【立创开发板】基于梁山派的小说阅读器、电子书阅读器设计

一、项目名称

基于梁山派的小说阅读器、电子书阅读器设计

二、项目目标

100%开源、节约成本

源代码、PCB(这部分很菜，可以忽略)、设计思想、算法思路......等全部开源，当然由于本人大二刚开始，模电数电并未学多少，有关PCB硬件的部分必定不如我软件方面，还请见谅！！！

有关核心代码部分例如：从TF卡中读取字库的点阵信息、以及GB2312编码和ASCII的处理部分、汉字在LCD屏上的显示的自动换行、LCD屏居中显示的 代码，处理文件目录且无数量限制的算法等，我尽量提高其可移植性，即：在之后的其它项目中也可以用到，从而避免代码仅适用于梁山派的局限性。

三、项目初心

首先，有关使用STM32或者GD32做一个小说阅读器，网上的资料非常有限，就算有也是ESP32居多，而且在B站上的有关STM32的小说阅读器项目仅是资料竟然售卖20元，所以我打算做一个100%开源的基于【立创开发板】梁山派的小说阅读器项目，并希望其中有关字库操作、LCD的自动换行、居中显示、无限目录、读取TXT文件等核心代码能够给同学们提供一些帮助！！！

其次，感谢【立创开发板】的项目支持！！！

最后，“愿普天之下所有资料都开源”！！！！！

四、功能介绍

①配置SDIO和FATFS文件系统，通过文件系统读取字库的点阵信息并将要显示的汉字、字符显示在LCD屏上。

②SD卡已用，未用容量以UI界面的形式显示出来(LCD接口函数绘制)，会根据SD卡容量自动切换单位

②阅读小说，即TXT文件，可以通过按键进行上下翻页，且不出现任何乱码。

③之前【立创梁山派游戏机】的代码中扫描的nes目录最大只有100个；我做的是扫描无限目录，并且在不会内存泄漏的情况下，实现没有数量限制的小说目录读取——立创梁山派游戏机的代码可以据此进行优化。

④支持插入书签，并将书签以BIN文件的形式保存在TF卡中，实现书签的掉电不丢失，存在书签的情况下，进入小说自动跳转值书签页，否则跳转至初始页。

⑤LCD屏幕亮度调节通过按键调节，长按一键至最亮、最暗。

⑥字体切换，在设置界面进行切换字体，【仿宋】、【黑体】、【楷体】、【华文行楷】、【宋体】、【新宋体】、【隶书】等，准备了这些常见的，着具有可扩展性，可以根据需求进行扩增。

⑦针对图片Logo，我使用的是立创梁山派游戏机的Logo，但使用方式大有不同——梁山派游戏机的Logo是通过取模存放在单片机的Flash内部的，这样每次烧录代码都要好长一段时间，这很不方便，于是我通过在单片机上运行代码，将图片取模的数据通过文件系统，制作成BIN文件保存在TF中，这样可以大大节约烧录时间。

⑧串口同步打印操作信息。

五、技能掌握

①我学到了什么：

首先，通过这个小说阅读器项目，我对文件系统的使用变得更加的得心应手，对于多级菜单的编写的能力也进一步提高，针对GB2312编码与ASCII编码的处理也更加熟练，之后若是再遇到要在LCD屏幕上显示汉字的部分，就可以通过文件系统轻松解决；有关与C语言部分得到了前所未有的进步，例如：代码中有较多指针的使用、结构体数组、结构体，以及动态内存的申请与释放，C语言的这类部分之前用的都非常少，但在次项目中有了不少的运用，然我体会到这些数据类型的方便。

其次，PWM调节LCD屏亮度；状态机检测按键，并进行长按短按的识别；通过CubeMx配置文件系统；结合文件系统与字库，实现从TF内读取字库点阵信息；通过文件系统读取TXT文本，并显示在LCD屏幕上；文件目录的无限扫描；

②不足：

对于PCB设计部分，有不少的遗憾，我目前的情况是：我的硬件设计能力支撑不起我的软件设计能力，这就导致我原本想加的一些功能，因为硬件能力的不足，而不得不裁剪掉；所以希望在之后的时间里，我能够好好弥补硬件的能力。

六、碰到的问题与解决方法

①有关使用STM32CubeMx配置SDIO，自动生成的代码导致TF卡初始化失败的问题

解决方法：SDIO初始化要以一位数据线初始化，而CubeMx生成的代码是以四位数据线初始化的，这好像是CubeMx的BUG。

这里我封装了一个SDIO初始化修复函数，以一位数据线对SDIO初始化，最后再将数据线修改为四位，来解决这个问题。

②有关字库编码的选择与处理，如何显示通过使用字库显示汉字？

字库我制作了三种大小的字库：16*16，24*24，32*32

一个16*16汉字=16*16/8=32Byte

一个24*124汉字=24*24/8=72Byte

一个32*32汉字=32*32/8=128Byte

字体我制作了【仿宋】、【黑体】、【楷体】、【华文行楷】、【宋体】、【新宋体】、【隶书】共7种字体

网址：GB2312 编码表 - 锤子在线工具 (toolhelper.cn)

网站：ASCII码 - 基本ASCII码和扩展ASCII码,中文最全ASCII码对照表0~255 (asciim.cn)

这里我选用的是GB2312编码格，这里要先了解一下GB2312编码格式，GB2312编码是一种汉字编码，GB2312字库内无论是汉字还是英文都占两个字节，第一字节范围[0xA1,0xF7]，第二字节范围[0xA0,0xFF]。

小说的或是TXT文件一定要是GB2312编码格式，否则会出现乱码，这部分可以用编码格式转换工具进行操作

③如何实现中英文混合显示？

屏幕厂商提供的屏幕驱动代码大多是中英文区分显示的，不能通过一个函数同时显示中英文，这导致使用起来非常的不方便。我想实现的是像printf("你好世界Hello")打印在电脑上那样，显示在LCD屏上。在那之前我们要先分析一下"你好世界Hello"这个字符串，该字符串中有：有四个汉字，六个英文。在代码中，汉字是GB2312编码格式，而英文是ASCII码格式。汉字可以根据代码本身的编码进行寻址，英文字母则需要转换成GB2312编码中对应的英文字符编码，ASCII的32到126编码字符与GB2312的0xA30xA0到0xA30xFE对应，所以可以据此得出偏移计算公式addr=((0xa3-0xa1)*94+(uint8_t)*gbk+128-0xa1)*Font.ByteSize;(Font.ByteSize为一个GB2312编码字符的字节大小，16号字体占32字节，24号字体占72字节，32号字体占128字节，*gbk为英文字符对应的ASCII编码),最后将点阵信息通过文件系统读到缓存中，并借用LCD的底层显示函数，显示到屏幕上。

④由于TXT文件内混有GB2312编码的中文和ASCII的英文，该如何处理，从而避免乱码？

设计思想：由于我们无法预估文件系统读取到什么地方，刚好是一个完整字符；如果每次都以固定的字节数进行读取，倘若刚好读了一个汉字的第一个字节，却刚好满足了字节数，则会导致汉字编码被截断，导致之后的部分会出现乱码。我的思想是：屏幕大小是固定的，屏幕四周有弧度部分，所以我使用部分来显示字符，13*15=195个字符，即：每次显示195个字符，假设读取的195个字符全是GB2312编码的汉字，则最多也就390个字节，这里不可避免的会出现一些占字节，却是不可显示的字符，如换行符：CR+LF(占两个字节)，而我们需要略过这些不可显示字符，所以这里为了保险起见，往后读500个字节，每显示完一个字符，都进行加一，同时根据是GB2312编码还是ASCIII编码统计字节数，将统计的字节数进行返回并进行累加，把累加后的结果当作是下一次读取的起始字节。以上是针对向后读取的，而针对先前读取的方法与之类似，从当前位置，向前读取500个字节，并进行统计，统计到刚好有195个字符时返回字节数，当前位置向前偏移返回的字节数，然后从偏移后的位置，向前位置向后读取返回的字节数，并显示在LCD屏上，不过这里要特别注意，若当时的字节数到文件起始位置不足500字节时，要将位置偏移文件的起始位置。

⑤如何实现小说插入书签的功能？

一开始，我是打算使用AT24C或W25Q的，但这类存储芯片的容量都比较小，而且若将电子书和书签分开，非常不便于管理，于是我就继续使用文件系统进行创建BIN文件来保存书签；一个书签为八个字节，四个用于存储页码，四个用于存储字节的偏移位置。针对书签的设计思想，当进入某部小说并阅读时，先检测是否有书签，若存在书签则跳转至书签页并且页码会变成红色，但若没有书签，则跳转至小说的起始页。当想插入书签时，通过长按确认键进行书签插入，插入成功后，页码变为红色。

⑥如何实现字体切换？

通过结构体定义字库，结构体内存放字体大小、字库存放位置、一个字符的所占字节大小等重要信息，修改字体即：重新对字库信息进行初始化，也就是修改字库的位置信息。

六、项目声明

本项目开源的内容更多的是在软件方面！

该项目的代码你可以移植到自己的项目中使用，若在自己的项目中造成任何后果，本人概不负责！！！