[6] STM32F7 - Discovery - StemWin, FatFS

Ten post chciałbym poświęcić na opisanie sposobu wyświetlanie zdjęć na ekranie TFT umieszczonym na płytce discovery z wykorzystaniem biblioteki STemWin oraz FATFS.

Funkcja włączająca zegary:

Opis uruchomienia obu bibliotek za pomocą CubeMx został przedstawiony wcześniej. Jeśli chodzi o funkcję włączającą wszystkie zegary to powinna ona wyglądać tak:

1. void CACHE_ENABLE_FOR_CPU(void);
2. {
3.     (*(uint32_t *) 0xE000ED94) &= ~0x5;
4.     (*(uint32_t *) 0xE000ED98) = 0x0; //MPU->RNR
5.     (*(uint32_t *) 0xE000ED9C) = 0x20010000 | 1 << 4; //MPU->RBAR
6.     (*(uint32_t *) 0xE000EDA0) = 0 << 28 | 3 << 24 | 0 << 19 | 0 << 18 | 1 << 17 | 0 << 16 | 0 << 8 | 30 << 1 | 1 << 0; //MPU->RASE  WT
7.     (*(uint32_t *) 0xE000ED94) = 0x5;
9.     SCB_InvalidateICache();
11.     //Enable branch prediction
12.     SCB->CCR |= (1 << 18);
13.     __DSB();
15.     SCB_EnableICache();
17.     SCB_InvalidateDCache();
18.     SCB_EnableDCache();
19. }
21. void SystemClock_Config2(void)
22. {
24.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
25.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
26.   RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct;
28.     /**Configure the main internal regulator output voltage
29.     */
30.   __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
32.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE3);
34.     /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
35.     */
36.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
37.   RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
38.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
39.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
40.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 15;
41.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 108;
42.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
43.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 5;
44.   if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
45.   {
46.     Error_Handler();
47.   }
49.     /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
50.     */
51.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
52.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
53.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
54.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
55.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
56.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
58.   if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
59.   {
60.     Error_Handler();
61.   }
63.   PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_LTDC|RCC_PERIPHCLK_USART6
64.                               |RCC_PERIPHCLK_I2C3|RCC_PERIPHCLK_SDMMC1
65.                               |RCC_PERIPHCLK_CLK48;
66.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIN = 60;
67.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIR = 2;
68.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIQ = 2;
69.   PeriphClkInitStruct.PLLSAI.PLLSAIP = RCC_PLLSAIP_DIV2;
70.   PeriphClkInitStruct.PLLSAIDivQ = 1;
71.   PeriphClkInitStruct.PLLSAIDivR = RCC_PLLSAIDIVR_4;
72.   PeriphClkInitStruct.Usart6ClockSelection = RCC_USART6CLKSOURCE_PCLK2;
73.   PeriphClkInitStruct.I2c3ClockSelection = RCC_I2C3CLKSOURCE_PCLK1;
74.   PeriphClkInitStruct.Clk48ClockSelection = RCC_CLK48SOURCE_PLL;
75.   PeriphClkInitStruct.Sdmmc1ClockSelection = RCC_SDMMC1CLKSOURCE_CLK48;
76.   if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
77.   {
78.     Error_Handler();
79.   }
81.     /**Configure the Systick interrupt time
82.     */
83.   HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
85.     /**Configure the Systick
86.     */
87.   HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
89.   /* SysTick_IRQn interrupt configuration */
90.   HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
91. }
93. //Kolejnosc wywolania
94. //CACHE_ENABLE_FOR_CPU(void);
95. //HAL_Init();
96. //SystemClock_Config();
97. //Cala reszta

Po wygenerowaniu standardowych ustawień można ją podmienić w pliku main.c bądź dobrać parametry z kodu do programu CubeMx.

Otwarcie zdjęć na ekranie:

Do otwarcia zdjęć na ekranie wykorzystuje funkcje zdefiniowane w bibliotece STemWin zdefiniowane w pliku GUI.h mianowicie:

1. int  GUI_BMP_DrawEx      (GUI_GET_DATA_FUNC * pfGetData, void * p, int x0, int y0);
2. int GUI_PNG_DrawEx    (GUI_GET_DATA_FUNC * pfGetData, void * p, int x0, int y0);
3. int GUI_JPEG_DrawEx      (GUI_GET_DATA_FUNC * pfGetData, void * p, int x0, int y0);
4. int GUI_GIF_DrawEx         (GUI_GET_DATA_FUNC * pfGetData, void * p, int x0, int y0);

Ich odmianą są funkcje GUI_BMP_Draw itd., które pozwalają na wyświetlenie obrazów zdefiniowanych w plikach w projekcie.

Aby wyświetlać PNG to należałoby dodać odpowiednie dodatkowe implementacje do biblioteki, które są inne niż dla BMP, GIF czy JPEG.

Jako pierwszy argument tej funkcji należy podać funkcje APP_GetData, którą trzeba wcześniej przygotować. Jej zadaniem jest pobranie danych z pliku i ustawienie ich w buforze. W dokumentacji na stronie 190 (UM03001_emWin) ma ona następującą postać:

1. int APP_GetData(void * p, const U8 ** ppData, unsigned NumBytes, U32 Off)
2. {
3.     static char _acBuffer[0x200];
4.     HANDLE * phFile;
5.     DWORD NumBytesRead;
6.     phFile = (HANDLE *)p;
8.     //Sprawdzenie rozmiaru bufora
9.     if (NumBytes > sizeof(acBuffer))
10.     {
11.         NumBytes = sizeof(acBuffer);
12.     }
14.     //Ustawienie wzkaznika na wymagana pozycje
15.     SetFilePointer(*phFile, Off, 0, FILE_BEGIN);
16.     //Dane do bufora
17.     ReadFile(*phFile, acBuffer, NumBytes, &NumBytesRead, NULL);
19.     //Ustawienie wskaznika na poczatek bufora
20.     *ppData = acBuffer;
21.     //Zwrócenie liczby odczytanych danych
22.     return NumBytesRead;
23. }

Ona musi zostać odpowiednio przerobiona na odczytywanie danych z pliku, co wymaga zmiany dwóch linijek.

1. int APP_GetData(void * p, const U8 * * ppData, unsigned NumBytesReq, U32 Off)
2. {
3.     FIL * phFile;
4.     UINT NumBytesRead;
5.     static U8 _acBuffer[2000];
7.     phFile = (FIL *) p;
9.     //Sprawdzenie rozmiarów bufora
10.     if (NumBytesReq > sizeof(_acBuffer))
11.     {
12.         NumBytesReq = sizeof(_acBuffer);
13.     }
15.     //Przesuniecie wskaznika
16.     f_lseek(phFile, Off);
18.     //Wprowadzenie danych do bufora
19.     res = f_read(phFile, _acBuffer, NumBytesReq, (UINT *)&NumBytesRead);
21.     //Ustawienie wskaznika na poczatek bufora
22.     *ppData = _acBuffer;
24.     // Return number of available bytes
25.     return NumBytesRead;
26. }

Jeśli byłby problem z otwieraniem większych obrazów to należy zwiększać bufor _acBuffer.

Kolejny zestaw funkcji będzie miał za zadanie odczytanie różnego rodzaju obrazów z karty SD.

1. void Print_BMP(char nazwapliku[20])
2. {
3.    uint32_t prim;
5.    if(f_mount(&SDFatFs, "", 1) == FR_OK)
6.    {
7.     if(f_open(&myFile, nazwapliku , FA_READ) == FR_OK)
8.     {
9.         prim = __get_PRIMASK();
10.         __disable_irq();
12.         GUI_BMP_DrawEx(APP_GetData, &myFile, 0, 0);
14.         if (!prim) {
15.             __enable_irq();
16.         }
17.     }
19.    f_close(&myFile);
20.    f_mount(0, "", 1);
21.   }
22.   else
23.   {
24.         //Blad otwarcia pliku
25.   }
26. }

Do funkcji podawana jest nazwa pliku jako string. W niej oprócz otwierania pliku i wykonania funkcji rysowania na ekranie, wyłączane są przerwania wraz z sprawdzeniem aktualnego stanu. Sprawdzenie stanu jest w niej mniej potrzebne, natomiast powinno to być wykonywane w taki sposób w każdej funkcji. Dzięki temu jeśli po wyłączeniu przerwania, nastąpi wejście do funkcji, która ma też zdeklarowane wyłączanie i włączenia przerwania, to nie nastąpi jego ponowne włączenie. Możliwe jest to dzięki pobraniu danych dotyczących bitu primask, w którym przechowywany jest aktualny stan dotyczący statusu przerwań w systemie. Funkcje DrawEx zwracają dwa parametry 0 w przypadku poprawnego wykonania operacji, oraz 1 gdy wystąpi błąd. W drugim przypadku dobrze, gdy nie udaje się otworzyć obrazu dobrze byłoby zwiększyć wspomniany wcześniej buffor danych. Mi w przypadku niektórych obrazów to znacznie pomogło.

Dane można wyświetlić także przy użyciu funkcji:

GUI_JPEG_DrawScaledEx(GUI_GET_DATA_FUNC * pfGetData, void *p, int x0, int y0, int Num, int Denom); 

Jeśli poda się wartość Num na 1 a Denom na 2 to uzyska się obraz pomniejszony o połowę.

Wyświetla ona obraz wyskalowany za pomocą dwóch ostatnich parametrów czyli Num, Denom. Dla przykładu jest obraz jpg w rozmiarze 320x240. który chce się wyświetlić na jak największej powierzchni wyświetlacza to te parametry należy ustawić na 1000(NUM) oraz 883(DENOM). Dzięki temu uzyska się pełne pokrycie osi Y, natomiast oś X będzie miała kawałek wolnej przestrzeni.

Wyświetlanie danych np obrazu jpg można uzyskać poprzez:

1.     //Wczesniejsze inicjalizacje
2.     GUI_SetLayerVisEx (0, 1);
3.     GUI_SetLayerVisEx (1, 0);
4.     GUI_SelectLayer(0);
6.     Print_JPEG("image02_320x240.jpg");