【AN5182】基于Adafruit TFT Shield与STM8 Nucleo-64板的图片查看器

天南地北客

NUCLEO-8S208RB（基于STM8S208RBT6）和NUCLEO-8L152R8（基于STM8L152R8T6）开发板可用于评估所有STM8S系列和STM8L系列微控制器的主要特性。

本应用笔记简要介绍了如何将Adafruit 1.8”TFT shield与STM8 Nucleo-64开发板配合使用。

一旦微控制器（本例中为STM8S208RBT6或STM8L152R8T6）通过连接到主机PC的USB电缆上电，就可以检查Adafruit 1.8“TFT的可用性。 检查后，将显示一个菜单，使用操纵杆选择图像滚动模式（手动或自动）。 这样，保存在microSD卡根目录中的所有.bmp图像都以所需模式显示。

1    演示入门

1.1    硬件要求

启动演示应用程序需要的硬件：

•    STM8 Nucleo-64开发板（NUCLEO-8S208RB或NUCLEO-8L152R8）

•    Adafruit 1.8“TFT Shield，带操纵杆和micro SD（参考编号：802）

•    一根USB A转Micro-B电缆，通过USB ST-LINK（USB连接器CN6）为开发板供电

•    标准容量SD卡（SDSC），容量高达32 GB。

1.1.1     STM8 Nucleo-64开发板

STM8 Nucleo-64板是一种低成本且易于使用的开发套件，有助于快速评估和入门使用STM8S系列和STM8L系列微控制器一些开发。

在安装和使用产品之前，请接受www.st.com/epla上提供的评估产品许可协议。

有关STM8 Nucleo-64开发板的更多信息，请访问www.st.com/stm8nucleo。

图1.   NUCLEO-8S208RB开发板

图2.   NUCLEO-8L152R8开发板

1.1.2   Adafruit TFT shield

STM8 Nucleo-64开发板支持Arduino连接。

这款Adafruit 1.8“TFT shield可在Adafruit网站（参考ID 802）上找到，具有以下功能：

•  一个1.8英寸TFT显示屏，128x160色像素

•  一个microSD卡接口插槽

•  一个5向操纵杆导航开关（左、右、上、下、选择）。

图3  Adafruit 1.8 TFT sheild

1.2    硬件配置

除了收集所需的硬件之外，在开始使用Adafruit 1.8“TFT shield与STM8 Nucleo-64开发板之前必须遵循一些建议。本节介绍了推荐的开发板配置以及如何组装Adafruit shield。

1.2.1  STM8 Nucleo-64开发板配置

对于NUCLEO-8S208RB开发板，检查跳线的位置如下：

•   JP1 OFF

•   JP2（PWR） 位于（1-2）

•   JP3（IDD）位于（1-2）或（2-3）

对于NUCLEO-8L152R8板，检查跳线的位置如下：

•   JP1 OFF

•   JP2（PWR） 位于（1-2）

•   JP3（IDD）位于ON。

1.2.2    组装Adafruit shield

Adafruit TFT shield配有所有表面贴装零件。用户可以按照以下步骤安装插头：

1.  将分离式插头条切割成多个部分。为了适应Shield的孔，需要两个6个引脚和两个8个引脚的部分。

2.  要对齐插头进行焊接，请将它们（长引脚向下）插入STM8 Nucleo-64开发板的接头中，分别标识为连接器CN5、CN6、CN8和CN9。

3.  将Shiled放在插头上，使短针穿过孔。

4.  将插头的每个引脚焊接到shield的PCB上，以确保良好的电气接触。

步骤如下图所示：

图4.  组装Adafruit 1.8 TFT shield

2    示例固件包

2.1    示例存储库

示例源码位于STM8S和STM8L开发板固件包的projects文件夹中。源码分为四组，描述如下：

•    Media：包含BMP_128x160图像文件

•    Inc：包含示例头文件

•    Src：包含示例源文件

•    项目设置：包含项目设置的每个工具链的文件夹。

2.2   Nucleo开发板驱动程序

对于每个开发板，stm8s_nucleo.c / .h文件（NUCLEO-8S208RB开发板）和stm8l_nucleo.c / .h文件（NUCLEO-8L152R8开发板）中都有一组按钮、LED和操纵杆驱动程序，实现板卡功能和总线链接机制。

2.2.1    操纵杆

shield上的5向操纵杆基于电阻技巧，允许所有开关共用一个模拟引脚。操纵杆控制器的每次移动都连接不同的电阻器，从而产生不同的电压读数。

ADC外设分别在stm8s_nucleo.c / .h驱动程序或stm8l_nucleo.c / .h驱动程序中配置，通过模拟I / O引脚3获得模拟电压值。

BSP_JOY_GetState()函数读取模拟引脚并将结果与​​五个不同的范围进行比较以确定摇杆移动的方向（左、右、上、下、选择）。

2.2.2    LCD

Adafruit 1.8 TFT shield上的LCD使用4线SPI与STM8S系列或STM8L系列器件（数字I / O引脚13、11、10和8）并具有自己的像素可寻址帧缓冲器来显示文字、形状、线条、像素等。

SPI外设在stm8s_nucleo.c / .h驱动程序或stm8l_nucleo.c / .h驱动程序中分别为每个板配置。每个驱动程序还包含SPI总线链接机制和IO操作。

LCD由专用BSP LCD驱动程序stm8_adafruit_lcd.c / .h控制，以通用方式导出其过程所需的LCD IO操作。

2.2.3   MicroSD

Adafruit 1.8 TFT shield上的microSD插槽使用4线SPI与STM8S系列或STM8L系列芯片（数字I / O引脚13、12、11和4）通信。

SPI外设分别在stm8s_nucleo.c / .h驱动程序或stm8l_nucleo.c / .h驱动程序中配置。该驱动程序还包含SPI总线链接机制和IO操作。

microSD由专用的BSP SD驱动程序stm8_adafruit_usd.c / .h控制，该驱动程序以通用方式导出过程所需的SD IO操作。

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3    示例功能描述

本示例显示如何使用STM8S / L系列固件包与STM8 Nucelo-64开发板以及Adafruit 1.8英寸TFT shield，从使用FatFS文件系统的一个micro SD卡中显示一张128x160像素全彩色位图图片。

示例开始时，用户需要将FW软件包的“\ Media”文件夹提供的128x160像素位图图片，复制到FAT格式的microSD卡的根目录，然后插入micrSD卡到Adafruit shield电路板的microSD卡槽。

请注意，microSD卡可以支持最高4 GB的存储容量（SDSC）和位图图像必须具有下表中详述的属性。

表2.  位图图像属性

尺寸	128 x 160
宽度	128像素
高度	160像素
位深度	16
项目类型	BMP文件
名称	不得超过11个字符（包括bmp扩展名）

一旦启动，该应用程序将检查STM8 Nucleo-64开发板的Adafruit 1.8 TFT shield的可用性。这是通过读取IO PB.02引脚的状态（映射到Shield上可用的操纵杆）来完成的。如果PB.02的状态为高电平，则认为shield可用。

如果没有Adafruit 1.8“TFT shield，则用户指示灯会以等于~1 Hz的频率切换。再次按下用户按钮，USER_LED可以使用等于~5 Hz的第二个频率进行切换。第三次按下，将USER_LED切换频率更改为~10 Hz。所描述的过程在无限循环中完成。

如果Adafruit 1.8“TFT shield可用，则点亮USER_LED，因为它与LCD和microSD通信共享相同的引脚SPI CLK信号。

Adafruit 1.8“TFT上显示一个菜单，描述了演示应用程序，如下图所示：

图5.  演示应用程序菜单

用户需要遵循以下步骤：

1.    向下按操纵杆继续显示菜单（见下图）

图6.  读取Adafruit shield操纵杆

2.    使用操纵杆按钮选择一种可用的显示模式（手动或自动）：

   - 自动模式：通过向下按操纵杆选择。

    microSD卡上可用的位图图像按顺序显示在永久循环中。

    - 手动模式：通过按操纵杆上（UP）选择。

    显示microSD卡上可用的位图图像， 通过按操纵杆RIGHT显示下一个图像，或操纵杆LEFT显示前一张图像。

    长按（~1秒）进入操纵杆SEL，将显示模式从手动切换到自动。

请注意，应用程序访问microSD卡以加载位图图像时，可能会出现的一些错误（请参见下图）

•     如果microSD卡未进行FAT格式化，则TFT上会显示一条消息。

在这种情况下，请格式化microSD卡，并将Bmp文件放在FW包中的\ Media文件夹的根目录。

•     如果microSD卡的内容不是位图文件，则会在TFT上显示一条消息提示该文件不受支持。

用户必须确保microSD卡根目录下可用的文件符合描述的位图属性。

图7.   演示应用程序错误消息

下图显示了应用程序运行的示例。

图8.   在STM8 Nucleo-64开发板上运行的应用程序示例

3.1    编程固件应用程序

使用示例对STM8 Nucleo-64板进行编程，操作如下：

•    安装推荐的集成开发环境（IDE）。

•    安装ST网站上提供的ST-LINK / V2.1驱动程序。

•    选择一个支持的工具链（IAR/ STVD-COSMIC）并按照以下步骤操作：

    1.  打开应用程序文件夹：Project \ Image_Viewer

    2.  选择所需的IDE项目（IAR的EWARM，STVD-COSMIC）

    3.  双击项目文件（例如Project.eww for EWARM）

   4.  重建所有文件：转到Project并选择Rebuild all

   5.  加载项目图像：转到Project并选择Debug

   6.  运行程序：转到Debug并选择Go。

演示软件以及允许用户探索STM8例微控制器功能的其他软件示例可在ST网站www.st.com/stm8上获得。

4    常见问题

1.     如何使用此应用程序显示用户自己的图像？

通过使用任何图像编辑工具并将图像裁剪为不大于160像素高和128像素宽。图像必须保存为16位彩色BMP格式文件。

2.     可以显示更多位图文件吗？

是的。可以显示更多图片。用户必须复制这些图像到microSD的根目录下，并将MAX_BMP_FILES常量的define值修改为所需的文件数。

必须通过定义可以同时打开的文件数来微调_FS_LOCK值。这是在FatFs配置文件的“ffconf.h”下完成的。

3.    位图文件可以放在microSD的根目录下吗？

如果位图文件存储在根目录以外的文件夹中，则无法通过演示应用程序访问它们。 LCD上显示“文件类型不支持”错误消息。为了正常工作，用户必须在fatfs_storage.c文件中的f_open()和f_opendir()下添加新的目录路径。

5    修订记录

表3.  文档修订历史记录

日期	版本	变更内容
2018年6月29日	1	首次发布。