在ESP32模块内置Flash中烧写和运用中文字库的方法_分区表_字库

这个中笔墨库一样平常会有3种存在办法：

由于我们选用的ESP32模块是16MB版本的, 模块内置flash的存储空间绰绰有余, 以是我们选用将中笔墨库烧写在模块内部flash的办法.

这样, 既担保了读取速率, 本钱也增加不了多少(毕竟外置flash芯片也要钱, 还增加板上面积).

先来天生字库, 字库天生利用LvglFontTool软件, 官方下载地址, 绿色版软件, 直接解压即可利用. 感谢作者

软件运行如上图, 软件的利用方法很大略, 稍稍摸索一下就会了, 软件下载地址也有解释, 我这里就不赘述了.

我导入了6千多个常用汉字以及一些字母符号, 利用32像素高的字体, 字体名设为font_cn_32,

点击右下的“开始转换”按钮, 软件会天生2个文件：

(把稳： 软件中填写的字体名不同, 天生的2个文件名也随之改变)

好了, 字库文件已经有了, 终于到了本文的正题——字库烧写了.

先别急, 说到烧写字库, 是不是要想想, 烧写的地址是多少？烧进去的数据又如何读取出来呢？

烧进去读不出来不也没用, 以是说到如何烧写字库, 该当想的是 如何烧写和读取数据？

我们在序言里已经操持好了, 把字库烧写在ESP32模块内置flash中, 那么问题就变成了, 如何读取内置flash里的数据, 如何向内置flash里写入数据？

理解ESP32开拓的朋友可能都知道, ESP32模块的内置flash, 乐鑫官方因此名为分区表的形式, 进行组织管理的(它还真的类似于Windows的硬盘分区).

乐鑫官网文档 API指南 >> 分区表 章节中有详细的先容, 本文截取部分内容先容一下.

每片 ESP32 的 flash 可以包含多个运用程序, 以及多种不同类型的数据（例如校准数据、文件系统数据、参数存储数据等）. 因此, 我们在 flash 的 默认偏移地址 0x8000 处烧写一张分区表(把稳：分区表是终极被烧写入flash里的).

分区表的长度为 0xC00 字节, 最多可以保存 95 条分区表条款. MD5 校验和附加在分区表之后, 用于在运行时验证分区表的完全性. 分区表霸占了全体 flash 扇区, 大小为 0x1000 (4 KB). 因此, 它后面的任何分区至少须要位于 (默认偏移地址) + 0x1000 处.

要理解分区表, 最大略的方法便是打开项目配置菜单（idf.py menuconfig）, 在CONFIG_PARTITION_TABLE_TYPE 下选择一个预定义的分区表.

有2个预定义的内置分区表:

我们来看看这2个分区表的内容,

先看看 “Single factory app, no OTA” 这个分区表的内容, 如下：

# ESP-IDF Partition Table# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flagsnvs, data, nvs, 0x9000, 0x6000,phy_init, data, phy, 0xf000, 0x1000,factory, app, factory, 0x10000, 1M,

一共3个条款.

再来看 “Factory app, two OTA definitions” 分区表的内容：

# ESP-IDF Partition Table# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flagsnvs, data, nvs, 0x9000, 0x4000,otadata, data, ota, 0xd000, 0x2000,phy_init, data, phy, 0xf000, 0x1000,factory, app, factory, 0x10000, 1M,ota_0, app, ota_0, 0x110000, 1M,ota_1, app, ota_1, 0x210000, 1M,

一共6个条款, 多了3个条款.

这里既然提到了 出厂运用程序 和 OTA运用程序, 就不得不解释一下：

ESP32启动, 会从 flash 的 0x1000 偏移地址处加载Bootloader, Bootloader会读取分区表, 并根据个中otadata（如果存在）的内容选择须要勾引的运用程序 (app) 分区.

详细的请拜会官方文档的 API 指南 >> 运用程序的启动流程 和 API 指南 >> 勾引加载程序 (Bootloader), 以及API 参考 >> System API >> 空中升级 (OTA) 等章节.

通过前面2个预定义分区表, 我们对分区表有了一个直不雅观粗浅的认识, 详细理解还请参看官方文档.

这里只列出几个需关注的点：

好了, 对分区表有一定的认识了. 为了把中笔墨库写入内置flash的分区内, 我们须要自定义分区表.

先给出我的自定义分区表:

# Name, Type, SubType, Offset, Size, Flagsnvs, data, nvs, 0x9000, 0x4000,otadata, data, ota, 0xd000, 0x2000,phy_init, data, phy, 0xf000, 0x1000,factory, app, factory, 0x10000, 2M,ota_0, app, ota_0, 0x210000, 2M,ota_1, app, ota_1, 0x410000, 2M,font_cn_32, 0x50, 0x32, 0x610000, 4M,

下面解释一下,

自定义的分区表在电脑上因此.csv文件的形式, 保存在工程根目录下, 比如我的自定义分区表文件为partitions.csv.

我们在前面提到过分区表终极是被烧写到flash 的 默认偏移地址 0x8000 处, 因此csv文件形式的分区表须要被二进制化, 才能被烧写.

我们在menuconfig中选择“Custom partition table CSV”, 然后输入 分区表的csv文件名以及在工程中的路径, 即可.

实操一下, idf环境中, 输入idf.py menuconfig 命令:

在主界面下选择 Partition Table 分区表,

进入

再选择 Partition Table (Custom partition table CSV), 进入

选中 Custom partition table CSV (定制分区表CSV), 再回到上一层

在第二行选中, 可输入 定制分区表的 CSV文件名.

到此定制分区表的配置完毕.

其余提一下, 我们可在menuconfig中, 设置一下flash的size大小, 一定要和自己利用的模块同等, 如下图操作:

自定义分区表在menuconfig中配置好后, 后面编译工程实行idf.py build时, 会自动将将csv分区表天生二进制bin文件.

字库数据写在flash什么地方已经安排好了, 现在要考虑怎么把flash里的字库数据读出来了.

回顾第1节中, 我们用字库天生软件 天生了 font_cn_32.c 文件, 个中有这么一段代码:

//static uint8_t __g_font_buf[714];//如bin文件存在SPI FLASH可利用此buffstatic uint8_t __user_font_getdata(int offset, int size){ //如字模保存在SPI FLASH, SPIFLASH_Read(__g_font_buf,offset,size); //如字模已加载到SDRAM,直接返回偏移地址即可如:return (uint8_t)(sdram_fontddr+offset); return __g_font_buf;}

须要在__user_font_getdata函数体内, 写入实际的flash读数据的代码, 读出的数据放到buffer __g_font_buf中(buffer数组的size是字库天生软件自动设定的, 和字体大小有关, 我们32的字体算较大的了, 以是buffer也不小.).

既然我们用了分区表, 乐鑫官方也供应了分区内数据读写的API函数, 拜会官方文档API参考>>存储API>>分区API, 截取官方文档中的一段内容如下:

该组件在esp_partition.h中声明了一些 API 函数，用以列举在分区表中找到的分区，并对这些分区实行操作：

esp_partition_find()：在分区表中查找特定类型的条款，返回一个不透明迭代器；

esp_partition_get()：返回一个构造体，描述给定迭代器的分区；

esp_partition_next()：将迭代器移至下一个找到的分区；

esp_partition_iterator_release()：开释 esp_partition_find() 中返回的迭代器；

esp_partition_find_first()：返回描述 esp_partition_find() 中找到的第一个分区的构造；

esp_partition_read()、esp_partition_write() 和 esp_partition_erase_range() 等同于 esp_flash_read()、esp_flash_write() 和 esp_flash_erase_region()，但在分区边界内实行。

我们从flash分区中读数据, 终极只须要用到2个函数即可, esp_partition_find_first()(用来找到我们的 字库 分区) 和 esp_partition_read() (读出数据).

这两个函数的详细声明如下:

const esp_partition_t esp_partition_find_first (esp_partition_type_t type, esp_partition_subtype_t subtype, const char label)

Find first partition based on one or more parameters.

参数:

返回: pointer to esp_partition_t structure, or NULL if no partition is found. This pointer is valid for the lifetime of the application.

esp_err_t esp_partition_read (const esp_partition_t partition, size_t src_offset, void dst, size_t size)

Read data from the partition.

Partitions marked with an encryption flag will automatically be be read and decrypted via a cache mapping.

参数:

返回: ESP_OK, if data was read successfully; ESP_ERR_INVALID_ARG, if src_offset exceeds partition size; ESP_ERR_INVALID_SIZE, if read would go out of bounds of the partition; or one of error codes from lower-level flash driver.

终极, 我们对font_cn_32.c 文件的修正如下:

#include "esp_partition.h".........static uint8_t __g_font_buf[714];//如bin文件存在SPI FLASH可利用此buffstatic esp_partition_t partition_font = NULL;static uint8_t __user_font_getdata(int offset, int size){ //如字模保存在SPI FLASH, SPIFLASH_Read(__g_font_buf,offset,size); //如字模已加载到SDRAM,直接返回偏移地址即可如:return (uint8_t)(sdram_fontddr+offset); if( partition_font == NULL ) { partition_font = esp_partition_find_first(0x50, 0x32, "font_cn_32"); assert(partition_font != NULL); } esp_err_t err = esp_partition_read(partition_font, offset, __g_font_buf, size);//读取数据 if(err != ESP_OK) { printf("Failed to reading cn font date\n"); } return __g_font_buf;}

我们加了#include "esp_partition.h", 以便调用2个API函数.

通过分区的 Type值0x50, SunType值0x32 和 Name值"font_cn_32" 来找到我们的 字库分区,

代码很大略, 其他就没什么好解释的了.

记得把这个c文件加入到工程里, 至于如何添加, 就不是本文的范畴了.

现在, 我们分区表设定好了, 代码也改好了, 可以编译了.

idf环境里工程目录下, 实行idf.py build

编译成功, 末了会输出如下:

Project build complete. To flash, run this command:C:\Users\admin\.espressif\python_env\idf4.3_py3.8_env\Scripts\python.exe ..\..\..\Users\admin\Desktop\esp-idf\components\esptool_py\esptool\esptool.py -p (PORT) -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32s2 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 80m 0x1000 build\bootloader\bootloader.bin 0x8000 build\partition_table\partition-table.bin 0xd000 build\ota_data_initial.bin 0x10000 build\myapp.binor run 'idf.py -p (PORT) flash'2.4.2 烧写

终于到了心心念念的烧写字库这个步骤了.

前面我们编译成功后, 末了的输出中, 可以看到:

要么用idf.py -p (PORT) flash这个命令来烧写, 要么用那个"一长串的命令".

便是说这两者是等效的.

那个一长串的命令里, 不仅列出来很多烧写时的参数, 还列出了要烧写的各个bin文件及其开始地址, 如下:

0x1000 build\bootloader\bootloader.bin 0x8000 build\partition_table\partition-table.bin 0xd000 build\ota_data_initial.bin 0x10000 build\myapp.bin

看, 有bootloader, 分区表, ota_data初始值 (我打开看了全是0xFF) 和 我们的app 共4个bin文件,

它们前面的烧写地址也和本文前面所描述的预期地址同等.

但, 有个问题, 没有我们的字库bin文件.

没有我们就自己加上呗, 在末了加上0x610000 main\font_cn_32.bin即可!

这样相称于修正了烧写命令, 就不能用idf.py -p (PORT) flash这个命令来烧写了, 下面是我修正的烧写命令, 精简掉了python前的一大串路径(可惜esptool.py前的路径不能精简)

python ..\..\..\Users\admin\Desktop\esp-idf\components\esptool_py\esptool\esptool.py -p COM3 -b 460800 --before default_reset --after hard_reset --chip esp32s2 write_flash --flash_mode dio --flash_size detect --flash_freq 80m 0x1000 build\bootloader\bootloader.bin 0x8000 build\partition_table\partition-table.bin 0xd000 build\ota_data_initial.bin 0x10000 build\myapp.bin 0x610000 main\font_cn_32.bin

把稳几点:

用这个命令, 就可以在烧写程序的同时, 顺便把字库烧写进去了.

而且经由测试, 后续再用idf.py -p (PORT) flash命令烧写更新程序, 也不会覆盖掉后面的字库分区, app烧写更新, 字库不受影响, 烧写一次会一贯妥妥的在那里, nice.

如果仅烧写字库, 也可以利用下面的精简命令:

python ..\..\..\Users\admin\Desktop\esp-idf\components\esptool_py\esptool\esptool.py -p COM3 write_flash 0x610000 main\font_cn_32.bin3. 字库的利用

至于如何在LVGL中显示汉字, 代码编写和显示英文差不多, 只是多个字体声明语句.

代码如下:

...LV_FONT_DECLARE( font_cn_32 ); // 声明我们的中笔墨体, 如果代码里已声明过, 就不用再声明...lv_label_set_text(btnInfoLab, (LV_SYMBOL_HOME "你好 天下"));lv_obj_set_style_local_text_font(btnInfoLab, LV_LABEL_PART_MAIN, LV_STATE_DEFAULT, &font_cn_32);...

OK, 这样就可以了.