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基于STM32F4的电子阅读器

哔哩哔哩视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1Y64y1f7Ji/代码资料链接：https://download.csdn.net/download/mbs520/13510169
百度网盘资料链接：https://pan.baidu.com/s/1NHRFNa8Qn7M286kv4WnHKA
提取码：abcd
电子小说阅读器v1.2版本：修复闪屏，导入图书失败等BUG
https://download.csdn.net/download/mbs520/85055345
取走记得点赞

实物链接： https://m.tb.cn/h.5hxriuv?tk=YVImWYHgXXF CZ3457

一、项目功能要求

项目说明：

• 项目偏软件，但是要依赖于自己对硬件的熟悉和驱动才能完成

用到的主要技术：

• SD卡驱动（难–不过可移植 SD卡驱动细节可在用完再了解其驱动协议）
• FatFs文件系统移植使用
• LCD屏驱动（加载字库文件 做字库在LCD上的显示）

功能要求：

• 开机Logo

• 电子书列表扫描

• 电子书列表显示及小说选择菜单

• 阅读功能：

  • 字体选择
  • 字体大小选择
  • 字体颜色设置
  • 阅读背景设置
  • 书签设置
    • 能够记录每本电子书的退出时处于什么阅读位置 下次进入从该位置继续阅读
  • 目录生成功能（字符匹配）
  • 章节跳转功能（基于目录生成功能）
  • 阅读翻页设置（滚动/切换）

二、材料准备

1、普中STM32F4ZGT6最小系统板一块（或者其他STM32F4板子）
（注意要买能插LCD屏的）
作用：主控芯片、处理各种数据

2、800*480 4.3寸电容触摸LCD屏（我用的正点原子的屏）
作用：显示与触摸控制

3、一张32G以下的SD卡和一个读卡器

作用：存储小说文件与图片文件

二、硬件连接

1、把屏幕插到开发板上即可

三、相关知识点

（一）、txt文件数据的读取

1、谈谈txt文件

学过C语言的文件IO都知道，用open函数打开后，用read函数读取的第一个字节开始就是文本内容，txt文件是文档文件，对于我们程序员来说文档文件是最容易操作的文件类型之一，因为它不像图片那样还需要考虑头部的一大堆信息

2、读取txt文件数据

利用FATFS文件系统提供的函数f_open 、f_read即可对数据进行读取出来，当然读取出来的都是文字的编码，可以先用串口函数打印出来看看数据对不对 printf(“%s\r\n”,buf);

（二）汉字的显示（具体代码参考正点原子“汉字显示实验”）

1、汉字的显示原理

1）学习过屏幕驱动的应该都知道，屏幕的显示无非就是在屏幕上打相应颜色的点，比如要显示一个字符 ‘A’ 那么我只需要知道 ‘A’ 相应的点阵数据就可以把它显示出来，汉字也一样。

2、汉字库的存储

2）但是汉字与字符不同的是，汉字有1万多个，字符却只有100多个，并且汉字的显示明显比字符的点阵复杂程度高，比如说字体是12的字符占用点阵是12x6，每个字符需要12x6/8=9个字节的存储空间。字体是12 的汉字占用12x12的点阵，每个汉字需要12x12/8=18个字节存储空间，这还是最小字体，大的字体所需要的存储空间只会成倍增加

3）一般12号字体的汉字库需要500K字节、16号字体700K、24号字体1.6M、32号字体3M，这对于单片机来说数据量太大了，内部FLASH512K~1M表示压力很大

4)需要把汉字库通过SD卡再保存到外部FILASH才行，w25q128无疑是个好选择，它拥有16M的存储空间，SPI通信协议，读写速度也是相当快。

（三）txt文件数据显示到MCU屏

1、数据编码格式的问题

有关显示汉字就必然会涉及编码格式的问题，不同的编码格式对应的汉字编码是不同的，比如UTF-8编码的文件用GB2312编码打开就会乱码。
同理，比如文档的格式是UTF-8编码，但是我的字库是GBK编码，读出来的数据直接显示到屏幕就必然会乱码

四、下载调试

1、SD卡根目录文件拷贝

• 下载好本博客配套资料，把下面两个文件夹拷贝到SD卡根目录下
  （）一定要是根目录，不然不能正常运行
  2、初始化外部FLASH -W25Q128
• 用keil打开代码工程，编译通过后下载
• 下载完成等待外部FLASH -W25Q128初始化完成，一开始会黑屏一段时间，是在擦除FLASH，然后会提示字库加载进度，直到LCD显示阅读界面为止
• 
  如果下载代码后运行不正常：
  1）注释掉这些代码，编译下载
  2）不要断电，取消注释这段代码，编译下载，下载完成后W25Q128初始化完成，应该就可以运行
  

3、化作尘动态logo

4、进入主界面
啥都没有，先导入图书
图书要从SD卡中导入，txt文件在资料里已经打包好了，直接导入

5、导入图书
找到0：/TXT目录下的.txt文件，选择导入

导入“斗罗大陆.txt”，主界面开始显示
图片是系统自动匹配，检测是否有与小说同名图片文件，比如“斗罗大陆.txt” 对应 “斗罗大陆.jpg”

如果没有匹配图片会显示默认图片

6、删除图书
点击左下角删除图书，再点击 X 即可移除图书操作，只是移除，并不是真正删除。

7、阅读界面
阅读界面都是根据页数匹配相应文字，因为读写速度问题加上需要算法识别加载，翻页加载过程都会有一段时间

8、目录功能
自动检测目录，通过检测“第” 与 “章”加上相应算法就可以检测显示目录，并记录偏移，可以跳转，上划可以显示下一页目录

9、设置字体、背景
可以设置显示背景，字体颜色，字体大小来适应自己喜欢的阅读方式
1）24号字体 、白天

2）24号字体、护眼

3）12号字体、护眼

3）24号字体、夜间

五、程序设计

代码过长，只展示部分代码：

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "key.h"  
#include "sram.h"   
#include "malloc.h" 
#include "usmart.h"  
#include "sdio_sdcard.h"    
#include "malloc.h" 
#include "w25qxx.h"    
#include "ff.h"  
#include "exfuns.h"    
#include "fontupd.h"
#include "text.h"	 
#include "piclib.h"	
#include "string.h"	
#include "math.h"	
#include "touch.h"

u8 menu_num;//当前主菜单页数
u32 page;//当前页数
//char chapter_name[50];//当前章节名
u32 page_offset[1000];//保存页数偏移
//u32 page_off_mult;//页数偏移倍数
u8 txt_num;//当前书架图书数量
u8 txt_path_name[30][60];//导入图书路径
u32 bookmark[30];				//保存对应书签 也就是页数 下次进入直接偏移页数
char txt_name[4][30]={
    "","","",""};//显示4本图书名字
u8 pname[60];			//正在打开的文件名路径
int SIZE=24;			//初始化字体
char buff[2500];//一页数据 缓冲文档
int page_mul_cnt=0;//存取次数 一次1000页
int now_page_mul;//当前1000页的倍数
u32 data_offset;//读取偏移  读写flash用


//显示主界面
void menu(void);
//获取触摸键值
u16 get_ts_val(int key);
//读取文件数据到LCD
int read_to_lcd(void);
//更新小说名
u8 lcd_dis_files(u8 * path);
//阅读模式
void read_mode(void);
//设置字体格式
int setting(void);
//设置界面
void show_setting(void);
//目录功能
u32 txt_dir_scan(void);
//文件系统功能 导入小说
void fatfs_choose(void);
//读取数据到flash
void file_data_to_w25q(void);
//根据页码得到页数
u32 ident_get_page(u32 page_offset);
//遍历文件 显示到屏幕
u8 mf_scan_file(u8 * path);
//刷新显示书架名字
void re_dis_txtname(int i);
//带路径的文件名 转 不带路径文件名
char* path_change(char *oldpath);
//根据页数得到页码
u32 ident_get_offset(u32 page);
//更新内存1000页页码
void update_page_offset(void);
//读出书签数据
void read_bookmark(void);
//保存书签数据到flash
void save_bookmark(void);
//保存书名数据到flash
void save_bookinfo(void);
//删除小说
void del_txt(u8 *path);
//删除小说控制界面
void del_txt_ctrl(void);
	



int main(void)
{
            
 	DIR picdir;	 		//图片目录
	 
	u8 key;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168);  //初始化延时函数
	uart_init(115200);		//初始化串口波特率为115200
	LED_Init();					//初始化LED  
 	LCD_Init();					//LCD初始化  
 	KEY_Init();					//按键初始化 
	tp_dev.init();			//触摸初始化	
	W25QXX_Init();				//初始化W25Q128
	usmart_dev.init(168);		//初始化USMART
	my_mem_init(SRAMIN);		//初始化内部内存池 
	my_mem_init(SRAMCCM);		//初始化CCM内存池 
	exfuns_init();				//为fatfs相关变量申请内存  
 	f_mount(fs[0],"0:",1); 		//挂载SD卡 
 	f_mount(fs[1],"1:",1); 		//挂载FLASH.

	while(font_init());			//检查字库
	
	delay_ms(150);
	piclib_init();										//初始化画图	  
	delay_ms(150);
	LCD_Clear(GBLUE);//清屏
	ai_load_picfile("0:/SYSTEM/PICTURE/logo.gif",0,0,lcddev.width,lcddev.height,1);//显示图
	read_bookmark();//读出图书 书签数据
	memset(page_offset,0,1000*4);//清空页码数组
	menu_num=1;//显示第一页
	//lcd_dis_files("0:/TXT");//更新系统书名
	menu();//显示主界面
	while(1)
	{
    
		key = get_ts_val(1);
		if(key!=0)
		{
    
			printf("key=%d\n",key);
			switch(key)//选择要打开的图书
			{
    
				case 1: if(txt_num-4*(menu_num-1)>=1){
    
									strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[0+(menu_num-1)*4]);//把要打开的书籍名称赋值
					
									page = bookmark[0+(menu_num-1)*4];//根据flash保存的书签初始化进入的页数
									if(page >= 0xffff)page=0;
										read_mode();//进入阅读模式
									bookmark[0+(menu_num-1)*4] = page;//退出保存书签
									save_bookmark();
									}break;
				
				case 2:	if(txt_num-4*(menu_num-1)>=2){
    
									strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[1+(menu_num-1)*4]);
					
									page = bookmark[1+(menu_num-1)*4];
									if(page >= 0xffff)page=0;
									read_mode();//进入阅读模式
									bookmark[1+(menu_num-1)*4] = page;
									save_bookmark();
									}break;
									
									
				case 3: if(txt_num-4*(menu_num-1)>=3){
    
									strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[2+(menu_num-1)*4]);
					
									page = bookmark[2+(menu_num-1)*4];
									if(page >= 0xffff)page=0;
									read_mode();//进入阅读模式
									bookmark[2+(menu_num-1)*4] = page;
									save_bookmark();
									}break;
									
				case 4: if(txt_num-4*(menu_num-1)>=4){
    
									strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[3+(menu_num-1)*4]);
					
									page = bookmark[3+(menu_num-1)*4];
									if(page >= 0xffff)page=0;
									read_mode();//进入阅读模式
									bookmark[3+(menu_num-1)*4] = page;
									save_bookmark();
									}break;

				case 5:		//导入图书
									fatfs_choose();//文件系统选择文件导入
									save_bookinfo();//保存书籍数据到flash
									printf("当前图书数量：%d\r",txt_num);
									break;
				
				case 6:		del_txt_ctrl();//删除图书
									break;
				
				case 111: if((txt_num-1)/4+1>menu_num)menu_num++;
										printf("menu_num = %d\n",menu_num);//上一页
									break;
				
				case 222: if(1<menu_num)menu_num--;
										printf("menu_num = %d\n",menu_num);//下一页
									break;	
			}
			
			menu();//显示主界面
			data_offset=0;//偏移清零
			page_mul_cnt=0;//1000页倍数清零
		}
		delay_ms(10);
	}
}

六、硬件框图

单片机通过SPI与外部FLASH进行连接通信，使用SDIO与SD卡连接，第一次上电的时候，程序会把SD卡中的字库文件数据读取并写入到外部FLASH中，使液晶屏可以用函数显示32、24、16、12号字体的汉字
触摸屏作为人机交互输入，程序通过识别用户点击的屏幕坐标，控制液晶屏的各种显示

七、程序框图

开机单片机会初始化各种接口，SDIO、SPI等，用于控制SD卡、FLASH，显示屏，第一次上电会识别外部FLASH中的字库是否完整，不完整会进行更新字库的操作，然后初始化图片库，配合SD卡驱动、显示SD卡中的图片，开机显示SD卡中的一张GIF格式的图片作为LOGO，然后进入主循环显示主界面，书架界面会显示４本书的位置，还有删除图书、导入图书等操作，系统会识别用户按下触摸屏的坐标进入相对应的函数，例如点击导入图书，会进入导入图书的函数，会调用程序的文件系统，读取SD卡中的文件，导入TXT文件就可以显示图片与书名到书架，删除图书会显示一个X的图片到已添加到书架的书籍上，点击即可删除内存中保存的书籍信息，从而在书架删除图书，然后点击书籍会进入读取书籍信息的函数中，程序根据书籍在SD卡中的文件路径，通过文件系统读取这个TXT文档的数据，并显示到屏幕。进入阅读模式后可以设置字体、背景颜色等，目录功能。

化作尘其它开源项目：

单片机项目：

基于stm32c8t6的坡道行驶巡线小车（2020年TI杯大学生电子设计竞赛 C题）https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/115438122

基于STM32F4的音乐播放器
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/111313042

基于STM32F4的电子阅读器（首创）
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/110817173

基于51单片机WiFi视频小车（首创）
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/109843972

基于51单片机蓝牙小车
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/109775964
基于MSP430 坡道行驶电动小车（2020年TI杯大学生电子设计竞赛 C题）
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/109090072

基于stm32f4的智能门锁系统
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/106987758

基于51单片机超声波测距小车
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/106599219

基于51单片机定时宠物喂食系统
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/108292187

Linux项目：

基于QT5 Linux平台 停车场管理系统
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/113481824

基于QT5 Linux平台 车载系统
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/112873809

基于Linux系统 媒体播放器
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/107880118

基于Linux系统 语音识别、人机对话
https://blog.csdn.net/mbs520/article/details/113179224

基于Linux系统小钢琴程序（暂无博客）
https://download.csdn.net/download/mbs520/12798287

基于Linux系统 QQ通讯录管理系统（暂无博客）