BMP图片解码 STM32+FATS+模拟U盘+OLED12864

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不吃肉的羊发布时间：2018-2-10 20:50

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之前做UI设计，每次用到特殊的字符，就要我重新做字库。

后面有几次要我贴图，可想而知，太鸡巴折腾了，做过的朋友都知道，后面就想着能不能让单片机虚拟U盘，然后图片拖进去，就直接显示出来。

PS：其实想做视频解码来着，后面懒了，先做图片解码。

折腾了一两天，最终还是实现了。

硬件组成：

1.STM32F4

2.OLED12864

3.W25Q64

软件组成：

1.DMA做SPI数据传输，基本底层驱动，就不解释了

2.W25Q64上做FATS文件系统，版本是

- F6 i+ u' ]6 @- g

3.将W25Q64虚拟成U盘

蛮久以前折腾的了

4.编码解码及屏幕显示

其实解码不难，难的是数据对应，解码我大概花了两三小时，数据对应显示花了将近一天。

因为是OLED12864，只能显示8位的数据，也就没有什么颜色好说的了。

简述一下使用步骤。

首先设备上电，看到我用单片机+W25Q64模拟的U盘

3 {& q9 F% {8 f; d3 L4 v

然后，做张BMP图片，放到U盘里面

( t) C) m1 S2 p) X0 A

电脑打开图片是这样的，图片是我随便截图来的

' B1 K# B- }# x* F q

然后，设备重启上电，OLED上面就显示这张图片。

4 ?, s/ ^" Q: X: A

这样就意味着我之后想贴图就可以直接贴了，不要再搞来搞去的做字库。

首先是了解BMP的组成结构：

1：位图头文件数据结构，它包含BMP图像文件的类型、显示内容等信息；
其结构定义如下：
[size=1em]

[size=1em]1

[size=1em]2

[size=1em]3

[size=1em]4

[size=1em]5

[size=1em]6

[size=1em]7

[size=1em]8

[size=1em]9

[size=1em][size=1em]typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
[size=1em]{
[size=1em] WORD bfType;//位图文件的类型，必须为BM(1-2字节）
[size=1em] DWORD bfSize;//位图文件的大小，以字节为单位（3-6字节，低位在前）
[size=1em] WORD bfReserved1;//位图文件保留字，必须为0(7-8字节）
[size=1em] WORD bfReserved2;//位图文件保留字，必须为0(9-10字节）
[size=1em] DWORD bfOffBits;//位图数据的起始位置，以相对于位图（11-14字节，低位在前）
[size=1em] //文件头的偏移量表示，以字节为单位
[size=1em]}__attribute__((packed)) BITMAPFILEHEADER;

2：位图信息数据结构，它包含有BMP图像的宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息；
BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。
[size=1em]

[size=1em]1

[size=1em]2

[size=1em]3

[size=1em]4

[size=1em]5

[size=1em]6

[size=1em]7

[size=1em]8

[size=1em]9

[size=1em]10

[size=1em]11

[size=1em]12

[size=1em]13

[size=1em]14

[size=1em]15

[size=1em][size=1em]typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
[size=1em]DWORD biSize;//本结构所占用字节数（15-18字节）
[size=1em]LONG biWidth;//位图的宽度，以像素为单位（19-22字节）
[size=1em]LONG biHeight;//位图的高度，以像素为单位（23-26字节）
[size=1em]WORD biPlanes;//目标设备的级别，必须为1(27-28字节）
[size=1em]WORD biBitCount;//每个像素所需的位数，必须是1（双色），（29-30字节）
[size=1em]//4(16色），8(256色）16(高彩色)或24（真彩色）之一
[size=1em]DWORD biCompression;//位图压缩类型，必须是0（不压缩），（31-34字节）
[size=1em]//1(BI_RLE8压缩类型）或2(BI_RLE4压缩类型）之一
[size=1em]DWORD biSizeImage;//位图的大小(其中包含了为了补齐行数是4的倍数而添加的空字节)，以字节为单位（35-38字节）
[size=1em]LONG biXPelsPerMeter;//位图水平分辨率，每米像素数（39-42字节）
[size=1em]LONG biYPelsPerMeter;//位图垂直分辨率，每米像素数（43-46字节)
[size=1em]DWORD biClrUsed;//位图实际使用的颜色表中的颜色数（47-50字节）
[size=1em]DWORD biClrImportant;//位图显示过程中重要的颜色数（51-54字节）
[size=1em]}__attribute__((packed)) BITMAPINFOHEADER;

3：调色板，这个部分是可选的，有些位图需要调色板，有些位图，比如真彩色图（24位的BMP）就不需要调色板；
颜色表用于说明位图中的颜色，它有若干个表项，每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构，定义一种颜色。RGBQUAD结构的定义如下：
[size=1em]

[size=1em]1

[size=1em]2

[size=1em]3

[size=1em]4

[size=1em]5

[size=1em]6

[size=1em][size=1em]typedef struct tagRGBQUAD{
[size=1em]BYTE rgbBlue;//蓝色的亮度（值范围为0-255)
[size=1em]BYTE rgbGreen;//绿色的亮度（值范围为0-255)
[size=1em]BYTE rgbRed;//红色的亮度（值范围为0-255)
[size=1em]BYTE rgbReserved;//保留，必须为0
[size=1em]}__attribute__((packed)) RGBQUAD;

颜色表中RGBQUAD结构数据的个数有biBitCount来确定：
当biBitCount=1,4,8时，分别有2,16,256个表项；
当biBitCount=24时，没有颜色表项。
位图信息头和颜色表组成位图信息，BITMAPINFO结构定义如下：
[size=1em]

[size=1em]1

[size=1em]2

[size=1em]3

[size=1em]4

[size=1em][size=1em]typedef struct tagBITMAPINFO{
[size=1em]BITMAPINFOHEADER bmiHeader;//位图信息头
[size=1em]RGBQUAD bmiColors[1];//颜色表
[size=1em]}__attribute__((packed)) BITMAPINFO;

4：位图数据，这部分的内容根据BMP位图使用的位数不同而不同，在24位图中直接使用RGB，而其他的小于24位的使用调色板中颜色索引值。
位图数据记录了位图的每一个像素值，记录顺序是在扫描行内是从左到右，扫描行之间是从下到上。位图的一个像素值所占的字节数：
当biBitCount=1时，8个像素占1个字节；
当biBitCount=4时，2个像素占1个字节；
当biBitCount=8时，1个像素占1个字节；
当biBitCount=24时，1个像素占3个字节,按顺序分别为B,G,R；
Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是
4的倍数（即以long为单位），不足的以0填充，
biSizeImage = ((((bi.biWidth * bi.biBitCount) + 31) & ~31) / 8) * bi.biHeight;

以上内容网上大同小异，都是一样的。

根据以上信息，首先我在程序里面做了一个结构体，存放除显示数据外的所有东西。

" I- J# N% \8 C, w6 j0 {6 z) E

我不需要调色板，也就没用结构体了。

计算上面的数据，一共是62个8位数据，用来存放BMP的定义信息。

程序很简单，首先是U盘读取数据

ret = f_open(&fp, "246.bmp", FA_OPEN_ALWAYS | FA_WRITE | FA_READ);
$ g, A& a, X2 _

ret = f_read(&fp, readbuff, picsize, &unt); //读取文件头信息

然后提取前62个数据保存到上面说的结构体

Getpicture(readbuff);
. S- d- G8 V; }5 I# p

+ R- @' J V3 L, T

仿真确认数据正确性

然后是提取图片信息

0 M1 W- e5 z3 E2 _1 G) E

一个简单的嵌套逻辑。

最后是花了我将近一天的东西，数据显示对应

void Display_BMP_DOT(uint8_t bmp[64][16])" `$ k! `- C; V: M4 j
{& m3 g: ?& U: `( H& s& q* Q
unsigned char x,y,z,n,m;( P+ S- ]  z% Y; m1 q( y
uint8_t Oled_Draw_BMP_buff[128];5 p: J3 s* A/ g' k4 E
' U+ t/ J% r$ o  [( R5 b0 O

7 s$ v; Q5 M  P$ | for(m=0;m<64;m++)
2 X9 A! b; N4 w4 \2 v {8 H( g. x5 r4 x: ^/ L7 i, W
for(n=0;n<16;n++)
' q3 U, S& B( s% ?) z- W { . a& u  `* f& ?# G. v! B! q# }: j
z = 0x80;
4 F) ^$ m+ W# t# ?1 k( z7 V. R for(x=0;x<8;x++)
1 Z0 B' v; u  @% \  H! d" I3 c! g {
9 Q8 \) f9 S/ |) d$ e! r( s! h  { Oled_Dot(x+8*n-1,63-m,bmp[m][n]&(z>>x));
& g& U( ?1 d5 d5 O3 X }
) b+ _. s0 o0 E" D; x* i; P }
0 o2 L" [1 W7 V9 u  } }
6 ~  U! T2 x; s* s) [* h Display_Process(OLED_Display_Data);
" x0 Y: @! N& Z1 r