硬件课程设计报告
--课题：简易电子书
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指导老师
课设评价： 课设成绩：
目录
1. 概述 ............................................................................................................................ 4
1.1 课程设计的核心任务 ........................................................................................... 4 1.2 课程设计的工作进程 ........................................................................................... 4 2. 需求分析 ..................................................................................................................... 4
2.1 功能分析 ............................................................................................................ 4 2.2 可行性分析 ......................................................................................................... 5
2.2.1 技术可行性分析 ........................................................................................ 5 2.2.2 经济可行性 ............................................................................................... 5
3. 概要设计 ..................................................................................................................... 6
3.1 对MSP430F149单片机的使用 ............................................................................. 6 3.2 SD卡及FAT32文件系统的读写 ........................................................................... 6 3.3 菜单显示 ............................................................................................................ 6 3.4 电子书显示 ......................................................................................................... 6 3.5 音乐播放功能 ..................................................................................................... 7 3.6 游戏功能 ............................................................................................................ 7 4. 详细设计 ..................................................................................................................... 7
4.1 SD卡及其结构..................................................................................................... 7 4.2 12864液晶屏结构及用法.................................................................................... 12
4.2.1 12864液晶屏的硬件结构 .......................................................................... 12 4.2.2 12864内部的数据缓存.............................................................................. 12 4.2.3 12864液晶屏的指令 ................................................................................. 14 4.2.4 12864液晶屏驱动函数.............................................................................. 14 4.3 FAT32文件系统 ................................................................................................. 15
4.3.1 FAT32文件系统结构简介 ......................................................................... 15
4.3.2 FAT32文件系统驱动函数 ......................................................................... 16 4.4 VS1003音频解码芯片 ............................................................ 错误！未定义书签。 4.5 整机结构 .......................................................................................................... 18
4.5.1 MSP430开发板与12864液晶屏的连接 ..................................................... 18
4.5.2 MSP430开发板与SD卡的连接 ................................................................ 19 4.5.3 MSP430开发板与VS1003芯片的连接 .......................... 错误！未定义书签。 4.6 菜单功能 .............................................................................. 错误！未定义书签。 4.7 电子书显示功能 .................................................................... 错误！未定义书签。
4.7.1 实现显示功能的基本函数 ............................................ 错误！未定义书签。 4.7.2 向下翻页功能 .............................................................. 错误！未定义书签。
4.7.3 向上翻页功能 .............................................................. 错误！未定义书签。
2
4.7.4 显示阅读时间 .............................................................. 错误！未定义书签。 4.7.5 按百分比跳转 .............................................................. 错误！未定义书签。 4.7.6 书签功能的实现 .......................................................... 错误！未定义书签。 4.7.7 英文单词的人性化显示 ................................................ 错误！未定义书签。 4.8 音乐播放功能 ....................................................................... 错误！未定义书签。 4.9 俄罗斯方块游戏功能 ......................................................................................... 20 4.10 按键检测......................................................................................................... 23 5. 系统测试 ................................................................................................................... 23
5.1 菜单功能的测试 .................................................................... 错误！未定义书签。
5.2 电子书阅读功能测试 ............................................................. 错误！未定义书签。 5.3 音乐播放功能测试 ................................................................ 错误！未定义书签。 5.4 游戏功能的测试 ................................................................................................ 23 6. 心得体会 ................................................................................................................... 24 7. 参考文献 ................................................................................................................... 24
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1. 概述
1.1 课程设计的核心任务
随着嵌入式技术的飞速发展，各种电子产品出现了小型化，智能化，多功能化方向发展的趋势。在这种趋势下，许多小型电子产品层出不穷，并且逐渐开始替代传统的生活用品，并走近我们的生活。电子书阅读器的出现就再图书信息的承载和阅读方式上有了很大的革新。本项目的目的就是制作一个电子阅读器，可以让人们方便的进行随身阅读。同时在阅读疲劳时还可以利用其中的mp3播放器和内置的游戏进行放松娱乐。
1.2 课程设计的工作进程
本课设由段经璞，赵冰洁，张琢三人组队共同完成。大家相互之间进行分工合作，以取得快速的工作进展和优秀的最后结果。
2. 需求分析
2.1 功能分析
电子书，最出名的代表应该是亚马逊公司的kindle电子书阅读器。Kindle使用电子墨水屏幕，可以提供接近纸质书的阅读体验。同时还可以进行音乐播放，以及无线上网等功能。并且kindle通过和亚马逊的网上书店整合，可以实现图书的快速查找，购买以及阅读。而现在，单纯的电子书几乎不存在，电子书的功能几乎都被整合在了各式各样掌上终端中。这样的掌上终端在进行电子书阅读的同时，可以播放音乐，无线浏览网页以及进行游戏。因此单纯的电子书可以说是完全没有市场的，它必须被整合其他的功能才能实现良好的效果。 通过以上的分析可以发现，电子书阅读器必须与其他功能进行整合才能被推入市场。当然，在整合其他功能的同时，我们更要把电子书阅读的功能完善好。根据分析，我们决定在课设中实现电子书，音乐播放以及俄罗斯方块游戏的功能。 电子书阅读部分，我们决定实现以下功能： 1. SD卡及FAT32文件系统的读写 2.长/短文件名的显示 3.电子书的显示
4.按阅读进度百分比直接跳转 5.阅读时间显示
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6.书签功能
7.英文单词的人性化显示
在音乐播放部分，我们决定实现以下功能： 1.歌曲名称的显示 2.歌曲音量的调节
3.歌曲的前进，后退，快进，快退及暂停的功能。
2.2 可行性分析 2.2.1 技术可行性分析
在电子书阅读部分，我们组使用msp430f149芯片作为主控芯片。使用SD卡作为存储设备。因为msp430f149芯片自带spi控制器，所以可以直接使用spi接口，利用SD卡的spi模式与SD卡进行数据交换。同时准备使用12864液晶屏作为我们电子书的显示部分。12864具有内建的英文及中文字库，可以方便的显示各种文字信息，从而实现电子书的显示。 在音乐播放部分，我们组使用vs1003音频解码芯片来进行音频解码。Vs1003自带spi接口，可以方便的利用spi总线与msp430f149主控芯片进行连接。在进行音乐播放时，只要把音频文件从SD卡中取出再直接发送到vs1003中即可。
在游戏部分，我们利用12864的绘图功能实现俄罗斯方块游戏。
2.2.2 经济可行性
因为我们小组不具备自己焊接电路板的时间和能力，因此我们组直接从市场上购买现成的开发板。最终购买的开发板的价格如下：
1、msp430f149开发板：64元。 2、12864液晶屏：56元。
3、vs1003音频解码芯片：43元。 4、1GB大小的SD卡：20元
5、SD卡插座：6元。
整体系统的总价格：179元。
整体价格在可以接受的范围内。而且如果可以自己直接购买芯片并焊接电路板的话，就可以大幅度降低整体系统的价格。
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