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：

1. #include "sys.h"
   
2. #include "delay.h"
   
3. #include "usart.h"
   
4. #include "led.h"
   
5. #include "lcd.h"
   
6. #include "key.h"  
   
7. #include "sram.h"   
   
8. #include "malloc.h"
   
9. #include "usmart.h"  
   
10. #include "sdio_sdcard.h"   
    
11. #include "malloc.h"
    
12. #include "w25qxx.h"   
    
13. #include "ff.h"  
    
14. #include "exfuns.h"   
    
15. #include "fontupd.h"
    
16. #include "text.h"         
    
17. #include "piclib.h"        
    
18. #include "string.h"        
    
19. #include "math.h"        
    
20. #include "touch.h"
    
21. 
    
22. u8 menu_num;//当前主菜单页数
    
23. u32 page;//当前页数
    
24. //char chapter_name[50];//当前章节名
    
25. u32 page_offset[1000];//保存页数偏移
    
26. //u32 page_off_mult;//页数偏移倍数
    
27. u8 txt_num;//当前书架图书数量
    
28. u8 txt_path_name[30][60];//导入图书路径
    
29. u32 bookmark[30];                                //保存对应书签 也就是页数 下次进入直接偏移页数
    
30. char txt_name[4][30]={"","","",""};//显示4本图书名字
    
31. u8 pname[60];                        //正在打开的文件名路径
    
32. int SIZE=24;                        //初始化字体
    
33. char buff[2500];//一页数据 缓冲文档
    
34. int page_mul_cnt=0;//存取次数 一次1000页
    
35. int now_page_mul;//当前1000页的倍数
    
36. u32 data_offset;//读取偏移  读写flash用
    
37. 
    
38. 
    
39. //显示主界面
    
40. void menu(void);
    
41. //获取触摸键值
    
42. u16 get_ts_val(int key);
    
43. //读取文件数据到LCD
    
44. int read_to_lcd(void);
    
45. //更新小说名
    
46. u8 lcd_dis_files(u8 * path);
    
47. //阅读模式
    
48. void read_mode(void);
    
49. //设置字体格式
    
50. int setting(void);
    
51. //设置界面
    
52. void show_setting(void);
    
53. //目录功能
    
54. u32 txt_dir_scan(void);
    
55. //文件系统功能 导入小说
    
56. void fatfs_choose(void);
    
57. //读取数据到flash
    
58. void file_data_to_w25q(void);
    
59. //根据页码得到页数
    
60. u32 ident_get_page(u32 page_offset);
    
61. //遍历文件 显示到屏幕
    
62. u8 mf_scan_file(u8 * path);
    
63. //刷新显示书架名字
    
64. void re_dis_txtname(int i);
    
65. //带路径的文件名 转 不带路径文件名
    
66. char* path_change(char *oldpath);
    
67. //根据页数得到页码
    
68. u32 ident_get_offset(u32 page);
    
69. //更新内存1000页页码
    
70. void update_page_offset(void);
    
71. //读出书签数据
    
72. void read_bookmark(void);
    
73. //保存书签数据到flash
    
74. void save_bookmark(void);
    
75. //保存书名数据到flash
    
76. void save_bookinfo(void);
    
77. //删除小说
    
78. void del_txt(u8 *path);
    
79. //删除小说控制界面
    
80. void del_txt_ctrl(void);
    
81.         
    
82. 
    
83. 
    
84. 
    
85. int main(void)
    
86. {        
    
87.          DIR picdir;                         //图片目录
    
88.          
    
89.         u8 key;
    
90.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
    
91.         delay_init(168);  //初始化延时函数
    
92.         uart_init(115200);                //初始化串口波特率为115200
    
93.         LED_Init();                                        //初始化LED  
    
94.          LCD_Init();                                        //LCD初始化  
    
95.          KEY_Init();                                        //按键初始化
    
96.         tp_dev.init();                        //触摸初始化        
    
97.         W25QXX_Init();                                //初始化W25Q128
    
98.         usmart_dev.init(168);                //初始化USMART
    
99.         my_mem_init(SRAMIN);                //初始化内部内存池
    
100.         my_mem_init(SRAMCCM);                //初始化CCM内存池
     
101.         exfuns_init();                                //为fatfs相关变量申请内存  
     
102.          f_mount(fs[0],"0:",1);                 //挂载SD卡
     
103.          f_mount(fs[1],"1:",1);                 //挂载FLASH.
     
104. 
     
105.         while(font_init());                        //检查字库
     
106.         
     
107.         delay_ms(150);
     
108.         piclib_init();                                                                                //初始化画图         
     
109.         delay_ms(150);
     
110.         LCD_Clear(GBLUE);//清屏
     
111.         ai_load_picfile("0:/SYSTEM/PICTURE/logo.gif",0,0,lcddev.width,lcddev.height,1);//显示图
     
112.         read_bookmark();//读出图书 书签数据
     
113.         memset(page_offset,0,1000*4);//清空页码数组
     
114.         menu_num=1;//显示第一页
     
115.         //lcd_dis_files("0:/TXT");//更新系统书名
     
116.         menu();//显示主界面
     
117.         while(1)
     
118.         {
     
119.                 key = get_ts_val(1);
     
120.                 if(key!=0)
     
121.                 {
     
122.                         printf("key=%d\n",key);
     
123.                         switch(key)//选择要打开的图书
     
124.                         {
     
125.                                 case 1: if(txt_num-4*(menu_num-1)>=1){
     
126.                                                                         strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[0+(menu_num-1)*4]);//把要打开的书籍名称赋值
     
127.                                        
     
128.                                                                         page = bookmark[0+(menu_num-1)*4];//根据flash保存的书签初始化进入的页数
     
129.                                                                         if(page >= 0xffff)page=0;
     
130.                                                                                 read_mode();//进入阅读模式
     
131.                                                                         bookmark[0+(menu_num-1)*4] = page;//退出保存书签
     
132.                                                                         save_bookmark();
     
133.                                                                         }break;
     
134.                                 
     
135.                                 case 2:        if(txt_num-4*(menu_num-1)>=2){
     
136.                                                                         strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[1+(menu_num-1)*4]);
     
137.                                        
     
138.                                                                         page = bookmark[1+(menu_num-1)*4];
     
139.                                                                         if(page >= 0xffff)page=0;
     
140.                                                                         read_mode();//进入阅读模式
     
141.                                                                         bookmark[1+(menu_num-1)*4] = page;
     
142.                                                                         save_bookmark();
     
143.                                                                         }break;
     
144.                                                                         
     
145.                                                                         
     
146.                                 case 3: if(txt_num-4*(menu_num-1)>=3){
     
147.                                                                         strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[2+(menu_num-1)*4]);
     
148.                                        
     
149.                                                                         page = bookmark[2+(menu_num-1)*4];
     
150.                                                                         if(page >= 0xffff)page=0;
     
151.                                                                         read_mode();//进入阅读模式
     
152.                                                                         bookmark[2+(menu_num-1)*4] = page;
     
153.                                                                         save_bookmark();
     
154.                                                                         }break;
     
155.                                                                         
     
156.                                 case 4: if(txt_num-4*(menu_num-1)>=4){
     
157.                                                                         strcpy((char *)pname,(char *)txt_path_name[3+(menu_num-1)*4]);
     
158.                                        
     
159.                                                                         page = bookmark[3+(menu_num-1)*4];
     
160.                                                                         if(page >= 0xffff)page=0;
     
161.                                                                         read_mode();//进入阅读模式
     
162.                                                                         bookmark[3+(menu_num-1)*4] = page;
     
163.                                                                         save_bookmark();
     
164.                                                                         }break;
     
165. 
     
166.                                 case 5:                //导入图书
     
167.                                                                         fatfs_choose();//文件系统选择文件导入
     
168.                                                                         save_bookinfo();//保存书籍数据到flash
     
169.                                                                         printf("当前图书数量：%d\r",txt_num);
     
170.                                                                         break;
     
171.                                 
     
172.                                 case 6:                del_txt_ctrl();//删除图书
     
173.                                                                         break;
     
174.                                 
     
175.                                 case 111: if((txt_num-1)/4+1>menu_num)menu_num++;
     
176.                                                                                 printf("menu_num = %d\n",menu_num);//上一页
     
177.                                                                         break;
     
178.                                 
     
179.                                 case 222: if(1<menu_num)menu_num--;
     
180.                                                                                 printf("menu_num = %d\n",menu_num);//下一页
     
181.                                                                         break;        
     
182.                         }
     
183.                         
     
184.                         menu();//显示主界面
     
185.                         data_offset=0;//偏移清零
     
186.                         page_mul_cnt=0;//1000页倍数清零
     
187.                 }
     
188.                 delay_ms(10);
     
189.         }
     
190. }
     

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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。