什么是测试单片机控制单色屏幕的最佳办法

　　前言
　　要问什么是测试单片机控制单色屏幕的最佳办法，我想badapple应该当之无愧，经典程度如helloworld。
　　这次，我用stm32f103c8t6+arduino框架读取sd卡，并控制jlx12864g-086液晶屏（3.3v版本）播放20fps（理论上）badapple动画。sd（tf）卡模块就是arduino上常用的那种，上面有卡槽和电平转换ic，将arduino常用的5v转成3.3v。液晶屏在某宝有，用u8g2库控制，可以看我以前的博客。
　　经过测试，发现该cog lcd实际帧率并不高，相较于oled，是肉眼可见的慢。和b站上的5110屏幕相比也慢。目前暂未能有效提升动画流畅度，也不知道是卡在sd的io上（可能性最大）还是lcd上还是别的什么地方，读者有兴趣可以在本文基础上进一步研究。
　　注意，本文需要结合其他的badapple实现文章进行阅读。本文代码皆为在他人基础上加以改动。在此表达感谢。
　　引脚连接
　　［tr］SD模块（硬SPI控制）单片机引脚［/tr］VCC5V
　　GNDGND
　　MISOPA6
　　MOSIPA7
　　SCKPA5
　　CSPA4
　　［tr］12864（软SPI控制）单片机引脚［/tr］CSPA3
　　RSTPA2
　　RSPA1
　　SDAPA0
　　SCLKPC15
　　VDD3.3V
　　VSSGND
　　代码示例
　　#include 《SD.h》
　　#include 《Arduino.h》
　　#include 《U8g2lib.h》
　　#ifdef U8X8_HAVE_HW_SPI
　　#include 《SPI.h》
　　#endif
　　#define LCD_WIDTH 128
　　#define LCD_HEIGHT 64
　　//注意是count，乘以8=80，才是真实width
　　#define WIDTH_COUNT 10
　　#define HEIGHT 60
　　#define SIZE （WIDTH_COUNT*HEIGHT）
　　#define top （LCD_HEIGHT - HEIGHT） / 2
　　#define left （LCD_WIDTH - WIDTH_COUNT * 8） / 2
　　//液晶屏驱动
　　U8G2_UC1701_MINI12864_F_4W_SW_SPI u8g2（U8G2_R0， /* clock=*/ PC15， /* data=*/ PA0， /* cs=*/ PA3， /* dc=*/ PA1， /* reset=*/ PA2）;
　　int sdCSPin=PA4;
　　char buf［SIZE］;
　　File root;
　　File myFile;
　　void draw（） {
　　u8g2.drawBitmap（left， top， WIDTH_COUNT， HEIGHT， （const uint8_t*）buf）;
　　}
　　void setup（）{
　　Serial.begin（9600）;
　　u8g2.begin（）;
　　if （！SD.begin（sdCSPin）） {
　　Serial.println（“Initialization Failed”）;
　　return;
　　}
　　Serial.println（“Initialization OK”）;
　　myFile = SD.open（“BADAPP~2.BIN”）;
　　}
　　void loop（）{
　　u8g2.firstPage（）;
　　do {
　　draw（）;
　　} while（u8g2.nextPage（））;
　　if （myFile && myFile.available（）） {
　　myFile.read（buf， SIZE）;
　　} else {
　　myFile.close（）;
　　myFile = SD.open（“BADAPP~2.BIN”）;
　　Serial.println（“Replay.”）;
　　delay（5000）;
　　}
　　}
　　下面是将视频转为图像数据的matlab代码。在安装matlab时需要装图像处理工具箱这个组件，否则报错。不想安装matlab的读者可以自己写。
　　%% Bad Apple 图像数据生成程序
　　% 需事先将视频文件放在代码所在文件夹内
　　% 本例最终生成图像尺寸为80*60，可按需修改
　　%该源码来源于网络，具体作者未知，棉花糖做了细微修改
　　%如果侵犯了你的权益，我会及时删除
　　%% 预处理
　　clc;clear;
　　fileName = ‘badapple.mp4’; % 文件名可按实际修改
　　video = VideoReader（fileName）; % matlab自带，读取视频文件
　　numOfFrames = video.Duration * video.frameRate; % 总帧数 = 总时长 * 帧率
　　guiWaitBar = waitbar（0，‘Please wait’）; % 新建进度条GUI
　　fid = fopen（‘badapple_20FPS.bin’，‘a’）; % 新建二进制文件，以添加方式打开
　　%% 图像处理
　　tic; % 计时开始
　　k = 1;
　　while hasFrame（video） % 只要视频还没读取完就循环
　　frame = readFrame（video）; % 每执行一次readframe，帧数减少1
　　if rem（k，2）==0 % 每隔3帧处理一帧，即原视频30FPS，此处取15FPS
　　D = im2bw（frame，0.5）; % 对图像二值化，0.5代表阈值取中值
　　rawData = imresize（D，［60 80］）; % 保持原比例调整尺寸到80*60
　　%fwrite（fid，imageData‘，’ubit1‘，’ieee-be‘）; % 按位，以大端模式写入二进制文件
　　fwrite（fid，rawData’，‘ubit1’，‘ieee-be’）;
　　end
　　k = k+1;
　　waitbar（k/numOfFrames，guiWaitBar）; % 设置进度条当前值
　　end
　　close（guiWaitBar）; % 关闭进度条
　　fclose（fid）;
　　toc; % 计时停止
　　问题排查
　　1. sd卡无法读取
　　这个问题非常复杂，可能的原因有很多。
　　如果用的是stlink或jlink，那么请换成u***-ttl串口下载工具。我在测试时发现stlink调试sd卡是一直失败的，card.init通过，但卡在volume.init。换了u***-ttl可以正常使用。原因未可知，如果有知道原因的大佬麻烦解答一下。
　　先烧一个串口输出例程看看是否正常，检查波特率对不对。
　　运行cardinfo（官方例程）。官方例程是用硬件SPI1引脚。默认CS引脚是4，其实就是stm32f103上的PA4。也就是说只需要切换板型即可。引脚按照上文表格连接，保持不变。接下来看串口输出，是否能正常初始化、读取卡型、获取文件名等。
　　如果能成功获取文件名，那么要注意读取出的文件名是否是badapp~1.bin这种。如果是，请尝试把该名称替换掉代码里的文件名，再进行测试。
　　如果不能成功获取到文件名，那么有以下方法：
　　用avr版的arduino（比如uno）测试模块及sd卡是否正常
　　换更短的杜邦线
　　降低SPI速度。比如cardinfo例程中，有if （！card.init（SPI_HALF_SPEED， chipSelect）） 这一句，可以把
　　SPI_HALF_SPEED换成SPI_QUARTER_SPEED，或者除以1个值再进行测试。这里补充一下，如果读者遇到stm32+arduino i2c无法正常工作，也可以降低速度。
　　如果sd卡信息能够成功读取，那么恭喜你节省了99%的精力，并距离成功仅一步之遥（确信）。
　　2. lcd无显示
　　可以用我之前发的代码测试一下是否可以正常输出。
　　检查引脚是否正确、排针是否虚焊。如果买了多个屏幕那么换一个看看。