毕业设计| STM32F4电子阅读器制作教程

最近，有小伙伴问我们能否分享电子书相关的设计。今天我们就找到了化作尘同学刚刚完成的项目，借花献佛分享为大家。

化作尘同学还是个在校学生，平时会捣鼓自己喜欢的项目，并且特别愿意与大家分享，想要看他的作品可以关注他的B站（ID：化作尘my），之后达尔闻也会继续分享他的作品。

话不多说，来看看他的设计过程吧。

 

实现功能

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：

1）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

2）字体选择

3）字体大小选择

4）字体颜色设置

5）阅读背景设置

6）书签设置

7）目录生成功能（字符匹配）

8）章节跳转功能（基于目录生成功能）

9）阅读翻页设置（滚动/切换）

 

项目功能要求

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：

1）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）

2）FatFs文件系统移植使用

3）LCD屏驱动（加载字库文件 做字库在LCD上的显示）

材料准备

✔ STM32F4开发板（本设计用的是普中STM32F4ZGT6最小系统板）

作为毕设的话，最好自己硬件设计一块开发板，这样可以体现硬件的工作量。淡然不论是购买，还是自己做，注意一定要具备LCD屏接口。在电子阅读器中，STM32F4作为整个项目的核心主控器件，用来处理各种数据。

✔ 800*480 4.3寸电容触摸LCD屏（项目中用的正点原子的屏）

作用：显示与触摸控制

✔ 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图片硬件连接非常简单，把屏幕插到开发板上即可。

 

相关知识点

✦ 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)。

✦ 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

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

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。

 

✦ txt文件数据显示到MCU屏

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。

 

下载调试

步骤一：SD卡根目录文件拷贝

阅读器的源码分享给各位，可以在“达尔闻说”的微信回复：电子阅读器。下载好配套资料，把下面两个文件夹拷贝到SD卡根目录下：

注意：一定要是根目录不然不能正常运行。

步骤二：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，编译下载图片

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

步骤三：动态logo显示（化作尘）

步骤四：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。

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。

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。

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

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：

设置字体、背景：可以设置显示背景颜色，字体颜色，字体大小（4种字号）来适应自己喜欢的阅读方式：

程序设计

代码过长，只展示部分代码，想要完整的代码在“达尔闻说”微信回复：电子阅读器。
#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);
  }
}
每周四，达尔闻的毕设分享系列为大家分享过往的毕设项目，如果你有项目愿意分享，可以联系妮姐（微信：459888529），所有热心分享的小伙伴将会获得达尔闻礼品一份。