基于STC单片机的电子相册系统设计

寸TFTLCD彩色液晶显示屏为终端显示模块，MCU采用16位数据通信方式与TFT册薄只能静态地显示一张照片而言，电子相册却可以展示多张照片，甚至可以实现动态照片的显示。该设计方案制作成本低，硬件构成简单，易于扩展和升级，这样screen.Comparedwiththetdisplayofphotographs.Thedesignschemeofproduct目录 11.1题目背景 11.2研究意义 1.3国内外相关研究 1.4论文主要研究内容 2第2章系统方案与总体思路 32.1系统方案 32.2总体思路 4第3章电子相册的硬件设计 53.1系统硬件总体设计 53.2单片机处理器模块 53.3SD卡模块 63.4TFTLCD液晶彩屏显示模块 7 73.4.2触摸屏控制芯片ADS7846 7第4章电子相册软件设计 94.1系统软件总体设计 94.2图片数据读取设计 94.2.1SD卡的初始化 4.2.2SPI数据传输 4.3图片文件显示设计及所用软件介绍 4.3.1图片取模软件介绍 4.3.2汉字取模软件介绍 4.3.3STC单片机烧写软件介绍 4.3.4TFT彩屏初始化 4.3.5彩屏点阵显示设置 4.4控制模块 第5章成果及分析 5.1系统硬件制作成果及分析 V5.2图片显示及分析 总结 参考文献 20 21 231一是因为这些照片的打印成本要高于传统的照片脑上进行修改和观赏。但是随着相片数量的增加以及对这些发现只能使用电脑工具处理这些照片变得十分局限。因此，为了能够满足人们更方便的保存并观赏数码相机拍摄和网络下载的照片，与之环浏览电子相片等功能。与普通的传统相比电子相册显得更灵活多变，也给现在日在数码时代全面来袭的当今社会，不论是专业的摄影师在建立自己的图片档案或是展示自己的摄影作品给别人，还是给自己的家庭生活摄影，都会需要用电子相册来“保管”摄影作品，和传统的照片薄相比，电子相册既电子相册已经发展成为很流行的一种网络元素，它的应用领域很广泛，例如现在最流行的空间及博客就大量的应用了这一管理技术，而且受到大多数网友的认可和追捧，其以静态照片为素材，配合个性化的背景制作和一些个性文字的介绍可以形成有自己特色的电子相册。制作好的电子相册会据年久遗失，各种有浏览器的网络终端都可以查看，用户对于自己不想公开的私密相册还可以设置相册的浏览权限。这些都是电子相册管理技术发展到今天的一个新我们保存的相片可以轻松实现与家人、朋友、客户一同分享的目的，这样既安全可1.3国内外相关研究2003年，国内第一款自主研发的“捷硕电子相册”2003年在上海面世。它具有电子相册的面世，为人们带来全新的数码理念。随着电字科技技术的进步，电子相2(1)采用ARM+JPG硬件解码器作为核心处理系统，解码速度快，图片显示速度比较快捷，支持MPEG1,MPEG4;在USB接口方面，频播放。总体来讲其性能普遍比较全面，不论是在处理静态图片、动态影像、音频(2)采用嵌入式的构架来做电子相册，通过硬件操作来实现对图像的编辑，图像处理速度快，支持图像的像素也很高。但与第一类方案相比，在扩展功能方面比较单一。在国内的用户对电子相册产品更多的是强调其多功能，3STC12C5A60S2系列STC12C5A60S2系列单片机本系统主要有两部分构成：第一部分是单片机最小系统，主要由STC12C5A60S2单片机、晶振电路、复位电路、下载接口及电源接口组成；第二部分由TFTLCD彩由于对JPG等格式的图片数据单片机不能直接进行操作，只能通过图片处理软件Img2Lcd将图片输出类型改为二进制，所以图片在TFTLCD彩屏上显示先要经过图像处理软件Img2Lcd进行输出类型转换，然后运用编程软件KeiluVision4软件进行程序编写，再将编写好的程序通过单片机烧写软件STC_ISP_V483烧写到单片机STC12C5A60S2芯片中，最终图像数据将在TFTLCD彩屏上显示。系统总体结构原理如图2.1下所示。该硬件结构设计，主要以增强型单片机最小系统为核心，以MCU为主控制芯片，配备电源电路、SD卡接口电路、TFTLCD彩屏、时钟电路以及复位电路。电源电路包含电源转换电路，设计了与STC12C5A60S2单片机、SD卡以及TFTLCD彩屏的连接电路，并为其提供工作电压。STC12C5A60S2单片机最小系统具有基本的晶振系统以及I/O接口，可为各个设备提供相应的时钟信号，来完成其复位功能彩屏板子上，同时设计了SD卡座与单片机的连接电路。触摸控制主要完成彩屏对4软件STC_ISP_V483下载到STC12C5A60S2单片机3、将程序通过烧写软件STC_ISP_V483下载到STC12C5A60S2单片机最小系统5本系统电子相册系统选用了STC12C5A60S2系列单片机作为核心处理模块。钟/机器周期(1T)的单片机，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM,8路高速10位A/D转换，是高速度、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，其完全兼容传统8051单片机的指令代码，但速度比传统8051快8-12倍。与一般的单片到本系统电子相册系统核心处理要求。STC12C5A60S2单片机最小系统图如图3.1图3.1STC12C5A60S2单片机引脚图P0.0—P0.7(39—32):在访问外部存储器时，它是分时多路转换的地址(6P1.0—P1.7(1-8):P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。P2.0—P2.7(21-28):P2口是一个带存储器时，它送出高8位地址。对EFROM编程和程序验证时，它接收高8位地址。P3.0—P3.7(10-17):P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。本系统中就应用了SPI总线模式：即使用4线制与单片机进行通信。SD卡接口嵌入式系统由于数据采集或者读取参数文件，往往需要通过串口或者其他的方特别是随着SD卡及U盘在生活中的普及，嵌入式系统把读写SD卡/U盘功73.4TFTLCD液晶彩屏显示模块本系统采用的TFT-LCD液晶彩屏显示模块同时自带了控制器(触摸屏控制芯片ADS7846)并且背面集成了SD卡座，单片机与TFT-LCD液晶彩屏之间用12864液晶接口连接。TFT-LCD液晶显示屏是薄膜场效应晶体管LCD,也就是“真彩”(TFT)。TFT液晶为每个像素都设有一个半导体开关，每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以连续控制，不仅提高了显示屏的反应速度，同时可以精确控制显示色阶，所以TFT液晶的色彩更真。本系统中显示接口为12864液晶接口，支持在绝大多数开发板中直接使用，要求开发板接口为孔型座，显示20脚，如果用触摸，需多6个管脚，如果用SD卡，还需多4个管脚，转接板背面集成SD卡座，并有插针引出控制管脚，可与单片机连接，接口类型为SPI连接方式，需要4个IO口连接。因为本系统所采用的TFT-LCD液晶显示屏自带了控制器，因此在硬件设计中的工作量相应减少，仅需将控制线和数据线与单片机相连，并在中间加入限流电阻，同时接电源和接地的引脚分别接3.3V和接地。液晶彩屏电路设计如图3.1所示。三三触摸屏控制芯片ADS7846是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片。供电电压2.7~5V,参考电压VREF为1V~+VCC,转换电压的输入8范围为0~VREF,最高转换速率为125kHz。触摸屏控制芯片ADS7846的引脚配置如图3.4所示。X-Y-23456789引脚号引脚名功能描述X—,Y—6电源地9中断输出，须接外拉电阻(10KΩ或100KΩ)片选9本系统中，电子相册的软件系统设计由图片文件读取、图片文件解码、图片文件显示及控制模块组成，具体工作过程流程图如图4.1所示：件显示及控制模块组成，具体工作过程流程图如图4.1所示：否是√扫描键盘判断是4.2图片数据读取设计图片数据读取设计主要包括：SD卡的初始化、SPI数据传输以及FAT文件系统移植。STC单片机运用FAT文件系统实现对SD卡内的图片偏数据的读取，同时采用SPI数据传输图片数据。本系统中SD卡初始化的过程中设置SD卡工作在SPI总线模式，工作流程如图4.2图所示。开始接收SD卡响应响应是否为0否单片机在收到SD卡响应后，先给SD卡发送74个时钟周期，以完成SD卡的上电过程，之后再发送复位命令(CMDO)。若片选信号CS此时为低电平，那么SD卡将进入SPI总线模式的多块读操作模式，SD卡进入SPI总线模式后，单片机就会立即发送激活命令(CMD1)给SD卡；若此时片选信号CS为高电平，那么SD卡将保持SD卡的总线模式不变。如果收到的响应是0,表示SD卡已经完成了初始化过程，现处于空置状况，需等待单片机的下一个命令，否则将继续发送命令直到响应为0为止。STC12C5A60S2单片机提供了一种高速的串行通信接口，即SPI接口。由于固定为512个字节；选择SD卡在SPI模式文件的读取，是文件系统的管理功能。因此首先就要在单片机中植入一种SD字节，而创建文件时，每一个文件，操作系统也会分配一个最小单元给它，即一个簇。FAT文件系统本身具有各种文件操作功能，比如打开/关闭文件、读取文件以及写文件等，并且其操作对象仅限本身文件而已，所以文件系统移植的方法主要是将文件系统操作对象设置为SD卡内的文件并对其嵌入到低成本的微控制器中，如AVR,8051,PIC,ARM等等，而不需要做任何修改，并且它完全用C语言编写，很适合移植到单片机上。在移植过程中，只需要在//读指定扇区FRESULTpf_open(constFRESULTpf_read(void*,WORDFRESULTpf_write(constvoid*,WO//打开文件//读操作//写操作FRESULTpf_lseek(DWORD);//按指定地址读取文件数据文件。扫描方式选择水平扫描方式；对每个像素点取16位真彩色数据，遵循TFTLCD彩屏驱动中数据读取函数的读取方法，因此输出灰度选择16位真彩色；最大宽度和高度为240*320;最后将有这些图片文件转换而来的bin文件以不同的名字输出图像调整256色4096色16位彩色18位彩色24位彩色32位彩色注用团/ZL4.3.2汉字取模软件介绍此软件将将要显示的汉字取模后放入程序，然后根据所输出格式从左到右从上到下从左到右从上到下C横向8点右高位级向8点上高位字库选择□黑白取反要把在Kell中编译好的程序烧写到STC12C5A60S2单片机里，就要用到STC单片机烧写软件，具体步骤如下：第一步：打开STC单片机烧写软件STC_ISP_V483.exe如图4.5所示，选择要用第二步：选择打开程序文件，找到Kell中编译好的.HEX文件；第三步：选择串行口，最高波特率，其他不动；第四部：先点击下载按钮，再给MCU上电复位一冷启动；烧写完成。EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(0),0)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(0),0)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(4),4EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(0),0)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(0),0)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(4),4)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(4),4)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(9),A)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(0),D)4C85444D0000026EEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up1(8R),FC)EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up1(0?),25)程序文件|xRPROW文件|串口助手|工程文件|ProgmFileC:Wsert\aall\Dasktopl板Da程序\biosStepl/步骤!:SaleetWCuType选择单片机型号p—一打开文作的中中 Step3/步骤3:SelectCOWPort,MxBaud/选择串行口，最高波技率一一Step5/步骤5:Downloaa/下载先点下载按团再C上电夏位-冷启动 Step/停止拉市划「每次下载前重新调入已打开在缆冲区的文件，方便确式使用成功计数34Clearl责关注ww.STCBCU.con网贴，及时升级选项|自定义下载|脱机下载|检查WCU选项|自动增里|ISPDEK时钟频率>L2H,请选择P4.6/RESET2用作BESET2下数成功声音提示：CYESCN重复下载间隔时间(秒)5图4.5STC单片机烧写软件窗口示窗口设置和清屏等函数组成。这些函数主要是为TFT驱彩屏点阵显示原理就是将像素点送到指定区域，依当彩屏收到单片机发送的图像基本信息之后，开始进行清屏并设定图像显示区域；在接收原始图像数据时，边接受边进行24位色系到16位的转化，每成功转化立否是本系统所用单片机STC12C5A60S2系列单片内部设置也有定时器0跟1两个16位定时器。定时器有定时方式和计数方式两种工作的方式。根据计数脉冲的来源不同可加以区分，如果计数脉冲来源于外部引脚，则定时器工作方式为为计数方式，此时每来一个脉冲加1;如果计数脉冲来源于系统时钟，则定时器工作方式为定时方式，此时每一个时钟得到一个计数脉冲，计数值加1;在本系统中，采用了定时方式，由内部系统时钟提供脉冲，启用定时器0,具体设置如下：//选择定时器0//关闭定时器0中断//设置定时器0的初值//启动定时器0//设置定时器0中断控制位为低优先值//启动定时器0中断第5章成果及分析基于STC12C5A60S2系列单片机图5.1系统硬件制作成果图如图5.1所示，基于STC12C5A60S2系列单片机的电子相册系统硬件器材相对来说比较少，因为用到软件解码图片文件，因此缩减了解码器，同时所用硬件模块示的图片画面清晰可见，基本无失真，达到所需的标准从整体效果显示看，总体上能实现所要展示的基本功能，但是由于单片机本身快乐的时光总是流失的飞快，转眼间我们即将离开我通过对本系统的研究，从找资料构思，设计电路，焊接电气元件到老师耐心指导，帮助修改调试，基于STC12C5A60S2系列单片机的电模，将所得图片数据下发到转接板上的SD卡芯片里，然后将程序通过烧写软件无论是软件还是硬件都已达到系统要求的基本标准，实现了制作简单，成本低廉的[1]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M].北京航空航天大学出版社，2004.[3]李光飞.单片机课程设计实例指导[M].北京航空航天大学出版社，2004,1-12.[4]余永权.ATMEL系列单片机应用技术[M].北京航空航天大学出版社，2002,[5]杨文龙.单片机原理及应用[M].西安电子科技大学出版社，1998,62-80.[6]黄继昌.电子元器件应用手册[M].人民邮电出版社，2004,165-204.[7]阎石.数字电子技术基础[M].北京高等教育出版社，1998,475-490.[8]李响初.数字电路基础与应用.北京机械工业出版社，2008.[9]吴丙申.模拟电路基础.北京：北京理工大学出版社，2007.[10]胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京：机械工业出版社，2001.[11]张彬杰.数码相框也能自己做[J/OL]无线电，2009.[13]李叶紫，王喜斌，胡辉，孙东辉.单片机应用教程清华大学出版社.2008.[14]康华光.电子