【RA4L1-SENSOR】电子相册

要实现电子相册功能，需要先实现多个外设驱动和软件模块，如下：

1、SD 卡驱动（SPI）
2、LCD 驱动（ ILI9341）
3、FAT 文件系统驱动（Fatfs）
4、BMP 文件解码

实现效果如下：

【SD 卡驱动】

SD 卡或者 TF 卡是生活里较为常见的存储卡，形状一般如下：

SD 卡可以通过 SDIO 接口读写，也可以通过 SPI 接口读写，读写 SD 卡的协议规范目前也已经更新到了 SD 9.0 版本，高版本支持更大容量和更快的速度，接口上也更新了对 PCIE 4.0 的支持

由于单片机资源有限，目前单片机普遍能支持到的 SD 卡协议为 2.0 SDHC 标准，支持最大 32GB 容量

RA4L1 虽然没有支持 SDIO 接口，但也可以通过 SPI 对 SD 卡进行读写

初始化阶段，先设置 SPI 时钟速率为 400Kbps，初始化完成可以调高到最高 25Mbps，时钟和极性如下模式3所示：

初始化配置如下：

设置 SPI 速率时，可以重新构造一个初始化配置结构体，再调用 R_SPI_Open(&g_spi0_ctrl, &g_spi0_20m_cfg); 打开 SPI 总线。

【点亮LCD屏】

前面几篇介绍了刷各种屏幕，OLED12864 SSD1306 单色屏，OLED SSD1327 4阶灰度屏，WS2812 全彩点阵屏，彩屏自然也离不开 LCD，接下去点亮 LCD ILI9341

ILI9341 控制器可以驱动最大 320x240 的 16 位深 LCD 屏，这里使用并口屏，8080 时序驱动，由于现成的屏适用于 Arduino UNO，在 RA4L1 开发板上并口并不是按顺序的，需要做一些修改，刷屏速度也会有所降低

引脚定义如下代码：

#define LCD_ILI9341_RD_H        GPIO_PIN_H(GPIO5,10)
    #define LCD_ILI9341_RD_L        GPIO_PIN_L(GPIO5,10)
    #define LCD_ILI9341_WR_H        GPIO_PIN_H(GPIO5,11)
    #define LCD_ILI9341_WR_L        GPIO_PIN_L(GPIO5,11)
    #define LCD_ILI9341_RS_H        GPIO_PIN_H(GPIO5,12)
    #define LCD_ILI9341_RS_L        GPIO_PIN_L(GPIO5,12)
    #define LCD_ILI9341_CS_H        GPIO_PIN_H(GPIO5,13)
    #define LCD_ILI9341_CS_L        GPIO_PIN_L(GPIO5,13)
    #define LCD_ILI9341_RST_H       GPIO_PIN_H(GPIO0,3)
    #define LCD_ILI9341_RST_L       GPIO_PIN_L(GPIO0,3)

    #define LCD_ILI9341_DATA(dat)   if((dat)&0x80)GPIO_PIN_H(GPIO1, 7);else GPIO_PIN_L(GPIO1, 7);\
                                    if((dat)&0x40)GPIO_PIN_H(GPIO4, 6);else GPIO_PIN_L(GPIO4, 6);\
                                    if((dat)&0x20)GPIO_PIN_H(GPIO4, 5);else GPIO_PIN_L(GPIO4, 5);\
                                    if((dat)&0x10)GPIO_PIN_H(GPIO4, 4);else GPIO_PIN_L(GPIO4, 4);\
                                    if((dat)&0x08)GPIO_PIN_H(GPIO4,14);else GPIO_PIN_L(GPIO4,14);\
                                    if((dat)&0x04)GPIO_PIN_H(GPIO4,15);else GPIO_PIN_L(GPIO4,15);\
                                    if((dat)&0x02)GPIO_PIN_H(GPIO6, 0);else GPIO_PIN_L(GPIO6, 0);\
                                    if((dat)&0x01)GPIO_PIN_H(GPIO6, 2);else GPIO_PIN_L(GPIO6, 2)

【Fatsf 文件系统】

FATFS 是嵌入式开发中常用的 FAT 文件系统，最新版本为：R0.15a，可以再官网 https://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html 下载，本次使用的就是这个最新版本，只需要改动 diskio 接口文件里的函数，使其能够通过 SPI 初始化，读写 SD 卡，获取 SD 卡状态即可。

【bmp 文件解码】

移植完 Fatfs 文件系统后，就可以对 SD 卡里的文件进行读写了，通常每个文件都有其特定的格式，需要用对应的解析方式，例如图片文件 bmp、png、jpg 都需要不同的解码算法，才能拿到真实的图像数据。

bmp 是相对简单的一种非压缩格式，包含信息头，位图信息头，调色板（非必须），之后就是图像数据了，解析信息头可以获取图像的 长、宽、位深等关键信息，以便将其正确显示在屏幕上

信息头如下：

//BMP头文件结构体
typedef struct
{
    u16 bfType;           // 文件标志.只对'BM' 0x424D ,用来识别BMP位图类型
    u32 bfSize;           // 文件大小，包括这14个字节
    u16 bfReserved1;      // 保留
    u16 bfReserved2;      // 保留
    u32 bfOffBits;        // 从文件开始到位图数据(bitmap data)开始之间的的偏移量，前三个部分的长度之和
}__attribute__((packed)) BITMAPFILEHEADER;      // 固定14个字节

//BMP信息头
typedef struct
{
    u32 biSize;           // 说明BITMAPINFOHEADER结构所需要的字数
    s32 biWidth;          // 说明图象的宽度，以象素为单位
    s32 biHeight;         // 说明图象的高度，以象素为单位
    u16 biPlanes;         // 为目标设备说明位面数，其值将总是被设为1
    u16 biBitCount;       // 说明比特数/象素，其值为1、4、8、16、24、或32
    u32 biCompression;    // 说明图象数据压缩的类型。其值可以是下述值之一：
                          // BI_RGB：没有压缩；
                          // BI_RLE8：每个象素8比特的RLE压缩编码，压缩格式由2字节组成(重复象素计数和颜色索引)；
                          // BI_RLE4：每个象素4比特的RLE压缩编码，压缩格式由2字节组成
                          // BI_BITFIELDS：每个象素的比特由指定的掩码决定。
    u32 biSizeImage;      // 说明图象的大小，以字节为单位。当用BI_RGB格式时，可设置为0
    s32 biXPelsPerMeter;  // 说明水平分辨率，用象素/米表示
    s32 biYPelsPerMeter;  // 说明垂直分辨率，用象素/米表示
    u32 biClrUsed;        // 说明位图实际使用的彩色表中的颜色索引数
    u32 biClrImportant;   //  说明对图象显示有重要影响的颜色索引的数目，如果是0，表示都重要。
}__attribute__((packed)) BITMAPINFOHEADER ;        // 固定40个字节，可能会有16字节掩码信息

这里使用 bmp 图像是 24 位，即 RGB888 格式，显示屏是 RGB565 格式，中间需要逐个像素进行 RGB888 到 RGB565 的转换

适配好这些过程后，就可以顺利将 SD 中的 bmp 文件显示到屏幕上，代码如下：

效果如视频所示，速度可以通过软硬件进一步优化，但在这里不再深入修改。