【正文】 相框的價格也逐步下降，市場在 2021年開始有了起色，尤其在 2021年，數(shù)碼相框產(chǎn)品開始在歐美熱銷，但出貨量也只有 150萬臺左右，到了 2021年的出貨量同比上漲 133％，為 280萬 臺， 2021年的出貨量同比上漲 185％，為 800萬臺，預(yù)計到 2021年出貨量將達(dá)到 4000萬臺。預(yù)計 2021 年， 9英寸產(chǎn)品的供貨比例將持續(xù)保持首位，而平均銷售單價將以每年 ％左右的速度降低。 2021年底 Philips率先將數(shù)碼相框在中國推廣，在禮品市場上取得了一些成績，但由于銷售價格較高，約為 2050 元 /臺，這一年中國數(shù)碼相框的銷售量僅有 。直到2021年下半年，業(yè)界才感到這個一直處于培育期的市場，開始了真正的起飛。 從 IT廠商來看，僅 2021年下半年以來，就有惠普、三星、優(yōu)派、 AOC、明基、柯達(dá)、長城等眾多新軍加入數(shù)碼相框陣營。除新軍外，數(shù)碼相框老牌勁旅的出貨量表現(xiàn)也令業(yè)界振奮，如飛利浦 2021 年數(shù)碼相框出貨量達(dá)到 50萬臺，而 2021年上半年出貨量已達(dá)去年總和， 2021 年全年出貨量達(dá) 150 萬臺。中華映管、群創(chuàng)等廠商均顯著調(diào)高了配套數(shù)碼相框產(chǎn)品的中尺寸面 板的出貨量目標(biāo)， 2021年出貨量達(dá) 1000萬臺，預(yù)計 2021東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 2 年更將倍增至 2021萬臺。 數(shù)碼相框 的 發(fā)展趨勢 從長遠(yuǎn)來看， 2021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。但數(shù)碼相框拓展中國市場需克服兩大難點：一是 價格；二是拓展應(yīng)用空間。 從技術(shù)上來說，未來數(shù)碼相框的發(fā)展將向兩極分化。此外，觸摸面板會成為一個應(yīng)用的新亮點。 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。Host以便于更新和同步數(shù)據(jù)。 3） 僅依靠內(nèi)置的半導(dǎo)體存儲器存放需要重顯的數(shù)字照片。 5） 產(chǎn)品大致分為桌面和壁掛兩種。 2） 支持 USB Deviceamp。 3） 強大的文件管理功能：瀏覽，搜尋，命名 (重命名 )，復(fù)制，刪除，備份等。 本課題設(shè)計主要研 究內(nèi)容 本課題是基于 ARM 單片機 STM32F103RBT6 的存儲程序控制，從 SD 卡讀取圖片 ,解碼后輸出到TFTLCD上顯示，同時通過按鍵可以切換到時間模式。 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 4 第二章 硬件介紹 嵌入式系統(tǒng)概況 嵌入式系統(tǒng)的定義 雖然嵌入式系統(tǒng)是近幾年才風(fēng)靡起來的，但其歷史可追溯到 20世紀(jì) 70年代。毫不夸張的說，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)無所不在，所以 研究 和開發(fā)嵌入式系統(tǒng)有著十分重要的意義。不過，上述定義并不能充分體現(xiàn)出嵌入式系統(tǒng)的精髓。 廣義地講，凡是不用于通用目的的可編程計算機設(shè)備，就可以算是嵌入式計算機系統(tǒng)。 總的來說，嵌入式系統(tǒng)是一個外延極廣的概念，凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的、具有嵌入式系統(tǒng)特點的系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。正因為與具體應(yīng)用的緊密結(jié)合，嵌入式系統(tǒng)才具有很強的專用性。 嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需要對硬件和軟件進(jìn)行裁剪，以滿足應(yīng)用系統(tǒng)對功 能、可靠 性、成本、體積和功耗的要求。嵌入式硬件由嵌入式微處理器、片內(nèi)周邊電路和外部設(shè)備三部分組成。典型的嵌入式微處理器有 Motorola 公司的 Power PC 系列、 Intel 公司的Strong Arm 系列、 AMD公司的 X86 系列以及 EPSON 公司的 SIC33 系列等。 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)運行的硬件單元，其功能和性能影響著整個系統(tǒng)的功能、性能和設(shè)計。 嵌入式處理器的種類繁多、數(shù)量龐大。嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優(yōu)點 ，因此得到了廣泛應(yīng)用。 嵌入式處理器可以分為四類，即 嵌入式微處理器 (Embedded Microprocessor Unit， EMPU)，如 ARM 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 5 嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit， MCU) 嵌入式 DSP處理器 (Embedded Digital Signal Processor,EDSP) 嵌入式片上系統(tǒng) (System On Chip) ②嵌入式外圍設(shè)備 這里所 說的嵌入式外圍設(shè)備，指在一個嵌入式硬件系統(tǒng)中，．除了中心控制部件 (MCU， DSP,EMPU，SOC)以外的完成存儲、通信、保護(hù)、調(diào)試、顯示等輔助功能的其他部件。其中，因為 FLASH可以擦寫多次，存儲速度快，容量大，價格便宜在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 顯示類型 ： CRT， LCD和觸摸屏等外圍設(shè)備。比如， ENEA 公司的 OSE分布式系統(tǒng)，內(nèi)核只有 5KB，而 Windows 的內(nèi)核則要大得多。另外，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合。 ④高實時性的操作系統(tǒng)軟件是嵌入式軟件的基本要求，而且軟件要求固化存儲，以提高速度 ，軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序可以沒有操作系統(tǒng)而直接在芯片上運行，但為了更合理的調(diào)度多任務(wù)，利用系統(tǒng)資源、系 統(tǒng)函數(shù)，用戶必須自行選配 RTOS開發(fā)平臺。嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境。 數(shù)碼相框模塊 MCU主控模塊 STM32 系列閃存微控制器是意法半導(dǎo)體公司（ ST）基于 ARM 公司具有突破性的 CortexM3 內(nèi)核的處理器，該處理器是專門設(shè)計于滿足集高性能、低功耗、實時應(yīng)用、具有競爭性 價格于一體的嵌入式領(lǐng)域的要求。 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： 32位 RISC性能處理器； 32位 ARM CortexM3結(jié)構(gòu)優(yōu)化； 72 MHZ運行頻率，單周期訪問時速度可達(dá) DMIPS/MHz； 硬件除法和單周期乘法； 快速可嵌套中斷， 6~12個時鐘周期； 具有 MPU保護(hù)設(shè)定訪問規(guī)則 ； 片內(nèi)具有 256KB FLASH， 48KB RAM； 80個快速 I/O端口， 16個 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 )。根據(jù)摩爾定理，復(fù)雜性并不是一件非常重要的事，而吞吐量的增加卻極具價值。與內(nèi)核集成在一起的是一些系統(tǒng)外設(shè)，如中斷控制器、總線矩陣、調(diào)試功能模塊，而這些外設(shè)通常都是由芯片制造商增加的。 CortexM3這樣設(shè)計的優(yōu)勢在于： 免去 Thumb和 ARM代碼的互相切換，對于早期的處理器來說，這種狀態(tài)切換會降低性 能。 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。 綜合以上這些優(yōu)勢，新產(chǎn)品的開發(fā)將更易于實現(xiàn)，上市時間也大為縮短。 LCD模塊 Thin Film Transistor(薄膜場效應(yīng)晶體管 )，是指液晶顯示器上的每一液晶象素點都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅(qū)動。 TFT屏幕的優(yōu)點如下： 大面積 。 高集成度 。分辨率為 SXGA（ 1280 1024）的 TFT陣列非晶體硅的膜厚只有 50nm，以及 TAB ON GLASS和 SYSTEM ON GLASS技術(shù)，其 IC的集成度，對設(shè)備和供應(yīng)技術(shù)的要求，技術(shù)難度都超過傳統(tǒng)的 LSI。 TFT最早作為矩陣選址電路改善了液晶的光閥特性。 TFTLCD 是人類歷史上第一種在顯示質(zhì)量上超過 CRT 的平板顯示器。 低成本 。 工藝靈活 。不僅可以制作硅膜，也可以制作 其他的Ⅱ Ⅵ族和Ⅲ Ⅴ族半導(dǎo)體薄膜。以 TFT 技術(shù)為基礎(chǔ)的液晶平板顯示器是信息社會的支柱產(chǎn)業(yè)，技術(shù) 可應(yīng)用到正在迅速成長中的薄膜晶體管有機電致發(fā)光 (TFTOLED)平板顯示器也在迅速的成長中。因此，本系統(tǒng)選用 TFTLCD屏（如圖 22所示）可顯 26萬色，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，可對屏幕進(jìn)行觸摸操作，更顯智能化和個性化 。 圖 22 英寸 TFTLCD 模塊 該模塊的 80 并口有如下一些信號線： CS： TFTLCD片選信號。 RD：從 TFTLCD讀取數(shù)據(jù)。 RST：硬復(fù)位 TFTLCD。 TFTLCD模塊的 RST 信號線是直接接到 STM32 的復(fù)位腳上，并不由軟件控制， 這樣可以省下來一個 I/O 口。所以我們總共需要的 I/O 口數(shù)目為 21個。模塊的 16位數(shù)據(jù)線與顯寸的對應(yīng)關(guān)系為565方式，如下圖所示： 圖 23 16 位數(shù)據(jù)與顯存對應(yīng)關(guān)系圖 最低 5位代表藍(lán)色，中間 6位為 綠色，最高 5 位為紅色。接下來介紹一下 ILI9320的幾個重要命令，因為 ILI9320 的命令很多，這里不一一介紹。而如果對它讀操作，則返回的是控制器的型號。因為 93xx 系列的初始化，其實都比較類似，我 們完全可以用一個代碼兼容好幾個控制器。我們重點關(guān)注的是 I/D0、 I/D AM 這 3 個位，因為這 3 個位控制了屏幕的顯示方向。當(dāng) AM=0的時候，地址以行方向更新。 I/D[1:0]：當(dāng)更新了一個數(shù)據(jù)之后，根據(jù)這兩個位的設(shè)置來控制地址計數(shù)器自動增加 /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 通過這幾個位的設(shè)置，我們就可以控制屏幕的顯示方向了。該命令 CL位用來控制是 8位彩色，還 是 26萬色。 D D0、 BASEE這三個位用來控制顯示開關(guān)與否的。我們一般通過該命令的設(shè)置來開啟或關(guān)閉顯示器，以降低功耗。 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）。 R34，寫數(shù)據(jù)到 GRAM 命令，當(dāng)寫入了這個命令之后，地址計數(shù)器才會自動的增加和減少。 R80~R83，行列 GRAM 地址位置設(shè)置。此時我們就可以通過這幾個命令，在其中開辟一個區(qū)域，然后不停的丟數(shù)據(jù)，地址計數(shù)器就會根據(jù) R3 的設(shè)置自動增加 /減少，這樣就不需要頻繁的寫地址了，大大提高了刷新的速度。 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。 通過向 TFTLCD寫入一系列的設(shè)置，來啟動 TFTLCD的顯示。 3）通過函數(shù)將字符和數(shù)字顯示到 TFTLCD模塊上。通過以上三步，我們就可以使用 TFTLCD 模塊來顯示字符和數(shù)字了，并且可以顯示各種顏色的背景。 SD 卡由日本松下、東芝及美國 SanDisk 公司于 1999 年 8 月共同開發(fā)研制。 2G金士頓 SD 卡實物如下圖 25所示。 主機可以選擇以上任意一種模式同 SD卡通信， SD卡模式允許 4線的高速數(shù)據(jù)傳輸。 SD卡的引腳排序如下圖 26所示： 圖 25 Kingston SD 卡 圖 26 SD 卡引腳排序圖 SD 卡引腳功能描述如下表所示： 表 SD 卡引腳功能表 SD卡只能使用 I/O電平，所以， MCU一定要能夠支持 I/O端口輸出。 SD卡要進(jìn)入 SPI模式很簡單，就是在SD 卡收到復(fù)位命令（ CMD0）時， CS 為有效電平（低電平）則 SPI模式被啟用。 本次硬件電路板使用的是 SPI 模式來讀寫 SD卡，下面我們就重點介紹一下 SD 卡在 SPI 模式下的相關(guān)操作。在完成了初始化之后，就可以開始讀寫數(shù)據(jù)了。 RealView MDK集成了業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的技術(shù)，包括 181。支持 ARM ARM9和最新的 CortexM3核處理器，自動配置啟動代碼，集成 Flash燒寫模塊，強大的 Simulation設(shè)備模擬，性能分析等功能。 RealView編譯器與 ：代碼密度方面比 譯的代碼尺寸小 10%；代碼性能方面比 20%。雖然 ，支持的器件也多了，但編譯效率沒有 ，尤其是編譯后的代碼執(zhí)行速度（ FFT運算）， O2優(yōu)化才能和?；谝陨蠋c，此次選擇 來對軟件進(jìn)行編譯。 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 點擊 OK， MDK 會彈出一個對話框，問你是否加載啟動代碼到當(dāng)前工程下面，這里我們選擇是 。在上面點擊了是以后， MDK就把啟動代碼 。 由于上面我們還沒有任何代碼在工程里面，我們在 TEST 目錄下新建一個新文件夾 USER，這里我們把系統(tǒng)代碼 復(fù)制 過來 (整個 SYSTEM 文件夾，這些代碼在任何 STM32F103的芯片上都是通用的，可以用于快速構(gòu)建自己的工程，后面會有詳細(xì)介紹 )。 如圖 35所示 : 圖 35 調(diào)出 Manage Components 在進(jìn)入 Manage Components界面之后，彈出如下對話框 : 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 15 圖 36 Components 選項卡 在上面對話框的中間欄，點新建 (用紅圈標(biāo)出 )按鈕 (也可以通過雙擊