数码相框嵌入式大作业报告

武汉工业学院数学与计算机学院《嵌入式系统开发》实验报告专业:计算机科学与技术班级:0805011学号:080501122姓名:赵文浩指导老师:易奎2011年12月2日课题名：动态数码相框一.实验目的通过本次实验，系统地复习在课堂上学习的理论知识，涉及到的主要知识点有Linux环境下Smb、NFS等服务器的配置与使用；程序的编译、运行操作以及交叉编译和运行的过程；Makefile文件以及shell脚本的编写；JPEG库的使用以及图像显示的基本原理（帧缓存FrameBuffer）。二.实验环境软件环境：上位机为WindowsXP系统，目标机为Linux2.4的系统。硬件环境：上位机为基于X86体系的传统PC，目标机为创维特的ARM9开发板。开发工具：vi编辑器，gcc本地编译器以及arm-linux-gcc3.4.1交叉编译工具，smb、nfs等服务器工具。三.实验原理在本实验中要显示jpeg格式的图像，需要用到libjpeg，libjpeg是一个被广泛使用的JPEG压缩/解压缩函数库，对于libjpeg而言，图像数据是一个二维的像素矩阵。对于彩色图像，每个像素通常用三个分量表示，即R（Red）、G（Green）、B（Blue）三个分量，每个分量用一个字节表示，因此每个分量的取值范围从0到255；对于灰度图像，每个像素通常用一个分量表示，一个分量同样由一个字节表示，取值范围从0到255。在libjpeg中，图像数据是以扫描线的形式存放的。每一条扫描线由一行像素点构成，像素点沿着扫描线从左到右依次排列。对于彩色图像，每个分量由三个字节组成，因此这三个字节以R、G、B的顺序构成扫描线上的一个像素点。另外由于我们实验环境所用的Framebuffer设备的颜色深度为16位，颜色格式为5-6-5格式——即R（红色）在16bit中占据高5位，G（绿色）在16bit中占据中间6位，B（蓝色）在16bit中占据低5位；而libjpeg解压出来的图像数据为24位RGB格式，因此必须进行转换。对于24位的RGB，每个字节表示一个颜色分量，因此转换的方式为：对于R字节，右移3位，对于G字节，右移2位，对于B字节，右移3位，然后将右移得到的值拼接起来，就得到了16位的颜色值。有了上述通过Framebuffer画点的基础，将通过libjpeg编码获得的每个像素点的16位值分别写入内存即可获得一副完整的图像。有了上述的基础，通过更改图像文件的获取方式、图片的像素点向内存写的方式等可以获得循环播放加了特效（如百叶窗）多幅图片的效果。四.实验步骤1、首先获能取libjpeg库的源文件，更改其配置文件后进行交叉编译，并且进行安装。具体步骤是首先进入源文件内，输入命令./configure--enable-shared，产生Makefile文件，然后修改Makefile文件的配置参数如下：prefix=/usr/local/arm/3.4.1/arm-linuxCC=arm-linux-gccAR=arm-linux-arrcAR2=arm-linux-ranlib接着分别输入以下命令#cpjconfig.docjconfig.h#mkdir-p/usr/local/arm/3.4.1/arm-linux/man#mkdir-p/usr/local/arm/3.4.1/arm-linux/man1#make#makeinstall-lib除了將JPEG安裝于toolchain之外，ARM的执行平台也需要JPEGLIB，必须將执行需用到的库文件（/usr/local/arm/3.4.1/arm-linux/lib/libjpeg.so*）复制到ARM的嵌入式系统。指令如下。2、开发环境的配置，即配置好Smb服务器、NFS服务器、tftp服务器。测试使用正常。3、编写源代码以及Makefile文件。4、编译，如出现错误及时查错并纠正，直至编译通过，生成可执行文件。5、这一步是将可执行文件和图片资源文件拷贝到目标机上。方法是通过NFS服务器，先将工程文件挂载到/mnt/nfs下，然后将可执行文件和图片资源文件拷贝到目标去的JFFS分区然后执行。不能直接在nfs分区运行时是因为我的工程写了一个shell脚本需要生成记录图片资源的文件，在此款开发板的nfs分区没有写权限，因此需要拷贝到JFFS分区。然后运行，验证效果！如果效果不理想则重新修改源代码，从第3步开始循环直至满足要求。五、程序分析本环节主要是将程序中几个核心的功能实现加以分析解释，力求简单明了。1、主程序中访问帧缓存设备并为其分配存储空间，为后续图片的显示打下基础。intfd;structfb_var_screeninfofb_var;fd=open(/dev/fb0,O_RDWR);ioctl(fd,FBIOGET_VSCREENINFO,&fb_var);w=fb_var.xres;h=fb_var.yres;fbmem=mmap(0,w*h*2,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);2、将工程目录下存储图片的文件夹里的所有图片文件名（包含程序访问的路径）存入一个临时文本文件，便于后续的访问，通过shell脚本实现。如下#!bin/shforfin`echo./image/*`doif[$f!=$0]thenecho$fimage_listfidone3、建立图片信息的双向循环链表，首先需要建立一张图片信息的结构体如下structimage{charimgname[20];structimage*prev;structimage*next;};然后访问shell脚本建立的临时存放图片文件名（包含访问路径）的文本文件，建立双向循环链表，如下：fd=fopen(image_list,r);//访问临时文本文件if(fd==NULL){exit(EXIT_FAILURE);}p1=(structimage*)malloc(sizeof(structimage));size=getline(&line,&len,fd);//获取文本的第一行信息即第一张图片的完整路径strncpy(p1-imgname,line,strlen(line));head=p1;while((size=getline(&line,&len,fd))!=-1){p2=p1;p1=(structimage*)malloc(sizeof(structimage));strncpy(p1-imgname,line,strlen(line));p2-next=p1;p1-prev=p2;}//通过循环不断创建节点并连接起来成为一个双向循环链表p1-next=head;head-prev=p1;p1=NULL;p2=NULL;//无用的指针置空避免错误system(rm-rfimage_list);//调用系统命令删除临时文件4、图片显示实现，由于一张jpeg图片通过jpeg编码后的颜色表示是24位的，故首先需要将24位的颜色深度改为16位的颜色深度，然后将图片的分辨率改成目标机屏幕的分辨率，最后通过显示图片的每一个像素点来显示整幅图片。本程序添加了一个百叶窗效果，实现原理是图片的所有像素点按传统的顺序显示，而是将一个图片分为上下两大块，这两块独立的从上到下显示其所有像素点，就可以达到一个百叶窗的效果。voiddisplay_scale_jpeg(char*filename){unsignedchar*buf24;shortimgw,imgh;inti,j;shortcolor;buf24=decode_jpeg(filename,&imgw,&imgh);buf24to16(buf24,imgw,imgh);//颜色深度转换（24位转换成16位）scale((unsignedshort*)buf24,imgw,imgh);//换算屏幕的分辨率for(j=0;jOH/2;j++){for(i=0;iOW;i++){color=obuf[j*OW+i];alpha_16point(i,j,color,200);}for(i=0;iOW;i++){color=obuf[(j+OH/2)*OW+i];alpha_16point(i,(j+OH/2),color,200);}usleep(10000);}}