http://bbs.21ic.com/frame.php?frameon=yes&referer=http%3A//bbs.21ic.com/icnewest.html









  振南的znFAT 单片机上的FAT32文件系统

关注znFAT，加入QQ群 106889506

下载 (21.72 KB)
2012-8-26 22:00 下载 (22.24 KB)
2012-8-26 21:57 下载 (12.02 KB)
2012-8-26 21:57 下载 (17.04 KB)
2012-8-26 21:57 下载 (10.18 KB)
2012-8-26 21:57 下载 (10.06 KB)
2012-8-26 21:57
====================================
下载 (344.75 KB)
2012-8-26 22:00 下载 (487.05 KB)
2012-8-26 22:00
====================================
相关软件：FFDSHOW解码器包：http://58.51.84.4:82/down/ffdshow_beta7_rev3154_20091209.zip
      实验演示视频录像：
====================================
     在我们拿到一个液晶显示模块，尤其是彩 {MOD}液晶屏的时候，你有没有想过用它作一个图片显示，甚至是视频播放的实验呢？也许你在实现的过程中遇到了重重困难。振南在这里所作的“简易视频播放器”实验希望能给你一个参考。
     我们知道要在液晶上显示一些图案，我们就要将像素数据写到液晶的显示缓冲区（CGRAM）之中。比如对于一个16位 {MOD}（可显示6万5千种颜 {MOD}）的彩 {MOD}液晶来说，它的每一个像素都对应于一个16位的RAM单元，通过它来设定这个像素所显示的颜 {MOD}。（我们在此实验中所使用的TFT液晶就是一个16位 {MOD}的液晶，颜 {MOD}表示的形式为RGB565，即在16位的数码中，高5位用于表达红 {MOD}分量、中间6位用于表达绿 {MOD}分量、低5位用于表达蓝 {MOD}分量。）
下载 (62.93 KB)
2012-8-26 22:00

     只要我们向液晶的每一个像素写入相应的数据，最终我们就可以让液晶显示出相应的图案。比如上图，我们就显示了一幅美女图（其实长得比我老婆差远了）。至于图片上各个像素的RGB565的数值如何获取？我们可以使用Image2LCD这个软件来得到，想必很多人都已经用过。通常这些像素数据我们是以数组的形式固化在单片机的ROM中的。

1. 
   
2. const unsigned char pimage[IMAGE_SIZE] =
   
3. {
   
4. 0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,
   
5. 0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,
   
6.   ......//很多的像素数据
   
7. 0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,
   
8. 0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,0X10,0XF8,
   
9. };

复制代码 好，你已经知道如何在液晶上显示一幅图像了。那“视频播放”的原理就不难理解了：把视频的每一帧图像按顺序依次显示在液晶上，只要速度够快，我们就可以看到连贯的动画效果，这就是“视频”了！
     现在的问题是：我们如何获取这一帧又一帧的视频图像数据？也许你会说：可以在视频文件中去获取这些图像数据吧？比如平常我们所熟悉的AVI、MP4、RMVB等等，它们之中肯定存着图像的数据和信息。没错，每一帧的图像数据就在其中，但是却没那么容易得到可以用于显示的RGB565数据。因为这些视频帧经过了某种压缩算法的编码，已经面目全非，而且这种压缩算法可能会极为复杂而强劲，要想得到RGB565的像素数据，必须要把这些数据经过“逆向算法”进行还原，这就是视频的解码。
     其实，我们会发现，很多人在用液晶显示图片的时候，都喜欢用BMP这种文件格式，这是因为BMP中存储的就是现成的RGB数据，而没有经过任何的压缩处理（有些特殊的BMP可能也有压缩，但通常是没有的），我们通常称这种数据为Raw Data，即原始数据。正是因为没有经过压缩处理，所以我们会发现BMP文件的数据量是比较大的。所以，我们只需要直接读取BMP的数据，不经任何处理就可以用于显示了。
     在前面，我发布的“简单数码相机”实验中，我所使用的就是BMP图像格式，因为它简单，直接把从摄像头得到的RGB数据“扔”到文件里就可以了！
     其实，单单就图片文件来说，就有很多种格式，比如JPG、PNG、GIF等等。它们也是经过了压缩算法处理过的，所以很少有人去直接使用这些图片文件。其实我们就是通过借助Image2LCD这个工具来对图片进行了解码，从而获得像素数据的。这个通过软件工具获取像素数据的过程，我们也称为“取模”！（当然我们也经常会看到有一些高手，在一些单片机或处理器上直接对这些图像格式进行解码，这就要考验算法和数字信号处理的一些功底了，同时也需要性能比较高的CPU）。
     要用单片机或者处理器，直接对视频进行解码，难度是很大的。那在电脑上有没有一种软件可以把视频文件转换为像素数据，就像是Image2LCD软件那样将各种图片转为像素数据数组那样。答案是没有！至少我还没有发现有这样的软件。其实就算有，转换后的像素数据量也比单单一幅图像的数据量要大得多，我们的单片机哪有那么大的ROM去固化这些像素数据？为了存储如此大的数据量，所以我们使用SD卡。
下载 (8.33 KB)
2012-8-26 22:00

     既然没有现成的视频解码软件来为我们提供像素数据，那我们就自己来写一个软件。使用VC6.0+VFW（VFW是Windows上的一套基于AVI视频的编解码开发包，可以让我们很轻松完成对AVI视频的编解码工作，详细请见http://baike.baidu.com/view/189682.htm）。振南已经实现了这个软件，我们来看一下它的用法（在使用此软件前，请先安装ffdshow解码器包，以保证各种AVI格式都可以正常解码）。
下载 (58.54 KB)
2012-8-26 22:00

     我们可以通过这个软件来获取一个AVI视频的某一段视频各帧图像的RGB565数据，同时可以调整视频尺寸，比如缩放系数为2，则一个320X240的视频，将缩小为160X120；此缩放系数也支持小数，比如为2.5，则视频尺寸将缩小为128X96；如果此系数小于1，则是对视频尺寸的放大，比如为0.5，则视频尺寸扩大为640X240。还可以设置帧步进的值来调整视频的帧频，比如一个视频每秒有30帧图像，如果帧步为2，则帧步将降为15。
     为了记录解码之后的每帧图像的RGB565像素数据，也为了方便单片机读取像素数据，振南定义了这样一种文件格式,名为ZNV。
下载 (15.31 KB)
2012-8-26 22:00

     ZNV文件格式的最开始记录了转换之后的每一幅图像的尺寸，即高与宽，以及此文件中所记录的图像（即视频帧）的总数量。随后就是依次存放各图像的RGB565像素数据。最终得到的znv文件，放到SD卡上，由单片机或处理器读取SD卡上的znv文件中的图像数据，送到TFT液晶显示，从而完成简易的视频播放实验。（其实大家会发现，早期的MP4视频播放器，很多也是需要在PC上进行格式的转换的，而且MP4视频播放器所支持的格式也很少。这主要就是受限于主控芯片的处理能力，达不到一些视频解码所需要的硬件性能。或者是因为一些视频格式的版权问题，比如RMVB。如今，MP4播放器基本上都能支持大部分的视频格式了，而不用再用PC进行转换，主要还是因为主控芯片的性能提升了。）
     现在问题又来了！记录着每一帧图像像素数据的ZNV文件已经放在SD卡上了。单片机要如何来读取它的数据？对，就如上图的图中所示的，要使用znFAT了。SD卡要存储文件，都必须要进行格式化，通常我们使用FAT32文件系统。所谓文件系统，其实就是一种数据管理的方式。ZNV文件的数据通过FAT32文件系统存放到了SD卡的某些扇区之中。单片机要想读到文件的数据，就必须要遵循FAT32的一些协议与定义。振南长期研究和编写的znFAT，就是这样一种与FAT32高度兼容的文件系统方案。它可以让单片机和各种处理器，很轻松的完成对文件的操作。【关于振南的znFAT，详细请参见znFAT应用手册】
     为了使视频播放的效果比较流畅，我们使用STM32（具体型号为STM32F103RBT6）作为核心CPU，完成znFAT文件系统的运行、文件数据的读取、TFT液晶的驱动等。
     【同时，文件数据的读取速度也是视频播放是否流畅的重要因素。这对于znFAT的效率性能与数据操作速度是一个挑战。】
下载 (38.04 KB)
2012-8-26 22:00

在STM32上使用znFAT读取znv文件数据，送给TFT液晶的主要代码如下：
下载 (33.91 KB)
2012-8-26 22:00






实验演示视频录像：
http://v.youku.com/v_show/id_XNDQzNTQ3MTg4.html
http://v.youku.com/v_show/id_XNDQzNTA1MzU2.html
http://v.youku.com/v_show/id_XNDQzMDY3NjI4.html
====================================