數(shù)碼相框嵌入式大作業(yè)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 武漢工業(yè)學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 專 業(yè): 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 姓 名: 趙文浩 指導(dǎo)老師: 易 奎 2011年 12月2日課題名：動(dòng)態(tài)數(shù)碼相框一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地復(fù)習(xí)在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，涉及到的主要知識(shí)點(diǎn)有Linux環(huán)境下Smb、NFS等服務(wù)器的配置與使用；程序的編譯、運(yùn)行操作以及交叉編譯和運(yùn)行的過程；Makefile文件以及shell腳本的編寫；JPEG庫的使用以及圖像顯示的基本原理（幀緩存FrameBuffer）。二. 實(shí)驗(yàn)環(huán)境軟件環(huán)境：上位機(jī)為Windows XP系統(tǒng)，目標(biāo)機(jī)為L(zhǎng)inux 2.4的系統(tǒng)。

2、硬件環(huán)境：上位機(jī)為基于X86體系的傳統(tǒng)PC，目標(biāo)機(jī)為創(chuàng)維特的ARM9開發(fā)板。開發(fā)工具：vi編輯器，gcc本地編譯器以及arm-linux-gcc3.4.1交叉編譯工具，smb、nfs等服務(wù)器工具。三. 實(shí)驗(yàn)原理在本實(shí)驗(yàn)中要顯示jpeg格式的圖像，需要用到libjpeg，libjpeg是一個(gè)被廣泛使用的JPEG壓縮/解壓縮函數(shù)庫，對(duì)于libjpeg而言，圖像數(shù)據(jù)是一個(gè)二維的像素矩陣。對(duì)于彩色圖像，每個(gè)像素通常用三個(gè)分量表示，即R（Red）、G（Green）、B（Blue）三個(gè)分量，每個(gè)分量用一個(gè)字節(jié)表示，因此每個(gè)分量的取值范圍從0到255；對(duì)于灰度圖像，每個(gè)像素通常用一個(gè)分量表示，一個(gè)分量同樣由

3、一個(gè)字節(jié)表示，取值范圍從0到255。在libjpeg中，圖像數(shù)據(jù)是以掃描線的形式存放的。每一條掃描線由一行像素點(diǎn)構(gòu)成，像素點(diǎn)沿著掃描線從左到右依次排列。對(duì)于彩色圖像，每個(gè)分量由三個(gè)字節(jié)組成，因此這三個(gè)字節(jié)以R、G、B的順序構(gòu)成掃描線上的一個(gè)像素點(diǎn)。另外由于我們實(shí)驗(yàn)環(huán)境所用的Framebuffer設(shè)備的顏色深度為16位，顏色格式為5-6-5格式即R（紅色）在16bit中占據(jù)高5位，G（綠色）在16bit中占據(jù)中間6位，B（藍(lán)色）在16bit中占據(jù)低5位；而libjpeg解壓出來的圖像數(shù)據(jù)為24位RGB格式，因此必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)于24位的RGB，每個(gè)字節(jié)表示一個(gè)顏色分量，因此轉(zhuǎn)換的方式為：對(duì)于R字

4、節(jié)，右移3位，對(duì)于G字節(jié)，右移2位，對(duì)于B字節(jié)，右移3位，然后將右移得到的值拼接起來，就得到了16位的顏色值。有了上述通過Framebuffer畫點(diǎn)的基礎(chǔ)，將通過libjpeg編碼獲得的每個(gè)像素點(diǎn)的16位值分別寫入內(nèi)存即可獲得一副完整的圖像。有了上述的基礎(chǔ)，通過更改圖像文件的獲取方式、圖片的像素點(diǎn)向內(nèi)存寫的方式等可以獲得循環(huán)播放加了特效（如百葉窗）多幅圖片的效果。四. 實(shí)驗(yàn)步驟1、首先獲能取libjpeg庫的源文件，更改其配置文件后進(jìn)行交叉編譯，并且進(jìn)行安裝。具體步驟是首先進(jìn)入源文件內(nèi)，輸入命令./configure -enable-shared，產(chǎn)生Makefile文件，然后修改Makefi

5、le文件的配置參數(shù)如下：prefix=/usr/local/arm/3.4.1/arm-linuxCC=arm-linux-gccAR=arm-linux-ar rcAR2=arm-linux-ranlib接著分別輸入以下命令#cp jconfig.doc jconfig.h#mkdir -p /usr/local/arm/3.4.1/arm-linux/man#mkdir -p /usr/local/arm/3.4.1/arm-linux/man1#make#make install-lib除了將JPEG安裝于toolchain之外，ARM 的執(zhí)行平臺(tái)也需要JPEGLIB，必須將執(zhí)行需用到的

6、庫文件（/usr/local/arm/3.4.1/arm-linux/lib/libjpeg.so*）復(fù)制到ARM的嵌入式系統(tǒng)。指令如下。2、開發(fā)環(huán)境的配置，即配置好Smb服務(wù)器、NFS服務(wù)器、tftp服務(wù)器。測(cè)試使用正常。3、編寫源代碼以及Makefile文件。4、編譯，如出現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)查錯(cuò)并糾正，直至編譯通過，生成可執(zhí)行文件。5、這一步是將可執(zhí)行文件和圖片資源文件拷貝到目標(biāo)機(jī)上。方法是通過NFS服務(wù)器，先將工程文件掛載到/mnt/nfs下，然后將可執(zhí)行文件和圖片資源文件拷貝到目標(biāo)去的JFFS分區(qū)然后執(zhí)行。不能直接在nfs分區(qū)運(yùn)行時(shí)是因?yàn)槲业墓こ虒懥艘粋€(gè)shell腳本需要生成記錄圖片資源的文件

7、，在此款開發(fā)板的nfs分區(qū)沒有寫權(quán)限，因此需要拷貝到JFFS分區(qū)。然后運(yùn)行，驗(yàn)證效果！如果效果不理想則重新修改源代碼，從第3步開始循環(huán)直至滿足要求。五、程序分析本環(huán)節(jié)主要是將程序中幾個(gè)核心的功能實(shí)現(xiàn)加以分析解釋，力求簡(jiǎn)單明了。1、主程序中訪問幀緩存設(shè)備并為其分配存儲(chǔ)空間，為后續(xù)圖片的顯示打下基礎(chǔ)。int fd;struct fb_var_screeninfo fb_var;fd = open("/dev/fb0", O_RDWR);ioctl(fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fb_var);w = fb_var.xres;h = fb_var.y

8、res;fbmem = mmap(0, w*h*2, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);2、將工程目錄下存儲(chǔ)圖片的文件夾里的所有圖片文件名（包含程序訪問的路徑）存入一個(gè)臨時(shí)文本文件，便于后續(xù)的訪問，通過shell腳本實(shí)現(xiàn)。如下#!bin/shfor f in echo ./image/*doif $f != $0 thenecho $f >>image_listfidone3、建立圖片信息的雙向循環(huán)鏈表，首先需要建立一張圖片信息的結(jié)構(gòu)體如下struct imagechar imgname20;struct image *prev;st

9、ruct image *next;然后訪問shell腳本建立的臨時(shí)存放圖片文件名（包含訪問路徑）的文本文件，建立雙向循環(huán)鏈表，如下：fd = fopen("image_list","r");/訪問臨時(shí)文本文件if(fd=NULL)exit(EXIT_FAILURE);p1 = (struct image *)malloc(sizeof(struct image);size = getline(&line,&len,fd);/獲取文本的第一行信息即第一張圖片的完整路徑strncpy(p1->imgname,line,strlen(li

10、ne);head = p1;while(size = getline(&line,&len,fd) != -1)p2 = p1;p1 = (struct image *)malloc(sizeof(struct image);strncpy(p1->imgname,line,strlen(line);p2->next = p1;p1->prev = p2;/通過循環(huán)不斷創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)并連接起來成為一個(gè)雙向循環(huán)鏈表p1->next = head;head->prev = p1;p1 = NULL;p2 = NULL;/無用的指針置空避免錯(cuò)誤system(&

11、quot;rm -rf image_list");/調(diào)用系統(tǒng)命令刪除臨時(shí)文件4、圖片顯示實(shí)現(xiàn)，由于一張jpeg圖片通過jpeg編碼后的顏色表示是24位的，故首先需要將24位的顏色深度改為16位的顏色深度，然后將圖片的分辨率改成目標(biāo)機(jī)屏幕的分辨率，最后通過顯示圖片的每一個(gè)像素點(diǎn)來顯示整幅圖片。本程序添加了一個(gè)百葉窗效果，實(shí)現(xiàn)原理是圖片的所有像素點(diǎn)按傳統(tǒng)的順序顯示，而是將一個(gè)圖片分為上下兩大塊，這兩塊獨(dú)立的從上到下顯示其所有像素點(diǎn)，就可以達(dá)到一個(gè)百葉窗的效果。void display_scale_jpeg(char *filename)unsigned char *buf24;short imgw,imgh;int i,j;short color;buf24=decode_jpeg(filename,&imgw,&imgh);buf24to16(buf24,imgw,imgh);/顏色深度轉(zhuǎn)換（24位轉(zhuǎn)換成16位）scale(unsigned short *)buf24,imgw,imgh);/換算屏幕的分辨率for(