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第21章 emWin6.x的BMP图片显示
本章主要讲emWin支持的BMP图片显示，官方支持的主要有两种显示方法，一种是从外部存储器读取数据到内部存储器（比如内部SRAM，外部SRAM或者SDRAM）然后来显示图片，这种方式的显示速度要快些，另一种方法是直接从外部存储器读取数据并显示，这种方法的好处就是不需要大的内存空间，每读取一部分数据就显示一次，缺点就是显示速度比较慢。
学习本章节前，请务必学习第20章存储设备之基本函数。
21.1 初学者重要提示
21.2 BMP图片基础知识
21.3 BMP图片的API函数及其显示方法
21.4 实验例程说明（RTOS）
21.5 实验例程说明（裸机）
21.6 总结
21.1 初学者重要提示
1、 实际项目中强烈建议将BMP图片加载到emWin动态内存并解码到存储设备里面再显示，性能相当给力，测试V7开发板，H7 32位SDRAM，LTDC颜色格式配置为RGB565，刷新800*480分辨率图片可以达到8-11ms一帧，基本满足大部分嵌入式GUI项目。本章教程配套的例子就是采用这种方式。
2、 BMP图片显示的所有API函数在emWin手册中都有讲解，下图是中文版手册里面API函数的位置
下图是英文版手册里面API函数的位置：
3、 本章教程使用的外部存储器是SD卡，实际项目中使用任何其它类型的存储器都可以的，支不支持文件系统都没有关系，使用方法与本章教程一样，用户要做的就是把图片从外部存储器读出即可。
21.2 BMP图片基础知识
关于BMP图片格式方面的知识，推荐大家看wiki百科上面的介绍：
- https://en.wikipedia.org/wiki/BMP_file_format 讲解非常详细。
- 如果觉得英文版读起来比较吃力些，可以看wiki中文版，只是资料没有英文的详细：https://zh.wikipedia.org/wiki/BMP 。
- 更多BMP文件的知识可以google或者百度进行了解。
推荐初学者了解一下BMP文件的格式，如果没有了解也是没有任何关系的，直接调用emWin的API
函数就可以显示BMP图片了。BMP图片的优势就是无损的，真实反映图像效果，缺点是图片比较大。
21.3 BMP图片的API函数及其显示方法
当前emWin支持的API函数有如下11个：
从上面的表格中可以看出，emWin支持BMP文件显示主要有两种类型的函数，一类是以Ex结尾的函数，这种函数显示BMP图片是一边从外部存储器加载数据一边显示，显示速度相对较慢，适用于内存较小的场合。另一类是不以Ex结尾的函数，这种函数直接从指定的地址读取数据进行显示（注意，这里的地址需是总线式地址，比如外部SDRAM，外部SRAM，内部Flash和内部SRAM都可以），显示速度相对较快。
本章教程会对这两种方式都进行说明：
- int GUI_BMP_Draw(const void * pFileData, int x0, int y0)
此函数直接从地址pFileData读取BMP文件数据，将图片显示到用户设置的位置（x0, y0）。
- int GUI_BMP_DrawEx(GUI_GET_DATA_FUNC * pfGetData, void * p, int x0, int y0)
此函数通过其回调函数pfGetData实现边读取图片数据边显示的功能，将图片显示到用户设置的位置(x0, y0)。
21.3.1 绘制已经加载到存储器的BMP图片
绘制加载到存储器的BMP图片主要是通过函数GUI_BMP_Draw来实现，下面我们分3步来说明如何将SD卡中的BMP图片显示到LCD上面。
- 第1步：将BMP图片复制到SD卡的根目录下，然后通过emWin的动态内存管理函数申请动态内存并将BMP文件加载进来, 这里我们用的是外部SDRAM做emWin的动态内存。
char *_acBuffer;
GUI_HMEM hMem;
/* 打开文件 */
result = f_open(&file, sFilename, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ | FA_OPEN_ALWAYS);
if (result != FR_OK)
{
return 0;
}
/* 申请一块内存空间 并且将其清零 */
hMem = GUI_ALLOC_AllocZero(file.obj.objsize);
/* 将申请到内存的句柄转换成指针类型 */
_acBuffer = GUI_ALLOC_h2p(hMem);
/* 读取文件到动态内存 */
result = f_read(&file, _acBuffer, file.obj.objsize, &bw);
if (result != FR_OK)
{
return 0;
}- 第2步：将加载到emWin动态内存的BMP图片绘制到内存设备里面，关于内存设备，我们在上个章节已经专门讲解了。绘制到内存设备后，再调用内存设备的API函数绘制此BMP图片，此时的绘制速度将大大加快。然后结合第1步，完整的代码如下：
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: _ShowBMP2
* 功能说明: 显示BMP图片
* 形 参: sFilename 要读取的文件名
* x 要显示的x轴坐标位置
* y 要显示的y轴坐标位置
* 返 回 值: 返回绘制了BMP图片的内存设备句柄。
*********************************************************************************************************
*/
GUI_HMEM _ShowBMP2(const char *sFilename, int x, int y)
{
char *_acBuffer;
int XSize, YSize;
GUI_HMEM hMem;
GUI_MEMDEV_Handle hMemBMP;
/* 打开文件 */
result = f_open(&file, sFilename, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ | FA_OPEN_ALWAYS);
if (result != FR_OK)
{
return 0;
}
/* 申请一块内存空间 并且将其清零 */
hMem = GUI_ALLOC_AllocZero(file.obj.objsize);
/* 将申请到内存的句柄转换成指针类型 */
_acBuffer = GUI_ALLOC_h2p(hMem);
/* 读取文件到动态内存 */
result = f_read(&file, _acBuffer, file.obj.objsize, &bw);
if (result != FR_OK)
{
return 0;
}
XSize = GUI_BMP_GetXSize(_acBuffer);
YSize = GUI_BMP_GetYSize(_acBuffer);
/* 创建内存设备，并将BMP图片绘制到此内存设备里面，此内存设备要在主程序中用到
所以退出此函数前，不要释放。
*/
hMemBMP = GUI_MEMDEV_CreateEx(0, 0, XSize, YSize, GUI_MEMDEV_HASTRANS);
GUI_MEMDEV_Select(hMemBMP);
GUI_BMP_Draw(_acBuffer, 0, 0);
GUI_MEMDEV_Select(0);
/* 释放动态内存hMem */
GUI_ALLOC_Free(hMem);
/* 关闭文件 */
f_close(&file);
return hMemBMP;
}- 第3步：通过函数GUI_MEMDEV_WriteAt绘制内存设备中的图片，比如我们要绘制的图片1.bmp文件已经存储到了SD卡根目录下，显示方法如下：
GUI_MEMDEV_Handle hMemBMP;
/* 加载BMP图片到内存设备 */
hMemBMP = _ShowBMP2("1.bmp", 0, 0);
/* 用到BMP图片的时候，调用此函数即可 */
GUI_MEMDEV_WriteAt(hMemBMP, 0, 0);通过上面三步就完成了BMP图片的绘制操作，这种方式绘制BMP图片速度非常快，后面有用到此BMP图片的地方调用函数GUI_MEMDEV_WriteAt即可。实际显示效果参看本章节配套的实验例程说明。
21.3.2 绘制无需加载到存储器的BMP图片
绘制无需加载到存储器的BMP图片主要是通过函数GUI_BMP_DrawEx来实现，这种方式的优点是需要的内存小，但是显示速度很慢，用于STM32H7系列不实用，实际项目中不推荐，用户知道怎么使用即可。下面我们分2步来说明如何将SD卡中的BMP图片显示到LCD上面。
- 第1步：将BMP图片复制到SD卡的根目录下，然后直接调用函数GUI_BMP_DrawEx就可以显示。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: _GetData
* 功能说明: 被函数GUI_BMP_DrawEx调用
* 形 参：p FIL类型数据
* NumBytesReq 请求读取的字节数
* ppData 数据指针
* Off 如果Off = 1，那么将重新从起始位置读取
* 返 回 值: 返回读取的字节数
*********************************************************************************************************
*/
int _GetData(void * p, const U8 ** ppData, unsigned NumBytesReq, U32 Off)
{
static int FileAddress = 0;
UINT NumBytesRead;
FIL *PicFile;
PicFile = (FIL *)p;
/*
* 检测缓存大小
*/
if (NumBytesReq > sizeof(acBuffer)) {
NumBytesReq = sizeof(acBuffer);
}
/*
* 设置读取位置
*/
if(Off == 1) FileAddress = 0;
else FileAddress = Off;
result =f_lseek(PicFile, FileAddress);
/*
* 读取数据到缓存
*/
result = f_read(PicFile, acBuffer, NumBytesReq, &NumBytesRead);
/*
* 让指针ppData指向读取的数据
*/
*ppData = (const U8 *)acBuffer;
/*
* 返回读取的字节数
*/
return NumBytesRead;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: _ShowBMP1
* 功能说明: 显示BMP图片
* 形 参: sFilename 要读取的文件名
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void _ShowBMP1(const char *sFilename)
{
/* 打开文件 */
result = f_open(&file, sFilename, FA_OPEN_EXISTING | FA_READ | FA_OPEN_ALWAYS);
if (result != FR_OK)
{
return;
}
/* 绘制BMP图片 */
GUI_BMP_DrawEx(_GetData, &file, 0, 0);
/* 关闭文件 */
f_close(&file);
}- 第2步：用户要显示指定的文件1.bmp，调用函数_ShowBMP1("1.bmp")即可显示。
通过上面2步就完成了BMP图片的绘制操作，这种方式绘制BMP图片速度比较慢，项目应用中不推荐这种方式。实际显示效果参看本章节配套的实验例程说明。
21.4 实验例程说明（RTOS）
配套例子：
V7-522_emWin6.x实验_BMP图片显示(RTOS)
实验目的：
- 学习emWin的BMP图片显示。
- emWin功能的实现在MainTask.c文件里面。
实验注意：
- 本实验主要学习emWin的BMP图片显示功能，实验所需的图片文件1.bmp已经存储到本工程的Doc文件夹下，使用此例子前，请务必将此文件存储到SD卡根目录中，并将SD卡插到开发板上面。
实验内容：
1、K1按键按下，串口或者RTT打印任务执行情况（串口波特率115200，数据位8，奇偶校验位无，停止位1）。
2、(1) 凡是用到printf函数的全部通过函数App_Printf实现。
(2) App_Printf函数做了信号量的互斥操作，解决资源共享问题。
3、默认上电是通过串口打印信息，如果使用RTT打印信息：
MDK AC5，MDK AC6或IAR通过使能bsp.h文件中的宏定义为1即可
#define Enable_RTTViewer 1
4、各个任务实现的功能如下：
App Task Start 任务 ：启动任务，这里用作BSP驱动包处理。
App Task MspPro任务 ：消息处理，这里用作LED闪烁。
App Task UserIF 任务 ：按键消息处理。
App Task COM 任务 ：暂未使用。
App Task GUI 任务 ：GUI任务。
μCOS-III任务调试信息（按K1按键，串口打印）：
RTT 打印信息方式：
程序设计：
任务栈大小分配：
μCOS-III任务栈大小在app_cfg.h文件中配置：
#define APP_CFG_TASK_START_STK_SIZE 512u
#define APP_CFG_TASK_MsgPro_STK_SIZE 2048u
#define APP_CFG_TASK_COM_STK_SIZE 512u
#define APP_CFG_TASK_USER_IF_STK_SIZE 512u
#define APP_CFG_TASK_GUI_STK_SIZE 2048u
任务栈大小的单位是4字节，那么每个任务的栈大小如下：
App Task Start 任务 ：2048字节。
App Task MspPro任务 ：8192字节。
App Task UserIF 任务 ：2048字节。
App Task COM 任务 ：2048字节。
App Task GUI 任务 ：8192字节。
系统栈大小分配：
μCOS-III的系统栈大小在os_cfg_app.h文件中配置：
#define OS_CFG_ISR_STK_SIZE 512u
系统栈大小的单位是4字节，那么这里就是配置系统栈大小为2KB
emWin动态内存配置：
GUIConf.c文件中的配置如下：
代码语言：javascript复制#define EX_SRAM 1/*1 used extern sram, 0 used internal sram */
#if EX_SRAM
#define GUI_NUMBYTES (1024*1024*24)
#else
#define GUI_NUMBYTES (100*1024)
#endif通过宏定义来配置使用内部SRAM还是外部的SDRAM做为emWin的动态内存，当配置：
#define EX_SRAM 1 表示使用外部SDRAM作为emWin动态内存，大小24MB。
#define EX_SRAM 0 表示使用内部SRAM作为emWin动态内存，大小100KB。
默认情况下，本教程配套的所有emWin例子都是用外部SDRAM作为emWin动态内存。
emWin界面显示效果：
800*480分辨率界面效果。
21.5 实验例程说明（裸机）
配套例子：
V7-521_emWin6.x实验_BMP图片显示(裸机)
实验目的：
- 学习emWin的BMP图片显示。
- emWin功能的实现在MainTask.c文件里面。
实验注意：
- 本实验主要学习emWin的BMP图片显示功能，实验所需的图片文件1.bmp已经存储到本工程的Doc文件夹下，使用此例子前，请务必将此文件存储到SD卡根目录中，并将SD卡插到开发板上面。
emWin界面显示效果：
800*480分辨率界面效果。
emWin动态内存配置：
GUIConf.c文件中的配置如下：
代码语言：javascript复制#define EX_SRAM 1/*1 used extern sram, 0 used internal sram */
#if EX_SRAM
#define GUI_NUMBYTES (1024*1024*24)
#else
#define GUI_NUMBYTES (100*1024)
#endif通过宏定义来配置使用内部SRAM还是外部的SDRAM做为emWin的动态内存，当配置：
#define EX_SRAM 1 表示使用外部SDRAM作为emWin动态内存，大小24MB。
#define EX_SRAM 0 表示使用内部SRAM作为emWin动态内存，大小100KB。
默认情况下，本教程配套的所有emWin例子都是用外部SDRAM作为emWin动态内存。
21.6 总结
总的来说，STM32H7 32位SDRAM绘制BMP图片的性能已经比较给力，实际项目中推荐将BMP图片加载到emWin动态内存，然后绘制到内存设备中，再通过内存设备函数显示此BMP图片的速度非常快，推荐项目中使用。
