硬件課程設計報告--簡易電子書

1、<p><b>　　硬件課程設計報告</b></p><p>　　--課題：簡易電子書</p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　學號：</b></p><p><b>　　同組人姓</b></p>&

2、lt;p><b>　　指導老師</b></p><p>　　課設評價： </p><p>　　課設成績： </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1. 概述4</b></p><

3、p>　　1.1 課程設計的核心任務4</p><p>　　1.2 課程設計的工作進程4</p><p><b>　　2. 需求分析4</b></p><p>　　2.1 功能分析4</p><p>　　2.2 可行性分析5</p><p>　　2.2.1 技術可行性分析5<

4、/p><p>　　2.2.2 經(jīng)濟可行性5</p><p><b>　　3. 概要設計5</b></p><p>　　3.1 對MSP430F149單片機的使用5</p><p>　　3.2 SD卡及FAT32文件系統(tǒng)的讀寫6</p><p>　　3.3 菜單顯示6</p>&

5、lt;p>　　3.4 電子書顯示6</p><p>　　3.5 音樂播放功能7</p><p>　　3.6 游戲功能7</p><p><b>　　4. 詳細設計7</b></p><p>　　4.1 SD卡及其結構7</p><p>　　4.2 12864液晶屏結構及用法11&

6、lt;/p><p>　　4.2.1 12864液晶屏的硬件結構11</p><p>　　4.2.2 12864內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩存12</p><p>　　4.2.3 12864液晶屏的指令13</p><p>　　4.2.4 12864液晶屏驅動函數(shù)14</p><p>　　4.3 FAT32文件系統(tǒng)14</p

7、><p>　　4.3.1 FAT32文件系統(tǒng)結構簡介14</p><p>　　4.3.2 FAT32文件系統(tǒng)驅動函數(shù)16</p><p>　　4.4 VS1003音頻解碼芯片17</p><p>　　4.5 整機結構18</p><p>　　4.5.1 MSP430開發(fā)板與12864液晶屏的連接19</p&

8、gt;<p>　　4.5.2 MSP430開發(fā)板與SD卡的連接19</p><p>　　4.5.3 MSP430開發(fā)板與VS1003芯片的連接20</p><p>　　4.6 菜單功能20</p><p>　　4.7 電子書顯示功能21</p><p>　　4.7.1 實現(xiàn)顯示功能的基本函數(shù)21</p>

9、<p>　　4.7.2 向下翻頁功能22</p><p>　　4.7.3 向上翻頁功能22</p><p>　　4.7.4 顯示閱讀時間23</p><p>　　4.7.5 按百分比跳轉23</p><p>　　4.7.6 書簽功能的實現(xiàn)23</p><p>　　4.7.7 英文單詞的人性化顯示2

10、4</p><p>　　4.8 音樂播放功能24</p><p>　　4.9 俄羅斯方塊游戲功能25</p><p>　　4.10 按鍵檢測27</p><p>　　5. 系統(tǒng)測試28</p><p>　　5.1 菜單功能的測試28</p><p>　　5.2 電子書閱讀功能測試29

11、</p><p>　　5.3 音樂播放功能測試31</p><p>　　5.4 游戲功能的測試31</p><p>　　6. 心得體會31</p><p>　　7. 參考文獻32</p><p><b>　　1. 概述</b></p><p>　　1.1 課程設計的

12、核心任務</p><p>　　隨著嵌入式技術的飛速發(fā)展，各種電子產(chǎn)品出現(xiàn)了小型化，智能化，多功能化方向發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下，許多小型電子產(chǎn)品層出不窮，并且逐漸開始替代傳統(tǒng)的生活用品，并走近我們的生活。電子書閱讀器的出現(xiàn)就再圖書信息的承載和閱讀方式上有了很大的革新。本項目的目的就是制作一個電子閱讀器，可以讓人們方便的進行隨身閱讀。同時在閱讀疲勞時還可以利用其中的mp3播放器和內(nèi)置的游戲進行放松娛樂。</p

13、><p>　　1.2 課程設計的工作進程</p><p>　　本課設由段經(jīng)璞，趙冰潔，張琢三人組隊共同完成。大家相互之間進行分工合作，以取得快速的工作進展和優(yōu)秀的最后結果。</p><p><b>　　2. 需求分析</b></p><p><b>　　2.1 功能分析</b></p>&

14、lt;p>　　電子書，最出名的代表應該是亞馬遜公司的kindle電子書閱讀器。Kindle使用電子墨水屏幕，可以提供接近紙質書的閱讀體驗。同時還可以進行音樂播放，以及無線上網(wǎng)等功能。并且kindle通過和亞馬遜的網(wǎng)上書店整合，可以實現(xiàn)圖書的快速查找，購買以及閱讀。而現(xiàn)在，單純的電子書幾乎不存在，電子書的功能幾乎都被整合在了各式各樣掌上終端中。這樣的掌上終端在進行電子書閱讀的同時，可以播放音樂，無線瀏覽網(wǎng)頁以及進行游戲。因此單純的電

15、子書可以說是完全沒有市場的，它必須被整合其他的功能才能實現(xiàn)良好的效果。</p><p>　　通過以上的分析可以發(fā)現(xiàn)，電子書閱讀器必須與其他功能進行整合才能被推入市場。當然，在整合其他功能的同時，我們更要把電子書閱讀的功能完善好。根據(jù)分析，我們決定在課設中實現(xiàn)電子書，音樂播放以及俄羅斯方塊游戲的功能。</p><p>　　電子書閱讀部分，我們決定實現(xiàn)以下功能：</p><

16、p>　　1. SD卡及FAT32文件系統(tǒng)的讀寫</p><p>　　2.長/短文件名的顯示</p><p><b>　　3.電子書的顯示</b></p><p>　　4.按閱讀進度百分比直接跳轉</p><p><b>　　5.閱讀時間顯示</b></p><p>&l

17、t;b>　　6.書簽功能</b></p><p>　　7.英文單詞的人性化顯示</p><p>　　在音樂播放部分，我們決定實現(xiàn)以下功能：</p><p><b>　　1.歌曲名稱的顯示</b></p><p><b>　　2.歌曲音量的調節(jié)</b></p><

18、p>　　3.歌曲的前進，后退，快進，快退及暫停的功能。</p><p><b>　　2.2 可行性分析</b></p><p>　　2.2.1 技術可行性分析</p><p>　　在電子書閱讀部分，我們組使用msp430f149芯片作為主控芯片。使用SD卡作為存儲設備。因為msp430f149芯片自帶spi控制器，所以可以直接使用spi接

19、口，利用SD卡的spi模式與SD卡進行數(shù)據(jù)交換。同時準備使用12864液晶屏作為我們電子書的顯示部分。12864具有內(nèi)建的英文及中文字庫，可以方便的顯示各種文字信息，從而實現(xiàn)電子書的顯示。</p><p>　　在音樂播放部分，我們組使用vs1003音頻解碼芯片來進行音頻解碼。Vs1003自帶spi接口，可以方便的利用spi總線與msp430f149主控芯片進行連接。在進行音樂播放時，只要把音頻文件從SD卡中取出再

20、直接發(fā)送到vs1003中即可。</p><p>　　在游戲部分，我們利用12864的繪圖功能實現(xiàn)俄羅斯方塊游戲。</p><p>　　2.2.2 經(jīng)濟可行性</p><p>　　因為我們小組不具備自己焊接電路板的時間和能力，因此我們組直接從市場上購買現(xiàn)成的開發(fā)板。最終購買的開發(fā)板的價格如下：</p><p>　　1、msp430f149開發(fā)板

21、：64元。</p><p>　　2、12864液晶屏：56元。</p><p>　　3、vs1003音頻解碼芯片：43元。</p><p>　　4、1GB大小的SD卡：20元</p><p>　　5、SD卡插座：6元。</p><p>　　整體系統(tǒng)的總價格：179元。</p><p>　　整體價

22、格在可以接受的范圍內(nèi)。而且如果可以自己直接購買芯片并焊接電路板的話，就可以大幅度降低整體系統(tǒng)的價格。</p><p><b>　　3. 概要設計</b></p><p>　　3.1 對MSP430F149單片機的使用</p><p>　　MSP430F149單片機是由TI公司開發(fā)的一款高性能低功耗單片機。實驗中主要使用F149的CPU內(nèi)核，SP

23、I控制器，IO端口及TimerA定時器。</p><p>　　3.2 SD卡及FAT32文件系統(tǒng)的讀寫</p><p>　　要想實現(xiàn)電子書閱讀功能，就必須實現(xiàn)SD卡的讀寫，因為電子書及音樂數(shù)據(jù)都是以SD卡作為存儲介質的。為了使用SD卡，就必須實現(xiàn)SD卡的初始化功能，讀扇區(qū)功能及寫扇區(qū)功能。同時，我們組在進行設計時，確定了使用FAT32文件系統(tǒng)作為SD卡上得文件系統(tǒng)。FAT32文件系統(tǒng)是一種

24、簡單高效的文件系統(tǒng)，在實現(xiàn)SD卡讀寫扇區(qū)功能的基礎上，我們需要基于FAT32文件系統(tǒng)的特性實現(xiàn)對FAT32文件系統(tǒng)的讀寫，這樣才能獲取SD卡上的文本文件及音樂文件數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3.3 菜單顯示</b></p><p>　　一個完整可用的電子書系統(tǒng)一定要有良好的菜單系統(tǒng)的支持。我們組設計了兩級菜單顯示，其設計思想如下：</p><

25、;p>　　1、主菜單：當進入系統(tǒng)時，會顯示主菜單，其中包含電子書，音樂，游戲三個選項，用戶選擇這三個選項中的一個就可以進入下一級菜單。</p><p>　　2、目錄菜單：當在主菜單中選擇電子書或音樂時，就會進入電子書或音樂的目錄菜單。在電子書目錄菜單中，會列出當前SD卡中所存儲的所有電子書的文件名，用戶選擇項閱讀的文件即可進行閱讀。同樣的，在音樂目錄菜單中，會列出當前SD卡中所存儲的所有音樂文件的文件名，用

26、戶選擇項播放的音樂即可進行音樂播放。</p><p><b>　　3.4 電子書顯示</b></p><p>　　電子書顯示功能是一個電子書閱讀器的核心，它以12864液晶顯示屏作為基礎，從SD卡中讀取文件并顯示在屏幕上。整個電子書的顯示功能是為12864液晶屏量身設計的，它文本模式可以顯示4行文字，每行顯示8個漢字或16個英文字母。為了取得良好的閱讀體驗，我們組設計

27、了以下的功能：</p><p>　　1、向上向下翻頁功能：當人在閱讀電子書時，如果翻來一頁新的文字時，讀者有可能會因暫時性忘記上一頁最后一行的若干內(nèi)容而造成對下一頁起始內(nèi)容的理解困難。因此，我們決定在向下翻頁時，僅會翻三行內(nèi)容，也就是說，我們會以當前屏幕的最后一行，為新一頁的第一行。這樣就可以保證閱讀的流暢性。同理，在向上翻頁時，我們會以當前屏幕的第一行，為后一頁的最后一行。</p><p&g

28、t;　　2、按比例跳轉功能：讀者在讀書的時候，有時會想直接跳轉到這本書的后面去進行閱讀。這時候就需要一個按書內(nèi)容的百分比進行跳轉的功能。本課設中實現(xiàn)了這個功能。</p><p>　　3、英文單詞的人性化顯示功能：為了保證在閱讀英文文章時的流暢性，我們必須保證每一個詞都不會因為換行而被截斷。本課設就實現(xiàn)了這個功能，從而保證了閱讀英文文章時的流暢性。</p><p>　　4、書簽功能：這個功能

29、對電子書至關重要，因為讀者幾乎無法連續(xù)的讀完一本書，當讀者退出閱讀時，他需要保存當前的閱讀進度以便在下次方便的繼續(xù)閱讀。這也是本課設中所實現(xiàn)的關鍵功能。</p><p>　　5、閱讀時間的顯示：大家都知道，閱讀時間過長對視力不好。因此一個完善的電子書閱讀器必須可以顯示當前電子書的閱讀時間，以使讀者可以清楚的知道自己何時需要休息。</p><p>　　3.5 音樂播放功能</p>

30、<p>　　在前面已經(jīng)討論過，一個成熟的電子書，一定要集成其他的附加功能才能提升整個系統(tǒng)的檔次。音樂播放功能就是非常重要的一個功能。本課設中利用vs1003制作了一個mp3播放器，可以播放高品質的音樂。并且實現(xiàn)了調整音量，暫停，快進快退，向前向后選擇歌曲的功能。這樣，當閱讀電子書感到疲勞時，就可以聽聽音樂放松一下心情。</p><p><b>　　3.6 游戲功能</b><

31、;/p><p>　　課設中利用12864的繪圖模式制作了俄羅斯方塊的游戲。這樣讀者可以在閱讀疲勞時玩玩俄羅斯方塊來放松心情。</p><p><b>　　4. 詳細設計</b></p><p>　　4.1 SD卡及其結構</p><p>　　SD卡SPI模式下與單片機的連接圖：</p><p>　　S

32、D卡支持兩種總線方式：SD方式與SPI方式。其中SD方式采用6線制，使用CLK、CMD、DAT0~DAT3進行數(shù)據(jù)通信。而SPI方式采用4線制，使用CS、CLK、DataIn、DataOut進行數(shù)據(jù)通信。SD方式時的數(shù)據(jù)傳輸速度與SPI方式要快，采用單片機對SD卡進行讀寫時一般都采用SPI模式。采用不同的初始化方式可以使SD卡工作于SD方式或SPI方式。這里只對其SPI方式進行介紹。</p><p>　　1、SP

33、I方式驅動SD卡的方法</p><p>　　SD卡的SPI通信接口使其可以通過SPI通道進行數(shù)據(jù)讀寫。從應用的角度來看，采用SPI接口的好處在于，很多單片機內(nèi)部自帶SPI控制器，不光給開發(fā)上帶來方便，同時也見降低了開發(fā)成本。然而，它也有不好的地方，如失去了SD卡的性能優(yōu)勢，要解決這一問題，就要用SD方式，因為它提供更大的總線數(shù)據(jù)帶寬。SPI接口的選用是在上電初始時向其寫入第一個命令時進行的。以下介紹SD卡的驅動方

34、法，只實現(xiàn)簡單的扇區(qū)讀寫。</p><p><b>　　1）命令與數(shù)據(jù)傳輸</b></p><p>　　SD卡自身有完備的命令系統(tǒng)，以實現(xiàn)各項操作。命令格式如下：</p><p>　　命令的傳輸過程采用發(fā)送應答機制，過程如下：</p><p>　　每一個命令都有自己命令應答格式。在SPI模式中定義了三種應答格式，如下表所

35、示：</p><p><b>　　2）初始化</b></p><p>　　SD卡的初始化是非常重要的，只有進行了正確的初始化，才能進行后面的各項操作。在初始化過程中，SPI的時鐘不能太快，否則會造初始化失敗。在初始化成功后，應盡量提高SPI的速率。在剛開始要先發(fā)送至少74個時鐘信號，這是必須的。在很多讀者的實驗中，很多是因為疏忽了這一點，而使初始化不成功。隨后就是寫入

36、兩個命令CMD0與CMD1，使SD卡進入SPI模式</p><p><b>　　初始化時序圖：</b></p><p>　　在項目中，初始化SD卡的函數(shù)為：unsigned char InitMmc()。</p><p><b>　　3）扇區(qū)讀</b></p><p>　　扇區(qū)讀是對SD卡驅動的目的

37、之一。SD卡的每一個扇區(qū)中有512個字節(jié)，一次扇區(qū)讀操作將把某一個扇區(qū)內(nèi)的512個字節(jié)全部讀出。過程很簡單，先寫入命令，在得到相應的回應后，開始數(shù)據(jù)讀取。</p><p><b>　　扇區(qū)讀的時序：</b></p><p>　　在項目中，讀SD卡扇區(qū)的函數(shù)由</p><p>　　ReadMmcSector(unsigned long lba,

38、unsigned int Bytes,unsigned char *buffer)，調用</p><p>　　WriteMmcSectorAddress(unsigned long sector)和 MMC_get_data(unsigned int Bytes,unsigned char *buffer) 實現(xiàn)。其中ReadMmcSector輸入的參數(shù)為SD卡的物理扇區(qū)號lba，要讀出的字節(jié)數(shù)Bytes，以及讀

39、出后的數(shù)據(jù)所存放的數(shù)組的首地址buffer。</p><p><b>　　4）寫扇區(qū)</b></p><p>　　扇區(qū)寫是SD卡驅動的另一目的。每次扇區(qū)寫操作將向SD卡的某個扇區(qū)中寫入512個字節(jié)。過程與扇區(qū)讀相似，只是數(shù)據(jù)的方向相反與寫入命令不同而已。</p><p><b>　　扇區(qū)寫的時序：</b></p>

40、;<p>　　在項目中，寫SD卡的函數(shù)為SD_write_sector(unsigned long addr,unsigned char *Buffer)。輸入?yún)?shù)為SD卡的物理扇區(qū)號以及寫入SD卡指定扇區(qū)中的內(nèi)容的數(shù)組的首地址。</p><p>　　4.2 12864液晶屏結構及用法 </p><p>　　4.2.1 12864液晶屏的硬件結構 </p>

41、<p>　　12864是一種具有具有4位/8位并行，2線或3線串行多種接口方式。在本課設中使用了8位并行方式與MSP430單片機進行鏈接。該液晶屏內(nèi)部含有國標一級，二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為128x64。其漢字的分辨率為16x16。其ASCii字符的分辨率為16x8。也就是說12864液晶屏總共可以顯示四行字符，每一行可以顯示8個漢字或16個英文字母。其8位串行狀態(tài)下引腳接口如下表所示：</

42、p><p>　　4.2.2 12864內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩存</p><p>　　下面僅介紹課設中使用倒的兩個數(shù)據(jù)緩存：</p><p>　　1、顯示RAM（DDRAM）</p><p>　　顯示RAM提供64x2字節(jié)的空間，最多可以顯示4行每行8個漢字，或4行每行16個ASCii字符。只要直接將漢字或ASCii的編碼寫入DDRAM中，屏幕中就會出現(xiàn)相應

43、的文字。屏幕上第一行到第四行所對應的DDRAM中的地址分別為0x80-0x87，0x90-0x97，0x88-0x8f，0x98-0x9f。其中，每一個地址對應屏幕上分辨率為16x16的一個區(qū)域。在其中可以顯示兩個ASCii字符，或一個漢字。要將文字寫入顯存并顯示在屏幕中指定的位置上，就必須先向12864芯片寫入指定位置的地址，然后再連續(xù)的寫入兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。然后這兩字節(jié)的數(shù)據(jù)所對應的文字就會顯示在地址指定位置的16x16的點陣區(qū)域內(nèi)。因

44、為漢字編碼為兩個字節(jié)，而ASCii編碼為1一個字節(jié)。所以屏幕上指定位置的16x16的點陣區(qū)域可以顯示兩個英文字符或一個漢字。</p><p>　　12864屏幕上的位置以及其在DDRAM中所對應的地址如下圖所示。注意，其中每一個位置均表示一個16x16的區(qū)域。</p><p>　　2、繪圖RAM（GDRAM）</p><p>　　繪圖RAM中每一位的值用來控制128

45、64液晶屏上每一個像素點的亮滅。值為1，對應的像素點就被點亮，值為0，對應的像素點就被熄滅。在設定繪圖RAM的值時，先寫入垂直地址，再寫入水平地址。之后向繪圖RAM里連續(xù)寫入兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。這樣可以完成12864液晶屏上連續(xù)16個像素點控制。繪圖RAM的地址所控制的像素點在屏幕上的對應位置如下圖所示：</p><p>　　4.2.3 12864液晶屏的指令</p><p>　　以下僅僅列出程

46、序中所使用的指令：</p><p>　　4.2.4 12864液晶屏驅動函數(shù)</p><p>　　寫數(shù)據(jù)函數(shù)：void LCD_write_data(unsigned char data) </p><p>　　2、讀數(shù)據(jù)函數(shù)：unsigned char LCD_read_data()</p><p>　　3、寫命令函數(shù)：void LCD_w

47、rite_com(unsigned char com) </p><p>　　4、文本顯示模式初始化函數(shù)：void LCD_init(void) </p><p>　　其初始化過程為，先發(fā)送兩次命令0x30，設置顯示模式為基本指令集。然后發(fā)送命令</p><p>　　0x0c，打開液晶屏屏幕顯示。最后發(fā)送命令0x01，清屏。</p><p>

48、　　將一個長度為17的字符串顯示在屏幕指定行的函數(shù)：void DisplayCgrom(uchar addr,uchar </p><p><b>　　*hz)</b></p><p>　　繪圖模式初始化函數(shù)：void Graph_Init(void)</p><p>　　初始化好繪圖模式之后，就可以利用繪圖模式來進行俄羅斯方塊游戲。</

49、p><p>　　點亮屏幕上指定位置像素的函數(shù)：void Put_Pixel( unsigned char row, unsigned char </p><p><b>　　column )</b></p><p>　　該函數(shù)先將指定位置像素所在的GDRAM中的連續(xù)16個像素點的值讀出來，改變需要改變的那個像素點的值，在將這16個像素點的值寫回G

50、DRAM的原位置中。</p><p>　　清楚屏幕上指定位置像素點的函數(shù)：void Clear_Pixel( unsigned char row, unsigned char </p><p><b>　　column )</b></p><p>　　該函數(shù)的實現(xiàn)機制和上一個函數(shù)相同。</p><p>　　4.3 FAT

51、32文件系統(tǒng)</p><p>　　4.3.1 FAT32文件系統(tǒng)結構簡介</p><p>　　課設中選用了FAT32文件系統(tǒng)來存儲文件。下面簡介FAT32文件系統(tǒng)</p><p>　　主引導扇區(qū)（MBR）：主引導扇區(qū)位于整個SD卡物理扇區(qū)的第0號扇區(qū)。從中可以讀取引導代碼以及文件系統(tǒng)的起始位置。在課設中，僅從MBR中讀取整個SD卡大小以及文件系統(tǒng)的其實扇區(qū)位置。&l

52、t;/p><p>　　隱藏扇區(qū)（Hidden Sectors）：從MBR一直到文件系統(tǒng)的起始扇區(qū)之間的扇區(qū)被稱為隱藏扇區(qū)。</p><p>　　保留扇區(qū)(Reserved Sectors)：文件系統(tǒng)的起始扇區(qū)及其后的若干扇區(qū)被稱為保留扇區(qū)。保留扇區(qū)中的第一個扇區(qū)，也就是文件系統(tǒng)的起始扇區(qū)是整個SD卡中最重要的部分。這個扇區(qū)又被稱為DBR。DBR記錄了文件系統(tǒng)的基本信息，其中包括：每扇區(qū)字節(jié)數(shù)，

53、每簇扇區(qū)數(shù)，保留扇區(qū)數(shù)，F(xiàn)AT表個數(shù)，文件系統(tǒng)總扇區(qū)數(shù)，每個FAT表的扇區(qū)數(shù)，根目錄的其實簇號（通常為2）及其他一些附加信息。課設中，系統(tǒng)初始化時，就需要讀取DBR扇區(qū)，并在內(nèi)存中記錄其中的信息。</p><p>　　FAT表：位于保留扇區(qū)后的是FAT表區(qū)，它由兩個完全相同的FAT表組成。FAT表有兩個重要的作用，分別是描述簇的分配狀態(tài)以及表明文件或目錄的下一簇的簇號。在FAT表中，每個簇由4個字節(jié)的FAT表項來

54、進行代表。FAT表從第0號簇開始進行劃分，每四個字節(jié)代表一個簇。其中第0號簇和第1號通常情況下不使用。如果某個簇未被分配使用，則它所對應的FAT表內(nèi)的FAT表項值為0。當某個簇已經(jīng)被分配使用時，則它所對應的FAT表項內(nèi)的FAT表項值也就是在該文件中，該簇的下一個簇的簇號。若這個簇號為0x0fffffff，則表明當前簇為該文件的最后一個簇。</p><p>　　5）根目錄：FAT表后面就是數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)的開始是整個

55、文件系統(tǒng)的根目錄。它由目錄項組成，用來記錄每個文件的文件名，大小，起始簇號，類型，創(chuàng)建時間等信息。</p><p>　　6）目錄項：每個目錄項占32個字節(jié)，其結構如下圖所示：</p><p>　　7）長文件名目錄項：FAT32系統(tǒng)在為文件分配一個普通目錄項時，還會為那些文件名長度超過8字節(jié)的文件分配長文件名目錄項，長文件名目錄項專門用來記錄它所對應的文件的文件名。長文件名目錄項通常順序排列

56、在短文件名目錄項的上面，其結構如下圖所示：</p><p>　　4.3.2 FAT32文件系統(tǒng)驅動函數(shù)</p><p>　　1、unsigned char strcmp(char* string1, char* string2)</p><p>　　這個函數(shù)主要是比較兩個字符串是否是相同的，相同就返回1，不相同就返回0；</p><p>　　

57、簡單來說就是比較后綴的。</p><p>　　2、void ReadMBR()</p><p>　　這個函數(shù)主要是讀出文件系統(tǒng)的起始扇區(qū)號</p><p>　　3、void ReadDBR()</p><p>　　DBR中保存的是文件系統(tǒng)的基本信息，每簇扇區(qū)數(shù)，隱藏扇區(qū)數(shù)（起始扇區(qū)數(shù)前面的那 </p><p>　　些

58、沒有讀的，）FAT表的個數(shù)，F(xiàn)AT表扇區(qū)數(shù)，保留扇區(qū)數(shù)等</p><p>　　4、void ReadSectorFromCluster(unsigned long ClusterNumber,unsigned char SectorOffset)</p><p>　　這個函數(shù)作用的是找到扇區(qū)的位置，然后讀出512字節(jié)</p><p>　　5、void GetFile

59、Number(void)</p><p>　　這里面是包含這種文件，只要不是被刪除的文件或者是長文件名（特征是他的第11字節(jié)是0X0F）則所找到的文件都會是filenumber+1，同時各種文件類型各自加1.。同時比較文件名是不是convert，或者是dirtable，若果是convert，那么長文件名轉碼文件是存在的，置一，以長文件名顯示；若是dirtable，那么是存在書簽的，則在下次讀取文本信息的時候就會調

60、用書簽信息，實現(xiàn)書簽功能。</p><p>　　7、unsigned long GetAudioFile(unsigned long AudioFileIndex)</p><p>　　8、unsigned long GetTextFile(unsigned long TextFileIndex)</p><p>　　這兩個函數(shù)的原理是有些相同的，第一，先在根目錄中

61、找每一個目錄項，如果說是音頻文件且他的音頻索引是audiofileindex，那么這就是要找到的音頻文件。同理第八個函數(shù)就是所要找到的文本文件。</p><p>　　對于第七個函數(shù)，首先，要記住來兩個信息，1，記錄當前目錄項在整個根目錄所有目錄的偏置信息，2，記錄當前目錄項在整個音頻文件目錄項中的偏置位置。然后返回當前音頻文件的起始簇號。</p><p>　　對于第八個函數(shù)，只用記錄當前目

62、錄項在真整個根目錄所有目錄項中的偏置信息，然后返回當前文本文件的起始簇號。</p><p>　　9、unsigned long FindNextCluster(unsigned long ThisCluster)</p><p>　　10、 unsigned long FindPreviousCluster(unsigned long ThisCluster)</p><

63、;p>　　第九第十就是找一個文件中當前讀的簇的下一個簇或是上一個簇，然后返回簇號</p><p>　　11、void GetDirItem(unsigned long DirItemIndex)</p><p>　　在根目錄項中找到DIRitemindex這個目錄項，將這32字節(jié)值保存在全局數(shù)組DIRitem[32]中。這個函數(shù)主要是給7 8 這兩個函數(shù)調用用的，7,8用這個函數(shù)找到

64、所需要的目錄項</p><p>　　12、void ReadSectorFromFile(unsigned long ThisCluster,unsigned long offset)</p><p>　　Long offset 是扇區(qū)在整個文件的偏置 根據(jù)這個偏置信息找到相應的扇區(qū)，讀取相應的信息</p><p>　　13、void WriteSectorTo

65、File(unsigned long ThisCluster,unsigned long offset)</p><p>　　這個就是12函數(shù)的一個寫操作。。</p><p>　　15、void InitFAT()</p><p>　　初試化FAT就是調用read MBR和read DBR這兩個函數(shù)</p><p><b>　　4.

66、5 整機結構</b></p><p>　　課設的整機結構由MSP430F149開發(fā)板與12864液晶屏，VS1003解碼芯片，SD卡及SD卡插座組成。整機結構圖如下所示：</p><p>　　4.5.1 MSP430開發(fā)板與12864液晶屏的連接</p><p>　　液晶接口原理圖圖下圖所示：</p><p>　　液晶模塊端口分配

67、資源如下表所示：</p><p>　　4.5.2 MSP430開發(fā)板與SD卡的連接</p><p>　　在spi模式下，SD卡與單片機的連接原理圖如下圖所示：</p><p>　　MSP430有兩個USART端口，分別為P3.1-P3.3以及P5.1-P5.3。課設中選用P3.1-P3.3端口來連接SD卡。其中P3.1為SIMO端，用來與SD卡在SPI模式下的MOS

68、I端相連。P3.2為SOMI端，用來與SD卡在SPI模式下的MISO端相連。而P3.3為UCLK端，用來與SD卡在SPI模式下的SCK端相連。使用P3.0為片選信號，并直接使用開發(fā)板上的3.3V電源向SD卡供電。</p><p>　　5、在本實驗中，我主要負責俄羅斯方塊游戲部分：</p><p><b>　　俄羅斯方塊游戲功能</b></p><p

69、>　　本課設利用12864液晶屏的繪圖功能實現(xiàn)了俄羅斯方塊游戲的功能。該游戲時先初始化繪圖模式，然后通過在主菜單函數(shù)Main_Menu中調用game()函數(shù)來實現(xiàn)的。</p><p>　　俄羅斯方塊的基本流程如下圖所示：</p><p>　　俄羅斯方塊功能的代碼分析如下：</p><p>　　1、typedef struct</p><p&

70、gt;<b>　　{</b></p><p>　　unsigned char * box;</p><p>　　unsigned char cube;</p><p>　　unsigned char state;</p><p>　　signed char row;</p><p>　　signe

71、d char column;</p><p><b>　　}block</b></p><p>　　這是方塊的數(shù)據(jù)結構的定義，它又記錄方塊的形狀的數(shù)組box，方塊形狀的編號cube，方塊的旋轉方向state，以及方塊形狀數(shù)組第0行，第0列在整個游戲位圖中的行數(shù)row和列數(shù)column組成。</p><p>　　unsigned char cub

72、eMap[MAXROW][2]</p><p>　　這是游戲的位圖，整個游戲界面就保存在這個味圖中。游戲界面為20行10列。因此MAXROW被定義為20，同時表示一行的兩個字節(jié)值用到了第一字節(jié)和第二字節(jié)的高2位。</p><p>　　unsigned char cube[]</p><p>　　這是保存游戲每一個方塊形狀位圖的數(shù)組。每一個方塊的形狀位圖由連續(xù)四個字節(jié)

73、的低四位組成。每一個方塊具有4個方向，同一個方塊的四個方向的位圖被連續(xù)保存。因此只要給出方塊編號cube，再給出方塊的旋轉方向state，就可以通過4*cube+state找出該方塊的形狀位圖。</p><p>　　unsigned char asii[]</p><p>　　這是保存游戲中顯示的英文字母和數(shù)字的位圖。每一個英文字母或數(shù)字由連續(xù)的5個字節(jié)組成位圖、</p>&

74、lt;p>　　5、unsigned char downok = 0;</p><p>　　unsigned int score=0;</p><p>　　unsigned char speed=1;</p><p>　　unsigned long downtime = 100;</p><p>　　unsigned char next;

75、</p><p>　　這是5個全局變量。Downok表示著方塊在下落過程中觸底，無法繼續(xù)下落。Score表示當前游戲的得分，speed表示當前游戲速度。Downtime表示方塊隔100個時鐘中斷，即1秒鐘就會強制一格。Next表示下一個方塊的形狀編號。</p><p>　　void Put_Double_Pixel(unsigned char x, unsigned char y)<

76、/p><p>　　因為在游戲中，每一個方塊的每一個小格用兩行兩列的點陣來表示，因此這個函數(shù)的作用就是在游戲界面相對位置的第x行，第y列顯示一個方格。</p><p>　　void Clear_Double_Pixel(unsigned char x, unsigned char y)</p><p>　　這個函數(shù)和上一個函數(shù)作用相似，只是它的作用是消除一個方格。<

77、/p><p>　　void showChar(unsigned char num, unsigned char x, unsigned char y)</p><p>　　將ascii數(shù)組中保存的字符位圖顯示在屏幕第x行，第y列開始的位置上。</p><p>　　void Game_Init()</p><p>　　該函數(shù)先打印游戲界面的邊框，然

78、后顯示next，speed，score。</p><p>　　void Show_Speed_Score()</p><p>　　這個函數(shù)會將當前的得分和速度顯示在屏幕上。</p><p>　　void createCube(unsigned char num) </p><p>　　當downok被置1時，調用這個函數(shù)來重新創(chuàng)建一個方塊。&

79、lt;/p><p>　　void showCubeMap(void)</p><p>　　當消掉行時，調用這個函數(shù)來在屏幕上刷新位圖中的內(nèi)容。</p><p>　　void writeCubeToMap(void)</p><p>　　每當向左，向右，向下移動方塊或旋轉方塊后，最后都通過該函數(shù)將移動后的方塊顯示在屏幕上，及寫入位圖中。</p

80、><p>　　void clearCubeFromMap(void)</p><p>　　每當向左，向右，向下移動方塊或旋轉方塊前，最后都通過該函數(shù)將移動后的方塊在屏幕上清除，及在位圖中清除。</p><p>　　unsigned char checkBorder(void)</p><p>　　檢測當前的方塊是否碰到邊框。如果碰到左邊框，就不能

81、向左移動，如果碰到右邊框，就不能向右移動。如果觸底，就觸發(fā)downok。</p><p>　　unsigned char checkClask(void)</p><p>　　檢測當前的方塊是否碰到其他方塊.</p><p>　　void checkMap(void)</p><p>　　檢測位圖中是否有被填滿的行，如果有就消掉該行，并且加響

82、應的分，并根據(jù)當前分數(shù)調整速度。</p><p>　　18、void moveRight(void) void moveLeft(void) </p><p>　　void moveDown(void) void cubeRotation(void)</p><p>　　這四個函數(shù)分別表示向左，向右，向下移動方塊及旋轉方塊。在這些函數(shù)中，先移動方塊，再檢

83、測是否碰到邊框或者碰到其他方塊。若沒碰到，就退出函數(shù)。若碰到了，就返回原來的位置。對于moveDown。若在該函數(shù)中檢測到了碰到邊框或碰到其他方塊，就會置位downok標識。</p><p>　　void game(void)</p><p>　　該函數(shù)的流程就如一開始給出的程序流程圖。</p><p><b>　　4.10 按鍵檢測</b>&

84、lt;/p><p>　　本課設中利用定時器中斷檢測按鍵。在定時器中斷函數(shù)，添加了一個有限狀態(tài)機，可以判別短按鍵和長按鍵。當發(fā)生短按鍵時，置位短按鍵標志spress_flag，并給出鍵值key。當發(fā)生長按鍵時，置位長按鍵標志位lpress_flag。并給出按鍵值key。這樣做使得按鍵檢測非常靈敏，并且可以利用長短按鍵的組合產(chǎn)生各種功能，節(jié)省按鍵數(shù)量。</p><p><b>　　系統(tǒng)測

85、試</b></p><p><b>　　游戲功能的測試</b></p><p>　　游戲功能可以正常初始化，方塊可以正常下落，左移右移及旋轉?？梢哉５那宄惶顫M的行。當方塊觸頂時，會游戲結束而退出游戲。</p><p>　　下面給出游戲過程中的截圖：</p><p><b>　　心得體會</

86、b></p><p>　　從確定課設題目開始，我們組就在老師的催促下開始做實驗，當時心里有點不以為然，覺得沒有必要那么早開始，后來真正實踐的時候，問題不斷的時候，才知道，要做一個像樣的東西出來是多么不容易，慶幸當初沒有拖到最后才開始做。</p><p>　　實驗過程中，從搜集資料到選定器件，都是非常考驗信息搜索能力的。最困難的是，在測試的時候，bug不斷，都是要</p>

87、<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】MSP430x1xx User Guide</p><p>　　【2】12864液晶屏中文資料</p><p>　　【3】FAT32文件系統(tǒng)詳解</p><p>　　【4】SD卡在單片機上的應用</p><p>　　【5】