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电子书阅读器

项目成员：
仝可施迪夫刘正文

背景介绍

图书电子化已成为主流趋势。近日美国加州州长施瓦辛格宣布加州取消课本，今年秋季起成为全球第一个教材全部电子化的地区。可以想象，如果未来电子书技术稳固，成本低廉，便于携带和交流，肯定会取代纸质图书，成为人们阅读的主要媒介。
目前，便携式的电子书阅读设备已经比较普遍，智能手机，PDA，MID和各种笔记本电脑都可以很好的支持多种格式的电子书籍。但是上述设备的机能强大，如果仅作为电子书阅读器来使用有些大材小用，而且价格不菲。前年上市的AmazonKindle是一台专心于电子书阅读的设备，可是其推广和销售都没有较大成功，原因有两点：1.采用不成熟的E-ink技术，成本高，性价比极低。2.与Amazon捆绑，过分的版权设定，通用性差。而这，正是我们想要解决的问题。

我们的目标是研制一种结构简洁，性价比高，功能专一，通用性强的电子书阅读器。下面我们详细介绍一下我们的项目制作。

一．硬件设计

硬件选取

电子书阅读器的硬件设计可以大体分为三部分：储备部分，显示部分和控制部分。
当前移动设备的储备介质种类非常丰富。小型设备（如手机mp3GPS设备等）上闪存式储备占据上风，而对储备容量要求较大的移动设备上，传统机械式硬盘仍占据主导地位。固态硬盘(SSD)近年来发展迅速，未来很可能取代两者成为兼顾性能，稳固性，移动性和性价比的主导储备设备。
显示设备当前市场上的技术主要有以下三种：1.LCD液晶显示特别适合作为移动设备的显示模块。相关技术比较成熟，成本较低，是市场上的绝对主流。2.LED发光二极管显示近年来得到了突破性的进展，其超低能耗，超长寿命的特点决定其将取代液晶显示成为下一代主流。不过目前制作成本仍旧较高，并且发展存在很多不确定性，短期内不会取代LCD的主流地位。3.E-INK作为一种创新型的显示技术，“电子墨”技术被人们寄予厚望，并在SONYreader,AmazonKindle等产品上得到了成效不凡的实际应用，不过受困于过高的成本和显示的稳固性，该技术成熟还需要较长的发展时间。
控制技术的发展丰富多样，触控技术随着微软，苹果等巨头的引导成为新主流，不过传统的机械键盘仍占据绝大市场份额。同时，手势，语音，甚至意识控制等新型传感控制也在蓬勃发展中。

权衡成本，通用性，技术成熟性和制作的复杂程度之后，我们决定选用闪存技术的SD卡作为储备媒介，点阵式LCD作为显示器，用三枚机械按键来进行操作控制。

SD卡

SD卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用。SD卡共支持三种传输模式：SPI模式（独立序列输入和序列输出），1位SD模式（独立指令和数据通道，独有的传输格式），4位SD模式（使用额外的针脚以及某些重新设置的针脚。支持四位宽的并行传输），在此我们选用SPI串行模式。
SD卡端口示意图如下

连接如下
SDCARD Mega32 外部电路
1.CS PB4(SS)
2.DATAIN PB5(MOSI)
3.GND -- GND
4.3.3V -- LM317OUTPUT
5.CLK PB7(SCK)
6.GND -- GND
7.DATAOUT PB6(MISO)

SD卡的工作电压为3.3V，直接用单片机的5V供电会烧坏SD卡，所以必须使用转压芯片。我们选用德州仪器TI生产的LM317芯片为SD卡供电，连线图如下

LCD

我们选用的是金鹏公司生产的4X8点阵液晶OMCJ4x8c。该液晶基于ST7920控制模块，通用性强，功能完善。该显示模块支持字母、数字符号、中文字型及图形的显示，这满足了电子书阅读器的显示需求。模块支持串口连接，可节省单片机的引脚资源。
连接如下
OMCJ4x8c Mega32 外部电路
1.VSS -- GND
2.VDD -- VCC
3.V0 -- 对比度调剂（未连接）
4.RS -- VCC
5.RW(SID) PA7 --
6.E(SCLK) PA6 --
7~14.DB0~DB7 -- --
15.PSB PA5 --
16.NC -- --
17.RST -- VCC
18.NC -- --
19.BLA -- VCC
20.BLK -- GND

键盘

我们直接使用开发板上的三个按键，连线为
Key1 PA0
Key2 PA1
Key3 PA2

UART

为了方便项目制作中SD卡操作的调试