Arduino网络编程实战-从SD卡加载图像数据并显示

从SD卡加载图像数据并显示

JSON（JavaScript Object Notation）是一种开放的标准文件格式和数据交换格式，它使用人类可读的文本来存储和传输由属性-值对和数组（或其他可序列化值）组成的数据对象。 它是一种常见的数据格式，在电子数据交换中具有多种用途，包括带有服务器的 Web 应用程序。

JSON 是一种独立于语言的数据格式。 它源自 JavaScript，但许多现代编程语言都包含生成和解析 JSON 格式数据的代码。 JSON 文件名使用扩展名 .json。当数据从服务器发送到网页时，通常使用 JSON。JSON是“自我描述的”并且易于理解。

ArduinoJson库为嵌入式系统提供了高性能的JSON数据序列化和反序列化支持。

前面的文章对Arduino中JSON数据解析做出详细的介绍，请参考：

SD卡模块对于需要数据记录的项目特别有用。前面的文章对Arduino如何使用SD卡做了详细的介绍，请参考：

本次实例将演示如何从SD卡加载图像数据并使用SSD1306 OLED显示。

1、硬件准备

  • Arduino Mega2560 开发板一块
  • SD卡模块一个及SD卡一个
  • SSD1306 OLED屏幕一块
  • 数据线一条
  • 杜邦线若干

硬件接线，请关于前面相关文章，在这里不再做描述。

2、软件准备

3、JSON储存图像数据说明

本次实例储存图像数据的JSON格式如下(在这里文件名为:1@1x.json，并保存在SD卡根目录下)：

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{
	width:32,
	height:32,	
	datas:[0, 0, 24, 0, 0, 0, 24, 0, 0, 0, 24, 0, 0, 8, 24, 24, 0, 12, 0, 56, 0, 6, 0, 112, 0, 2, 126, 32, 0, 0, 231, 0, 0, 1, 193, 128, 0, 0, 0, 192, 0, 28, 0, 192, 0, 255, 128, 79, 1, 193, 192, 79, 3, 128, 96, 192, 7, 0, 49, 192, 30, 0, 49, 128, 60, 0, 24, 0, 96, 0, 28, 96, 192, 0, 6, 48, 192, 0, 3, 24, 192, 0, 3, 0, 194, 2, 3, 0, 198, 6, 3, 0, 102, 102, 102, 0, 100, 68, 78, 0, 12, 204, 204, 0, 12, 204, 192, 0, 8, 136, 128, 0, 25, 153, 128, 0, 17, 145, 128, 0, 3, 3, 0, 0, 3, 3, 0, 0],
}

通过前面的OLED显示图片实例制作图像数据方式可以得到如下：

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const unsigned char epd_bitmap_105_sun_shower [] PROGMEM = {
	0x00, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 0x08, 0x18, 0x18, 
	0x00, 0x0c, 0x00, 0x38, 0x00, 0x06, 0x00, 0x70, 0x00, 0x02, 0x7e, 0x20, 0x00, 0x00, 0xe7, 0x00, 
	0x00, 0x01, 0xc1, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x00, 0x1c, 0x00, 0xc0, 0x00, 0xff, 0x80, 0x4f, 
	0x01, 0xc1, 0xc0, 0x4f, 0x03, 0x80, 0x60, 0xc0, 0x07, 0x00, 0x31, 0xc0, 0x1e, 0x00, 0x31, 0x80, 
	0x3c, 0x00, 0x18, 0x00, 0x60, 0x00, 0x1c, 0x60, 0xc0, 0x00, 0x06, 0x30, 0xc0, 0x00, 0x03, 0x18, 
	0xc0, 0x00, 0x03, 0x00, 0xc2, 0x02, 0x03, 0x00, 0xc6, 0x06, 0x03, 0x00, 0x66, 0x66, 0x66, 0x00, 
	0x64, 0x44, 0x4e, 0x00, 0x0c, 0xcc, 0xcc, 0x00, 0x0c, 0xcc, 0xc0, 0x00, 0x08, 0x88, 0x80, 0x00, 
	0x19, 0x99, 0x80, 0x00, 0x11, 0x91, 0x80, 0x00, 0x03, 0x03, 0x00, 0x00, 0x03, 0x03, 0x00, 0x00
};

// Array of all bitmaps for convenience. (Total bytes used to store images in PROGMEM = 144)
const int epd_bitmap_allArray_LEN = 1;
const unsigned char\* epd_bitmap_allArray[1] = {
	epd_bitmap_105_sun_shower
};

由于ArduinoJson库不能将十六进制数字字符串转换为数字，因此需要转换。在这里通过Python脚本对图像进行转换，代码如下：

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datas = [0x00, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 0x08, 0x18, 0x18, 
	0x00, 0x0c, 0x00, 0x38, 0x00, 0x06, 0x00, 0x70, 0x00, 0x02, 0x7e, 0x20, 0x00, 0x00, 0xe7, 0x00, 
	0x00, 0x01, 0xc1, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0xc0, 0x00, 0x1c, 0x00, 0xc0, 0x00, 0xff, 0x80, 0x4f, 
	0x01, 0xc1, 0xc0, 0x4f, 0x03, 0x80, 0x60, 0xc0, 0x07, 0x00, 0x31, 0xc0, 0x1e, 0x00, 0x31, 0x80, 
	0x3c, 0x00, 0x18, 0x00, 0x60, 0x00, 0x1c, 0x60, 0xc0, 0x00, 0x06, 0x30, 0xc0, 0x00, 0x03, 0x18, 
	0xc0, 0x00, 0x03, 0x00, 0xc2, 0x02, 0x03, 0x00, 0xc6, 0x06, 0x03, 0x00, 0x66, 0x66, 0x66, 0x00, 
	0x64, 0x44, 0x4e, 0x00, 0x0c, 0xcc, 0xcc, 0x00, 0x0c, 0xcc, 0xc0, 0x00, 0x08, 0x88, 0x80, 0x00, 
	0x19, 0x99, 0x80, 0x00, 0x11, 0x91, 0x80, 0x00, 0x03, 0x03, 0x00, 0x00, 0x03, 0x03, 0x00, 0x00]

datas_int = [x for x in datas]
print(datas_int)

运行脚本后，得到如下结果：

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[0, 0, 24, 0, 0, 0, 24, 0, 0, 0, 24, 0, 0, 8, 24, 24, 0, 12, 0, 56, 0, 6, 0, 112, 0, 2, 126, 32, 0, 0, 231, 0, 0, 1, 193, 128, 0, 0, 0, 192, 0, 28, 0, 192, 0, 255, 128, 79, 1, 193, 192, 79, 3, 128, 96, 192, 7, 0, 49, 192, 30, 0, 49, 128, 60, 0, 24, 0, 96, 0, 28, 96, 192, 0, 6, 48, 192, 0, 3, 24, 192, 0, 3, 0, 194, 2, 3, 0, 198, 6, 3, 0, 102, 102, 102, 0, 100, 68, 78, 0, 12, 204, 204, 0, 12, 204, 192, 0, 8, 136, 128, 0, 25, 153, 128, 0, 17, 145, 128, 0, 3, 3, 0, 0, 3, 3, 0, 0]

将上述数据添加到JSON文件中的datas字段即可。

4、代码实现

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#include <Wire.h>
#include <Adafruit\_GFX.h>
#include <Adafruit\_SSD1306.h>
#include <SdFat.h>
#include <ArduinoJson.h>

// 屏幕大小
#define SCREEN\_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN\_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels

// 图片大小
#define IMG\_HEIGHT 32
#define IMG\_WIDTH 32

// OLED重置引脚,I2C时和与板载重置引脚共用时，设置-1
#define OLED\_RESET -1
// OLED地址
#define SCREEN\_ADDRESS 0x3C
// OLED对象
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// SD\_FAT\_TYPE = 0 for SdFat/File as defined in SdFatConfig.h,
// 1 for FAT16/FAT32, 2 for exFAT, 3 for FAT16/FAT32 and exFAT.
// SD卡文件系统格式类型
#define SD\_FAT\_TYPE 0
// SD卡SPI的CS引脚
#define SD\_CS\_PIN 4
// SD卡时钟，如果不正常，请降低时钟频率
#define SPI\_CLOCK SD\_SCK\_MHZ(50)
// SD卡SPI配置
#define SD\_CONFIG SdSpiConfig(SD\_CS\_PIN, DEDICATED\_SPI, SPI\_QUARTER\_SPEED)
// 根据文件系统类型声明不SdFat对象和文件对象
#if SD\_FAT\_TYPE == 0
  SdFat sd;
  File file;
#elif SD\_FAT\_TYPE == 1
  SdFat32 sd;
  File32 file;
#elif SD\_FAT\_TYPE == 2
  SdExFat sd;
  ExFile file;
#elif SD\_FAT\_TYPE == 3
  SdFs sd;
  FsFile file;
#else // SD\_FAT\_TYPE
  #error Invalid SD\_FAT\_TYPE
#endif // SD\_FAT\_TYPE

unsigned char img_datas [1024] = {0};
void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // 初始化OLED
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for(;;); 
  }

  // 显示欢迎画面
  // Clear the buffer Adafruit\_SSD1306.h文件中将 #define SSD1306\_NO\_SPLASH 打开屏蔽
  display.display();
  delay(1000);
  // 清屏
  display.clearDisplay();

 Serial.println("Initializing SD card...");
  // 初始化SD卡
  if (!sd.begin(SD_CONFIG)) {
    sd.initErrorHalt(&Serial);
    return;
  }
  Serial.println("Initialized SD card...");

  // 声明静态Json文档对象
  StaticJsonDocument<2048> doc;
  // 打开文件
  if (!file.open("/1@1x.json", O_RDWR)) {
      Serial.println("open failed");
        while(true);
  }
  DeserializationError error = deserializeJson(doc, file);
   if (error){
    Serial.println(F("Failed to read file, using default configuration"));
    file.close();
    while(true);
   }
   int width = doc["width"].as<int>();
   int height = doc["height"].as<int>();
    
  for(int j = 0;j < 10;j++){
    doc.clear();
    Serial.println(image_files[j].c\_str());
    if (!file.open(image_files[j].c\_str(), O_RDWR)) {
      Serial.println("open failed");
        while(true);
    }
    DeserializationError error = deserializeJson(doc, file);
    int width = doc["width"].as<int>();
    int height = doc["height"].as<int>();
     // 查询图像数据大小
    int len = doc["datas"].as<JsonArray>().size();
    // 清空图像缓存
    memset(img_datas,0,1024); 
     // 将JSON中图像数据复制到图像缓存中
    for(int i = 0;i < len;i++){
        img_datas[i] = doc["datas"][i].as<unsigned char>();
    }
    // 关闭文件
    file.close(); 
    // 显示图像
    testdrawbitmap((uint8\_t\*)img_datas,width,height);
   delay(500);
  }
}

void loop() {
}

void testdrawbitmap(const uint8\_t\* datas,int width,int height) {
  display.clearDisplay();
  // 绘制图片
  display.drawBitmap(
    (display.width()  - width ) / 2,
    (display.height() - height) / 2,
    datas, width, height, 1);
  display.display();
  delay(1000);
}

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/122999872