鐘的空閑狀態(tài)電平由 CPOL 位控制 。當 CPOL 位置一， SCK 引腳保持高電平在空閑狀態(tài)下，當 CPOL 位清零，則 SCK引腳則保持低電平。 數(shù)據(jù)在第一個時鐘邊沿被鎖存。若 CPHA 位為零， SCK時鐘的第一邊沿（ CPOL位為一就是上升沿，為零時就是下降沿）進行數(shù)據(jù)位采樣。若 CPHA 位為一， SCK時鐘的第二邊沿（ CPOL 位為一就是上升沿，為零時就是下降沿）。 CPOL 和 CPHA 的組合選擇數(shù)據(jù)捕捉的時鐘邊沿。 注意： 主模式和從模式必須配置成相同的時序模式。 在必須將 SPI 禁止，必須清除 SPE 位，在改變 CPOL/CPHA 位之前。 11 數(shù)據(jù)幀格式?jīng)Q定發(fā)送或接受的數(shù)據(jù)長度，由 SPI_CR1 寄存器的 DFF 位選擇。 SCK的空閑狀態(tài)必須和 SPI_CR1 寄存器指定的極性一致（ CPOL 為零時，空閑時應(yīng)下拉 SCK為低電平，為一時， SCK 為高電平）。 SD 卡的軟件設(shè)計 SD 卡的寄存器，主要用于存儲 SD卡自身的一些信息。向 SD 卡發(fā)送相應(yīng)的命令就可以讀取 SD卡的寄存器。 SD 卡指令，具有一定的格式在其發(fā)送的時候。有 6字節(jié)組成。 驅(qū)動設(shè)計 ： 因為此設(shè)計中采用的是 SD 卡的 SPI 總線，所以 SD 卡的驅(qū)動是基于 SPI 的驅(qū)動是基礎(chǔ)上 的。 SPI 最重要的函數(shù) ： 寫函數(shù) void Spi_Write(uint8 chr) 和讀函數(shù) char Spi_Read()。下面是 SD卡驅(qū)動最重要的幾個函數(shù)的實現(xiàn)： ： 功能描述：復(fù)位 SD卡，用到 SD 卡，用到 CMD0，使用 SD 卡切到 SPI模式。成功則返回 0x00,失敗則返回 INIT_CMD0_ERROR uint8 SD_Reset(),此函數(shù)是 SD 卡最開始調(diào)用的函數(shù)，通過發(fā)送 CMD0 將 SD 卡轉(zhuǎn)到正確的工作模式下。 ： 功能描述：初始化 SD 卡，使用 CMD1,成功則返回 0x00,失 敗則返回 0x01 Char SD_Init(),