如何在 4 灰度级 E-Paper 上显示 STM32 嵌入式存储器中尺寸优化的图片

9 Y; F( J. G, T, T前言

本应用笔记描述了如何优化黑白图像的大小以将其存入 STM32 微控制器的嵌入式闪存，以及如何在 E-Paper 显示器上显示它们。
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本应用笔记中说明了如何准备和编码黑白图像，并给出了对图像解压缩、将其在 4 灰度级的E-Paper 显示器上显示出来的软件解决方案。
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STM32 微控制器可连接 E-Paper 显示器，使用特定外设向 E-Paper 显示器控制器发送数据 /命令，并驱动特定 GPIO 来管理 E-Paper 控制引脚。
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. z7 t1 a% f$ O本应用笔记和相关软件 （STSW-STM32152）都是基于 STM32L053 探索套件（32L0538DISCOVERY），提供了嵌入式 E-Paper 显示器。对于任意一款 STM32 微控制器客户板，经过微小改动 （时钟配置， GPIO 定义），可以很容易地重复利用。

6 C% _% S0 o- d+ E4 f  F. R) GE-Paper 显示器的显示区域为 2.1 英寸，包含 172x72 个像素，具有 2 比特完全显示能力。关于本应用笔记中未说明的 E-Paper 功能，更多详细信息请参考 ST 网站上的 GDE021A1规范。
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1 实现示例

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1.1 概述

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本应用笔记中的示例提供了连接某个 E-Paper 与 STM32 微控制器的典型硬件和软件实现基本知识。

一般来说，系统包括：

– 一个 STM32 微控制器

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– 一个 E-Paper 显示器，其外部元件用于 E-Paper 显示器驱动器 （嵌入到GDE021A1 E-Paper 显示模块中）的电荷泵。

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E-Paper 显示模块经由 SPI 接口连接到 STM32 MCU 来接收数据和命令，配置显示器并将图片传输到 E-Paper 模块内部 RAM 缓冲器中。
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# l9 v) L% ?; ]9 V( g( x! T% E! t图片存储到内部 Flash 程序存储器中，以减少外部资源。包括 4 张图片以演示 STM32L053的主要特性。图片会循环显示，当第 4 张图片已经在 E-Paper 模块上显示出来时，又返回第一张图片。
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注： 如果嵌入式闪存的空间很小，不能满足应用代码和图片库的需求，那么图片可存储在外部存储器中 （比如 SD 卡或外部闪存）。这种情况下，通常没有必要缩小图片尺寸，也不需要使用本应用笔记中给出的扩展算法。由于图片无任何预处理就被发送到 EPD 的缓冲区，因此缩短了数据处理时间。
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8 r8 l& \  x; d: N" R" X1.2 STM32 配置
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  G# Z; y: R* p+ y0 b0 U一般要求

样例主要基于 STM32L053 探索套件，但其功能和结构说明与大多数应用和平台类似。

2 Q4 ?! U5 b# j& V8 o1.2.1 SPI 外设
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. O- e8 s1 o( a8 ]' K" V8 V( r" nMCU 和 E-Paper 显示器之间的通信使用 SPI 协议。 MCU 将 SPI 配置为主 8 位模式， NSS由软件管理。这里不需要 CRC。 E-Paper 显示模块可只通过 SPI 通道写入。 这是为什么定义 MOSI 线而不是定义 MISO 线的原因。

用来通信的频率是 2 MHz，开始 HSI 设为 16 MHz，在 SPI 波特率发生器中应用系数为 8 的预分频器 （将其分频为 2 MHz）。

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