[硬件]单片机小制作----Flash存储图片句子，彩屏显示

前言：这么多天在家做了一个小玩意，里面存储了几十张我和对象的照片，还存了将近五十多句话，有一个“每日一乐”模式，就是随机显示一张照片，然后再随机显示一句情话，（女票总让我说句好听的，我也想不上来，做个这个让她自己看吧）0.0
文章内容主要讲解各个环节的难点，具体程序最下面下载自己看吧。
展示一下：

　　　　　
"每日一乐"模式　　　　　　　“句子浏览”模式（有密码）

一、前期准备

• 共使用的器件：STC12C5A60S2单片机最小系统开发板，TFT彩屏1.44寸，W25Q128一个（flash），洞洞板7x9cm，按键2个（1k电阻要配着），有条件可以加一个RAM芯片

• STC12C5A60S2单片机最小系统开发板
  　　这个里面就是最小系统，有一个开关，复位，就多一个东西，就是TFT的一个排座，由于是11针的，所以我也只能买11针的TFT1.44彩屏。有一个排座比较方便，就不用单独去焊一个。
• TFT彩屏1.44寸
  　　这是个全彩屏，使用他给的这个函数，颜色深度是16位的（R-G-B是5-6-5），8针和11针的一样的用，看一下手册基本上都是ST7735驱动的，用SPI协议都是一样的只用8个。为了方便安在板子上，就用了11针的。
• W25Q128一个（flash）
  　　flash，非易失存储器件，可以存储128Mb，也就是16MB，当然还有小一点的W25Q16（2MB），W25Q32（4MB），W25Q64（8MB），根据自己需要来。我想着能多放一些照片，就来了大的，其实用不完。。
• 洞洞板7x9cm
  　　因为要往最小系统板上添加这个flash，没有直接的接口，只能取中，把最小系统和flash，还有俩按键都焊到板上就行了，就这用途。

• 需要存储的照片和句子取模数据 <重点>：

咱没有文件系统，就是最基本的字符形式，

• 图片：由于TFT1.44寸的这个屏只有128x128的这个分辨率，所以图片只能裁剪成这个尺寸，然后取模，128*128是16384个像素点，每个点16位颜色数据，所以一共是32768 Byte一张图，也就是32KB大小存一张图。
• 汉字：一个汉字16*16的，算法同上，一个字取完模占32 Byte。
• 句子：先前想过两种存储方式，

• 第一种，是存一个字库，常用汉字最多也就是1000-2000这个样子，最好按笔画分组，因为在keil里一个汉字，他默认是存成两个字符（这也就是为什么keil 中删除汉字要按删除两次），这样索引查找字库的方式比较快。
  　　假设是这样的：(假定 甲 这个字是0x08,0x67,具体是啥我也不知道。再加上32B的字模数据) 　“甲”,0x00,0x00,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x08,
  0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,
  　　一个字占用34Byte ，不过为了对齐，“甲”这两个字符最好直接占用32Byte，一共64Byte一个字。
  　　这样索引直接在程序里写“甲，乙，丙，丁”，而不是“甲”这个字放在第120这个位置，程序写这个“120,121,122,123”。

• 第二种，这种就是直接存储句子，但是由于句子长度不同，存储就比9*麻烦，最好是对齐的，这样方便我们调用查找使用
  　　我一共就50多个句子，总共还没一千多个字，就是用这种方法了，我的句子都改成了最多32个字，就是为了对齐。所以1句话正好1KB。不够32个字的补充空白到32个字。

二、步骤：

• < 一 >：
  　　焊板子，将最小系统，flash芯片，按键都含在板子上，怎么好看怎么来，然后记住好这下期间都用的什么引脚。
  　　例如我安排的：TFT彩屏的CS-P2.0，RST-P2.1, TS-P2.2, SDA-P2.3, SCL-P2.4, LED-P2.5
  　　　　　　　　　W25Q128的CS-P1.1, DO-P1.2, CLK-P1.4 , DI-P1.5
  　　把电源都接好，按键需要1k电阻，都焊好烙铁什么的就不用了，开始编程。

• < 二 >：
  　　 (程序分成两部分，第一部分要是将所准备的照片和句子写入到这个flash中去，第二部分是最后要用的展示的。)
  程序第一部分–下载部分：

  注：这一部分内容，都是学习 无量寿经的《STC51单片机入门(C语言)》，出版的纸版书名称为《51单片机轻松入门—基于STC15W4K系列》第24章 2M字节Flash Rom存储器W25Q16/W25X16 的使用。

  • 先简要介绍一下W25Q128这个器件
    　　（为了方便，我直接用书上的W25Q16来说这个flash，我用的是W25Q128只是比他大，东西都是一样的）
    W25Q16一共16Mbit，也就是2MB，分为8192页，
    1页=256字节
    1扇区=16页= 16x256字节=4096字节 (W25X16有512个扇区)。
    1块 =16扇区 =256x256字节=65536字节 (W25X16有32块)。
    重点：
    　　用“页编程指令”每次就可以编程256字节，而且“页编程指令”是最小的写入指令，也就是说一次最少要写入256字节，就算只想写入一个字节，那剩下255字节的也要填充。
    用“扇区擦除指令”每次可擦除16页，
    用“块擦除指令”每次可擦除256页，
    用“整片擦除指令”可一次擦除整个芯片，W25X16有512个可擦除扇区或32个可擦除块。

  • 为什么flash写之前需要将每byte擦除为0xff?
    　　（开始胡诌，我记得看过一些，但记不清了，欢迎指正）因为这个存储器件每一个存储bit都是由一个基础元件（电容或是mos管）构成，当存储的1变成0，可以有效存储，就是将电荷放掉，但是直接将0变成1 是变不了的，没有办法自主充电荷，所以由之前数据如果是0，那么必须重新擦除都刷成1，然后再重新写。

  • 这时就要考虑一个问题了，每次最少写入256Byte，怎么将图片数据存进去是个问题，一个图片数据就32KB，如果你将这个图片数据放到一个C文件放入工程，编译出来的hex文件要96KB，要知道12C5A60S2单片机ROM只有60KB，放不下。三个办法:

    第一种：
    　　STC12C5A60S2这个单片机有1280B的RAM，其中256B是内部RAM，剩下的1024B是内部扩展RAM，内部留作中间计算用，就不占用了，【这是重点，下面还要用】内部扩展的RAM可以用“unsigned char xdata a[1024]；"来调用。因为main函数中放不了这么大的数组，咱最大的数组只能用这个了。（单片机内部扩展RAM是否可以访问受辅助寄存器AUXR(地址为8EH)中的EXTRAM位控制。）
    　　然后写一个URAT串口收的程序，每次从电脑端发送1024B的数据，然后串口接收到一一放入这个数组中，然后写入W25Q128中。工作量较大。
    　　（注意：在电脑上串口助手发送的数据，注意选择字符模式还是hex模式。发送文件默认是字符模式
    　　字符模式就很麻烦，发送0x58，也就是发送58，实际上串口发的是 0x35和0x38，一个数变成了两个）
    　　　
    第二种:
    　　在安装一个外部RAM，这样就方便多了，一下子通过串口将一个照片的32KB数据都发过去，然后直接写入，工作量小（没买这个RAM，由于是年前开始做的，那会快递都停了，想了想用最麻烦的法子做了）
    　
    第三种：
    （本人使用）最麻烦的。。。
    　　将这个图片数据 的一半 放到一个pic.c文件放入工程，也就是16384 B大小的数组，用code段来保存这个很大的数组。code段是存放程序代码的地方，将数据放到这里是固定写死的，所以也不能在这个段创一个很大的数组当RAM用。
    　　编译出来的hex文件要50KB多一些，然后就是更改pic.c文件数据，然后更改写入的地址，下载程序。。。更改pic.c文件数据，然后更改写入的地址，下载程序。。。
    　　也亏了是可以擦写10万次。。。25个图片 我下了50次，句子50句，3次就行了。也就是这些内容，我最少下了53次（当然不止，调试下了更多）

  • W25Q128的地址相关问题
    　　 地址是24位的，所以一个long int型的变量来存
    　　一个图片是32KB，也就是0x8000大小，所以存照片可以以这个为基准，#define pic_size 0x8000
    　　然后第一张就是 0x pic_size，第二张就是 1x pic_size。。。以此类推
    　　上面出现了一个问题，在使用W25Q128的写入函数时，我发现传入的地址高8位一直是0（long 型一共32位，最高的8位用不到就不管，低16位是正常的），例如地址是0x10000，最后传入的是0x00000。这个问题我找了好久，后来通过串口发送地址数据检查出来的。。。。
    　　最后用移位的方式解决的，就是需要发送0x10000，我就发送（0x10）<<12; 来完成的，因为低12位是不变的，所以移位12位就好。

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• < 三 >：
  　程序第二部分–展示的程序：

  • 所有的界面介绍：
    1. 开始界面（放了一张“滑稽”图片，点击确定进入主界面）
    2. 主界面（选择界面，三种模式：每日一乐，图片浏览，句子浏览）
    3. 每日一乐（做这个的初衷，就是随机显示一张图片，点击确认然后随机显示一句话，然后再显示一个“mua”的图片）
    4. 图片浏览（这个是所有图片的一个浏览，不过设置密码了，密码在那些句子里）
    5. 句子浏览（就是所有情话的一个浏览，也设置密码了，就俩按键，也就是左右左右左什么的。）
  • 图片的显示
    　　这个里面就要说到上面的RAM，因为只有1024B的RAM，而显示一张图片有32K的数据呢，所以就只能分成32次显示，每次从flash中读取1024B的数据，然后显示一行，一行是4x128，每次确定好区域 Lcd_SetRegion(0, n<<2,128-1, (n<<2)-1); // n是32次循环的一个计量，然后就可以挨个传输数据点了。不过这样显示一张图片，加上清屏大概1s，还是挺慢的。（所以如果外加了一块RAM，就更方便了，一次显示。）
  • 句子显示
    　　同理，1KB的RAM正好是一句话，32个字，直接显示就行了。字的显示也是描点，不过是就只有两种颜色，字模数据是1那就是字的颜色，0就是背景色。
  • 随机数
    　　用定时器来做的，按键按一下来进行选择，做到真正的随机。

三、最后

程序我都放在了CSDN的下载里，设置了0分，取用的，大家在这页点个赞让我看到就好，嘿嘿0.0. 下载链接
　　不过还要说一句，文档是一定要看的，尤其是单片机的文档，用到别的芯片也要看文档，因为出了问题，查文档是最快的，有时候直接看一眼时序图就什么都理解了。
　　调试的过程中记住好好的用 串口，真的很有用。
　　上面单片机的RAM部分，我觉得也很重要，码住！