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简介：二向箔拍立得**

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正如您所描述，这款“二向箔拍立得”的核心功能是将三维空间捕捉并降维到二维图像，然后打印在小纸条上，类似于一个“空间降维”的拍立得相机。

嵌入式系统开发流程

一个完整的嵌入式系统开发流程通常包括以下几个阶段：

  1. 需求分析阶段
  2. 系统设计阶段
  3. 硬件选型与设计阶段
  4. 软件设计与开发阶段
  5. 集成测试与验证阶段
  6. 维护与升级阶段

针对“二向箔拍立得”项目，我们逐一进行分析：

1. 需求分析阶段

  • 功能需求:

    • 图像捕捉: 设备需要能够捕捉现实世界的三维场景。考虑到“降维”的概念，我们可能需要一个图像传感器（摄像头）来捕捉图像。
    • 降维处理: 核心功能是将三维场景转化为二维图像。在实际实现中，这可能简化为图像的捕捉和处理，使其适合在纸条上打印。
    • 图像打印: 设备需要将处理后的二维图像打印在纸条上。这需要一个热敏打印机模块。
    • 用户交互: 至少需要一个拍照按钮来触发图像捕捉和打印过程。可能还需要指示设备状态的LED灯。
    • 电源管理: 设备需要稳定的电源供应，可能是电池供电，并需要考虑低功耗设计。

  • 非功能需求:

    • 可靠性: 系统需要稳定可靠运行，减少故障率。
    • 高效性: 图像捕捉、处理和打印过程需要快速高效。
    • 可扩展性: 系统架构应易于扩展新功能或改进现有功能。
    • 低功耗: 如果是电池供电，功耗应尽可能低，延长续航时间。
    • 易用性: 操作简单直观，用户友好。
    • 成本: 在满足功能和性能的前提下，控制硬件和软件开发成本。
    • 体积: 设备应小巧便携，符合“拍立得”的定位。

2. 系统设计阶段

基于需求分析，我们进行系统设计，主要包括硬件架构和软件架构的设计。

2.1 硬件架构设计

  • 核心处理器 (MCU): 选择一个合适的微控制器作为系统的核心，负责控制各个硬件模块，运行软件程序。考虑到需要处理图像数据和控制打印机，我们需要选择性能适中的MCU，例如：
    • ARM Cortex-M 系列: 例如 STM32 系列，具有丰富的型号选择，性能和功耗平衡，生态系统完善。
    • ESP32 系列: 集成了 Wi-Fi 和蓝牙，如果需要无线功能可以考虑。
  • 图像传感器 (Camera Module): 选择一个合适的摄像头模块，用于捕捉图像。
    • CMOS 图像传感器: 常见的选择，成本较低，性能良好。 可以选择带并行接口或者MIPI接口的摄像头模组。
  • 热敏打印机模块: 用于将图像打印在纸条上。
    • 小型热敏打印机: 市面上有很多成熟的热敏打印机模块可供选择，需要考虑打印宽度、分辨率和接口类型。
  • 电源管理模块: 负责电源输入、稳压、电池管理等。
    • 电源管理IC (PMIC): 例如 TPS630 等，提供稳定的电源输出。
    • 电池: 锂电池或干电池，根据需求选择。
  • 用户交互模块:
    • 按键: 用于拍照等操作。
    • LED 指示灯: 用于指示设备状态。
  • 存储器:
    • Flash: 用于存储程序代码和配置文件。
    • RAM: 用于程序运行时的数据存储。 MCU内部通常自带足够的RAM，如果需要缓存大量图像数据，可能需要外置RAM。
  • 接口:
    • GPIO: 用于控制LED、按键、打印机等。
    • SPI/I2C/UART: 用于与摄像头、打印机等模块通信。
    • USB: 用于调试、固件升级或数据传输 (可选)。

2.2 软件架构设计

软件架构是嵌入式系统设计的核心。为了构建可靠、高效、可扩展的系统平台，我们选择分层架构，并结合事件驱动和实时操作系统 (RTOS) 的设计思想。

分层架构: 将软件系统划分为不同的层次，每一层负责特定的功能，层与层之间通过清晰定义的接口进行通信。 这种架构提高了代码的模块化、可维护性和可复用性。

  • 硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer): 最底层，直接与硬件交互。 HAL 封装了对硬件的访问，向上层提供统一的接口，屏蔽了底层硬件的差异。 即使更换硬件平台，只需要修改 HAL 层，上层代码无需改动。
  • 设备驱动层 (Device Drivers): 位于 HAL 层之上，负责驱动具体的硬件设备，例如摄像头驱动、打印机驱动、GPIO 驱动等。 驱动层调用 HAL 层提供的接口来操作硬件，并向上层提供设备的操作接口。
  • 操作系统层 (OS Layer): 使用实时操作系统 (RTOS) 来管理系统资源，例如任务调度、内存管理、同步互斥等。 RTOS 提高了系统的实时性、并发性和可靠性。 我们选择 FreeRTOS 作为我们的 RTOS。
  • 中间件层 (Middleware Layer): 提供一些通用的服务和组件，例如文件系统、网络协议栈 (如果需要)、图形库 (如果需要更复杂的UI) 等。 对于“二向箔拍立得”，我们可能需要一个简单的图像处理库。
  • 应用层 (Application Layer): 最上层，实现系统的具体功能逻辑，例如图像捕捉、图像处理、打印控制、用户交互等。 应用层调用下层提供的接口来实现业务逻辑。

事件驱动: 系统主要通过事件来驱动程序的运行。例如，按键按下事件、摄像头数据就绪事件、打印机状态事件等。 事件驱动架构提高了系统的响应速度和效率。

实时操作系统 (RTOS): 使用 FreeRTOS 能够更好地管理系统资源，实现多任务并发执行，提高系统的实时性和可靠性。 例如，我们可以创建不同的任务来分别负责图像捕捉、图像处理、打印控制和用户界面，RTOS 负责任务调度和资源分配。

3. 硬件选型与设计阶段

根据硬件架构设计，选择具体的硬件组件，并进行硬件电路设计。 这部分涉及到电子工程领域的知识，不在本文的重点范围内，我们假设硬件平台已经搭建完成，并提供了相应的硬件驱动接口。

4. 软件设计与开发阶段

这是本文的重点。我们将详细介绍软件设计和 C 代码实现。

4.1 软件模块划分

根据分层架构，我们将软件系统划分为以下模块：

  • HAL 模块 (hal.c, hal.h):

    • hal_gpio.c, hal_gpio.h: GPIO 操作函数 (初始化、输出、输入)。
    • hal_camera.c, hal_camera.h: 摄像头硬件接口 (初始化、图像数据读取)。 (这里为了简化，我们假设摄像头数据已经可以以字节流的形式读取)
    • hal_printer.c, hal_printer.h: 热敏打印机硬件接口 (初始化、发送打印命令)。
    • hal_timer.c, hal_timer.h: 定时器相关函数 (延时功能)。
    • hal_uart.c, hal_uart.h: 串口通信函数 (用于调试输出)。

  • 驱动模块 (drivers):

    • camera_driver.c, camera_driver.h: 摄像头驱动 (初始化、启动捕捉、获取图像数据)。
    • printer_driver.c, printer_driver.h: 打印机驱动 (初始化、打印图像、走纸)。
    • button_driver.c, button_driver.h: 按键驱动 (按键检测、事件处理)。
    • led_driver.c, led_driver.h: LED 驱动 (LED 控制)。

  • 操作系统模块 (os):

    • freertos_wrapper.c, freertos_wrapper.h: 封装 FreeRTOS 的 API，方便上层使用。 (例如任务创建、信号量、互斥锁、消息队列的封装)

  • 中间件模块 (middleware):

    • image_process.c, image_process.h: 图像处理模块 (灰度转换、二值化、缩放等)。

  • 应用模块 (application):

    • app_main.c: 主应用程序逻辑 (系统初始化、任务创建、事件处理)。
    • ui_task.c, ui_task.h: 用户界面任务 (按键事件处理、LED 状态显示)。
    • capture_task.c, capture_task.h: 图像捕捉任务 (控制摄像头捕捉图像)。
    • process_task.c, process_task.h: 图像处理任务 (处理捕捉到的图像)。
    • print_task.c, print_task.h: 打印任务 (控制打印机打印图像)。

  • 配置模块 (config):

    • config.h: 系统配置参数 (例如打印纸张宽度、图像分辨率等)。

4.2 C 代码实现 (3000+ 行)

为了达到 3000 行代码的要求，我们将详细实现各个模块，并添加必要的注释和错误处理。 以下代码仅为示例，可能需要根据具体的硬件平台和功能需求进行调整。

(1) config.h (配置模块)

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#ifndef CONFIG_H
#define CONFIG_H

// 系统时钟频率 (假设为 72MHz)
#define SYS_CLK_FREQ 72000000

// 打印纸张宽度 (像素)
#define PRINTER_PAPER_WIDTH 384

// 图像宽度 (像素)
#define IMAGE_WIDTH 640
// 图像高度 (像素)
#define IMAGE_HEIGHT 480

// 打印图像宽度 (像素)  打印时缩放到纸张宽度
#define PRINT_IMAGE_WIDTH PRINTER_PAPER_WIDTH
// 打印图像高度 (像素)  根据纸张比例自动计算，或者固定高度
#define PRINT_IMAGE_HEIGHT 200

// LED 指示灯 GPIO 定义
#define LED_GREEN_GPIO_PORT  // 定义 GPIO 端口
#define LED_GREEN_GPIO_PIN   // 定义 GPIO 引脚

// 按键 GPIO 定义
#define BUTTON_CAPTURE_GPIO_PORT  // 定义 GPIO 端口
#define BUTTON_CAPTURE_GPIO_PIN   // 定义 GPIO 引脚

// 摄像头相关配置 (这里简化，实际可能更复杂)
#define CAMERA_DATA_PIN_START  // 摄像头数据起始引脚
#define CAMERA_DATA_PIN_END    // 摄像头数据结束引脚
#define CAMERA_CLK_PIN        // 摄像头时钟引脚
#define CAMERA_VSYNC_PIN      // 摄像头 VSYNC 引脚
#define CAMERA_HREF_PIN       // 摄像头 HREF 引脚

// 打印机相关配置 (这里简化，实际可能更复杂)
#define PRINTER_DATA_PIN      // 打印机数据引脚
#define PRINTER_CLK_PIN       // 打印机时钟引脚
#define PRINTER_CS_PIN        // 打印机片选引脚
#define PRINTER_RESET_PIN     // 打印机复位引脚

// 串口调试配置
#define DEBUG_UART_PORT       // 调试串口端口
#define DEBUG_UART_BAUDRATE   115200

#endif // CONFIG_H

(2) hal 模块 (hal.h, hal_gpio.h, hal_gpio.c, …)

  • hal.h
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#ifndef HAL_H
#define HAL_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// GPIO 相关函数声明
void hal_gpio_init(void);
void hal_gpio_set_output(uint32_t port, uint32_t pin);
void hal_gpio_set_input(uint32_t port, uint32_t pin, bool pull_up);
void hal_gpio_write_pin(uint32_t port, uint32_t pin, bool value);
bool hal_gpio_read_pin(uint32_t port, uint32_t pin);

// 摄像头相关函数声明
void hal_camera_init(void);
bool hal_camera_read_data(uint8_t *buffer, uint32_t size); // 读取摄像头数据到 buffer

// 打印机相关函数声明
void hal_printer_init(void);
bool hal_printer_send_data(const uint8_t *data, uint32_t size); // 发送数据到打印机
bool hal_printer_feed_paper(uint32_t lines); // 走纸

// 定时器相关函数声明
void hal_timer_delay_ms(uint32_t ms);

// 串口相关函数声明
void hal_uart_init(uint32_t baudrate);
void hal_uart_send_byte(uint8_t data);
void hal_uart_send_string(const char *str);

#endif // HAL_H
  • hal_gpio.h
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#ifndef HAL_GPIO_H
#define HAL_GPIO_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// GPIO 端口和引脚定义 (这里只是示例，需要根据具体 MCU 定义)
typedef uint32_t GPIO_PORT_TypeDef;
typedef uint32_t GPIO_PIN_TypeDef;

#define GPIO_PORT_A  // 假设 GPIO 端口 A
#define GPIO_PORT_B  // 假设 GPIO 端口 B
// ... 其他端口

#define GPIO_PIN_0   (1 << 0)
#define GPIO_PIN_1   (1 << 1)
#define GPIO_PIN_2   (1 << 2)
// ... 其他引脚

// GPIO 初始化
void hal_gpio_init(void);

// 设置 GPIO 为输出模式
void hal_gpio_set_output(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin);

// 设置 GPIO 为输入模式
void hal_gpio_set_input(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin, bool pull_up);

// 写 GPIO 引脚
void hal_gpio_write_pin(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin, bool value);

// 读 GPIO 引脚
bool hal_gpio_read_pin(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin);

#endif // HAL_GPIO_H
  • hal_gpio.c
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#include "hal_gpio.h"
#include "config.h" // 包含配置头文件

// GPIO 初始化
void hal_gpio_init(void) {
    // 初始化 GPIO 时钟 (根据具体 MCU 的时钟配置)
    // 例如: RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // 初始化 LED GPIO
    hal_gpio_set_output(LED_GREEN_GPIO_PORT, LED_GREEN_GPIO_PIN);

    // 初始化 按键 GPIO
    hal_gpio_set_input(BUTTON_CAPTURE_GPIO_PORT, BUTTON_CAPTURE_GPIO_PIN, true); // 使能上拉
}

// 设置 GPIO 为输出模式
void hal_gpio_set_output(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin) {
    // 配置 GPIO 为输出模式 (根据具体 MCU 的 GPIO 配置寄存器操作)
    // 例如:
    // GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = pin;
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    // GPIO_Init(port, &GPIO_InitStructure);
}

// 设置 GPIO 为输入模式
void hal_gpio_set_input(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin, bool pull_up) {
    // 配置 GPIO 为输入模式 (根据具体 MCU 的 GPIO 配置寄存器操作)
    // 例如:
    // GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = pin;
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 浮空输入 (如果 pull_up 为 false)
    // if (pull_up) {
    //     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
    // }
    // GPIO_Init(port, &GPIO_InitStructure);
}

// 写 GPIO 引脚
void hal_gpio_write_pin(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin, bool value) {
    // 写 GPIO 引脚电平 (根据具体 MCU 的 GPIO 寄存器操作)
    // 例如:
    // if (value) {
    //     GPIO_SetBits(port, pin); // 设置高电平
    // } else {
    //     GPIO_ResetBits(port, pin); // 设置低电平
    // }
}

// 读 GPIO 引脚
bool hal_gpio_read_pin(GPIO_PORT_TypeDef port, GPIO_PIN_TypeDef pin) {
    // 读 GPIO 引脚电平 (根据具体 MCU 的 GPIO 寄存器操作)
    // 例如:
    // return GPIO_ReadInputDataBit(port, pin) == Bit_SET; // 返回 true 如果为高电平
    return false; // 占位符，实际需要读取 GPIO 状态
}

(3) hal_camera.h, hal_camera.c

  • hal_camera.h
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#ifndef HAL_CAMERA_H
#define HAL_CAMERA_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// 摄像头初始化
void hal_camera_init(void);

// 读取摄像头数据到 buffer，返回 true 表示成功，false 表示失败
bool hal_camera_read_data(uint8_t *buffer, uint32_t size);

#endif // HAL_CAMERA_H
  • hal_camera.c
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#include "hal_camera.h"
#include "config.h"
#include "hal_gpio.h" // 可能需要使用 GPIO 控制摄像头

// 摄像头初始化
void hal_camera_init(void) {
    // 初始化摄像头相关的 GPIO 引脚
    // 例如，配置数据引脚、时钟引脚、同步信号引脚为输入
    // hal_gpio_set_input(...);

    // 初始化摄像头模块 (例如，发送初始化命令，设置分辨率等)
    // 具体的初始化过程取决于摄像头模块的规格
    // 这里简化，假设摄像头初始化完成
    hal_uart_send_string("Camera Initialized\r\n"); // 调试信息
}

// 读取摄像头数据到 buffer，返回 true 表示成功，false 表示失败
bool hal_camera_read_data(uint8_t *buffer, uint32_t size) {
    // 从摄像头读取图像数据
    // 实际的读取过程可能涉及复杂的时序控制和数据解析
    // 这里为了简化，假设摄像头数据可以直接从 GPIO 引脚读取

    if (buffer == NULL || size == 0) {
        return false; // 参数错误
    }

    hal_uart_send_string("Reading camera data...\r\n"); // 调试信息

    // 模拟读取摄像头数据 (实际需要根据摄像头接口读取)
    for (uint32_t i = 0; i < size; i++) {
        // 模拟生成一些随机数据作为图像数据
        buffer[i] = (uint8_t)(i % 256); // 简单的模拟数据
        hal_timer_delay_ms(1); // 模拟读取数据的时间
    }

    hal_uart_send_string("Camera data read complete.\r\n"); // 调试信息
    return true;
}

(4) hal_printer.h, hal_printer.c

  • hal_printer.h
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#ifndef HAL_PRINTER_H
#define HAL_PRINTER_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// 打印机初始化
void hal_printer_init(void);

// 发送数据到打印机，返回 true 表示成功，false 表示失败
bool hal_printer_send_data(const uint8_t *data, uint32_t size);

// 打印机走纸，lines 表示走纸行数
bool hal_printer_feed_paper(uint32_t lines);

#endif // HAL_PRINTER_H
  • hal_printer.c
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#include "hal_printer.h"
#include "config.h"
#include "hal_gpio.h"
#include "hal_timer.h"

// 打印机初始化
void hal_printer_init(void) {
    // 初始化打印机相关的 GPIO 引脚
    // 例如，配置数据引脚、时钟引脚、片选引脚为输出
    // hal_gpio_set_output(...);
    // 复位打印机 (如果需要)
    // hal_gpio_write_pin(PRINTER_RESET_PIN, false);
    // hal_timer_delay_ms(10);
    // hal_gpio_write_pin(PRINTER_RESET_PIN, true);
    // hal_timer_delay_ms(100);

    // 初始化打印机模块 (例如，发送初始化命令)
    // 具体的初始化过程取决于打印机模块的规格和协议 (例如 ESC/POS 命令集)
    // 这里简化，假设打印机初始化完成

    hal_uart_send_string("Printer Initialized\r\n"); // 调试信息
}

// 发送数据到打印机，返回 true 表示成功，false 表示失败
bool hal_printer_send_data(const uint8_t *data, uint32_t size) {
    if (data == NULL || size == 0) {
        return false; // 参数错误
    }

    hal_uart_send_string("Sending data to printer...\r\n"); // 调试信息

    // 模拟发送数据到打印机 (实际需要根据打印机接口协议发送)
    for (uint32_t i = 0; i < size; i++) {
        // 模拟通过 GPIO 引脚发送数据 (例如 SPI 或串行接口)
        // 这里简化，直接延时模拟发送时间
        hal_timer_delay_ms(1); // 模拟发送一个字节的时间
    }

    hal_uart_send_string("Printer data sent complete.\r\n"); // 调试信息
    return true;
}

// 打印机走纸，lines 表示走纸行数
bool hal_printer_feed_paper(uint32_t lines) {
    hal_uart_send_string("Feeding paper...\r\n"); // 调试信息

    // 发送走纸命令到打印机 (例如 ESC/POS 命令)
    // 实际的命令需要查阅打印机模块的文档
    // 这里简化，直接延时模拟走纸时间

    hal_timer_delay_ms(lines * 100); // 假设每行 100ms 走纸时间

    hal_uart_send_string("Paper feed complete.\r\n"); // 调试信息
    return true;
}

(5) hal_timer.h, hal_timer.c

  • hal_timer.h
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#ifndef HAL_TIMER_H
#define HAL_TIMER_H

#include <stdint.h>

// 延时函数，单位毫秒
void hal_timer_delay_ms(uint32_t ms);

#endif // HAL_TIMER_H
  • hal_timer.c
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#include "hal_timer.h"
#include "FreeRTOS.h" // 包含 FreeRTOS 头文件
#include "task.h"     // 包含 FreeRTOS 任务头文件

// 延时函数，单位毫秒 (使用 FreeRTOS 的 vTaskDelay 实现)
void hal_timer_delay_ms(uint32_t ms) {
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS); // 将毫秒转换为 RTOS Tick
}

(6) hal_uart.h, hal_uart.c

  • hal_uart.h
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#ifndef HAL_UART_H
#define HAL_UART_H

#include <stdint.h>

// 串口初始化
void hal_uart_init(uint32_t baudrate);

// 发送一个字节
void hal_uart_send_byte(uint8_t data);

// 发送字符串
void hal_uart_send_string(const char *str);

#endif // HAL_UART_H
  • hal_uart.c
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#include "hal_uart.h"
#include "config.h"

// 串口初始化
void hal_uart_init(uint32_t baudrate) {
    // 初始化 UART 硬件 (根据具体 MCU 的 UART 初始化配置)
    // 例如：
    // USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    // GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能 UART 时钟和 GPIO 时钟
    // RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置 UART TX 引脚为复用推挽输出
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // 例如 TX 引脚
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    // GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置 UART RX 引脚为浮空输入
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; // 例如 RX 引脚
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    // GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // UART 初始化配置
    // USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;
    // USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    // USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    // USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    // USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    // USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
    // USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    // 使能 UART
    // USART_Cmd(USART1, ENABLE);

    hal_uart_send_string("UART Initialized\r\n"); // 调试信息
}

// 发送一个字节
void hal_uart_send_byte(uint8_t data) {
    // 发送一个字节数据到 UART (根据具体 MCU 的 UART 发送函数)
    // 例如:
    // USART_SendData(USART1, data);
    // while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); // 等待发送完成
    (void)data; // 避免编译器警告，实际需要发送数据
}

// 发送字符串
void hal_uart_send_string(const char *str) {
    if (str == NULL) {
        return;
    }
    while (*str != '\0') {
        hal_uart_send_byte((uint8_t)*str++);
    }
}

(7) drivers 模块 (camera_driver.h, camera_driver.c, …)

  • camera_driver.h
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#ifndef CAMERA_DRIVER_H
#define CAMERA_DRIVER_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// 摄像头驱动初始化
bool camera_driver_init(void);

// 启动摄像头捕捉图像
bool camera_driver_start_capture(void);

// 获取图像数据，buffer 存储图像数据，返回实际读取的字节数，-1 表示错误
int32_t camera_driver_get_image_data(uint8_t *buffer, uint32_t buffer_size);

#endif // CAMERA_DRIVER_H
  • camera_driver.c
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#include "camera_driver.h"
#include "hal_camera.h"
#include "config.h"
#include "hal_timer.h"
#include "hal_uart.h"

// 摄像头驱动初始化
bool camera_driver_init(void) {
    hal_camera_init(); // 调用 HAL 层摄像头初始化函数
    hal_uart_send_string("Camera Driver Initialized\r\n"); // 调试信息
    return true;
}

// 启动摄像头捕捉图像
bool camera_driver_start_capture(void) {
    hal_uart_send_string("Starting camera capture...\r\n"); // 调试信息
    // 启动摄像头捕捉图像的硬件操作 (例如，控制摄像头模块的 power down 引脚，发送开始捕捉命令等)
    // 这里简化，假设摄像头一直处于捕捉状态
    hal_timer_delay_ms(500); // 模拟摄像头启动时间
    hal_uart_send_string("Camera capture started.\r\n"); // 调试信息
    return true;
}

// 获取图像数据，buffer 存储图像数据，返回实际读取的字节数，-1 表示错误
int32_t camera_driver_get_image_data(uint8_t *buffer, uint32_t buffer_size) {
    if (buffer == NULL || buffer_size == 0) {
        return -1; // 参数错误
    }

    uint32_t image_size = IMAGE_WIDTH * IMAGE_HEIGHT; // 计算图像大小
    if (buffer_size < image_size) {
        hal_uart_send_string("Error: Buffer size too small for image data.\r\n");
        return -1; // buffer 太小
    }

    if (!hal_camera_read_data(buffer, image_size)) { // 调用 HAL 层读取摄像头数据
        hal_uart_send_string("Error: Failed to read camera data from HAL.\r\n");
        return -1; // HAL 层读取失败
    }

    hal_uart_send_string("Camera Driver: Image data retrieved.\r\n"); // 调试信息
    return image_size; // 返回实际读取的字节数
}
  • printer_driver.h
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#ifndef PRINTER_DRIVER_H
#define PRINTER_DRIVER_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// 打印机驱动初始化
bool printer_driver_init(void);

// 打印图像数据，imageData 指向图像数据，dataSize 为数据大小
bool printer_driver_print_image(const uint8_t *imageData, uint32_t dataSize);

// 打印文本
bool printer_driver_print_text(const char *text);

// 打印走纸，lines 为走纸行数
bool printer_driver_feed_paper(uint32_t lines);

#endif // PRINTER_DRIVER_H
  • printer_driver.c
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#include "printer_driver.h"
#include "hal_printer.h"
#include "config.h"
#include "hal_uart.h"
#include "hal_timer.h"

// 打印机驱动初始化
bool printer_driver_init(void) {
    hal_printer_init(); // 调用 HAL 层打印机初始化函数
    hal_uart_send_string("Printer Driver Initialized\r\n"); // 调试信息
    return true;
}

// 打印图像数据，imageData 指向图像数据，dataSize 为数据大小
bool printer_driver_print_image(const uint8_t *imageData, uint32_t dataSize) {
    if (imageData == NULL || dataSize == 0) {
        return false; // 参数错误
    }

    hal_uart_send_string("Printer Driver: Printing image...\r\n"); // 调试信息

    // 将图像数据发送到打印机 HAL 层进行打印
    if (!hal_printer_send_data(imageData, dataSize)) {
        hal_uart_send_string("Error: Failed to send image data to printer HAL.\r\n");
        return false; // HAL 层发送失败
    }

    hal_uart_send_string("Printer Driver: Image printing complete.\r\n"); // 调试信息
    return true;
}

// 打印文本
bool printer_driver_print_text(const char *text) {
    if (text == NULL) {
        return false; // 参数错误
    }

    hal_uart_send_string("Printer Driver: Printing text: ");
    hal_uart_send_string(text);
    hal_uart_send_string("\r\n");

    // 将文本数据发送到打印机 HAL 层进行打印 (需要将文本转换为打印机支持的命令格式，例如 ESC/POS 文本打印命令)
    // 这里简化，直接将文本作为字节流发送，实际需要根据打印机协议进行处理
    if (!hal_printer_send_data((const uint8_t *)text, strlen(text))) {
        hal_uart_send_string("Error: Failed to send text data to printer HAL.\r\n");
        return false; // HAL 层发送失败
    }

    hal_uart_send_string("Printer Driver: Text printing complete.\r\n");
    return true;
}

// 打印走纸，lines 为走纸行数
bool printer_driver_feed_paper(uint32_t lines) {
    hal_uart_send_string("Printer Driver: Feeding paper...\r\n"); // 调试信息
    if (!hal_printer_feed_paper(lines)) {
        hal_uart_send_string("Error: Failed to feed paper from printer HAL.\r\n");
        return false; // HAL 层走纸失败
    }
    hal_uart_send_string("Printer Driver: Paper feed complete.\r\n"); // 调试信息
    return true;
}
  • button_driver.h
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#ifndef BUTTON_DRIVER_H
#define BUTTON_DRIVER_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// 按键事件类型
typedef enum {
    BUTTON_EVENT_NONE,
    BUTTON_EVENT_CAPTURE,
    // ... 可以添加其他按键事件类型
} button_event_t;

// 按键驱动初始化
bool button_driver_init(void);

// 获取按键事件
button_event_t button_driver_get_event(void);

#endif // BUTTON_DRIVER_H
  • button_driver.c
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#include "button_driver.h"
#include "hal_gpio.h"
#include "config.h"
#include "hal_timer.h"

// 按键驱动初始化
bool button_driver_init(void) {
    hal_gpio_init(); // 确保 GPIO 初始化
    return true;
}

// 获取按键事件
button_event_t button_driver_get_event(void) {
    static bool last_button_state = true; // 假设按键默认释放状态为高电平 (上拉)

    bool current_button_state = hal_gpio_read_pin(BUTTON_CAPTURE_GPIO_PORT, BUTTON_CAPTURE_GPIO_PIN);

    if (!current_button_state && last_button_state) { // 检测到按键按下 (从释放到按下)
        last_button_state = current_button_state;
        hal_timer_delay_ms(50); // 简单的软件去抖动
        return BUTTON_EVENT_CAPTURE; // 返回捕捉事件
    } else if (current_button_state && !last_button_state) { // 检测到按键释放 (从按下到释放)
        last_button_state = current_button_state;
    }

    return BUTTON_EVENT_NONE; // 没有事件发生
}
  • led_driver.h
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#ifndef LED_DRIVER_H
#define LED_DRIVER_H

#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>

// LED 状态类型
typedef enum {
    LED_STATE_OFF,
    LED_STATE_ON,
    LED_STATE_BLINK_SLOW,
    LED_STATE_BLINK_FAST,
    // ... 可以添加其他 LED 状态
} led_state_t;

// LED 驱动初始化
bool led_driver_init(void);

// 设置 LED 状态
void led_driver_set_state(led_state_t state);

#endif // LED_DRIVER_H
  • led_driver.c
#include "led_driver.h"
#include "hal_gpio.h"
#include "config.h"
#include "hal_timer.h"

// LED 驱动初始化
bool led_driver_init(void) {
    hal_gpio_init(); // 确保 GPIO 初始化
    // 初始化时默认关闭 LED
    led_driver_set_state(LED_STATE_OFF);
    return true;
}

// 设置 LED 状态
void led_driver_set_state(led_state_t state) {
    switch (state) {
        case LED_STATE_OFF:
            hal_gpio_write_pin(LED_GREEN_GPIO_PORT, LED_GREEN_GPIO_PIN, false); // 关闭 LED
            break;
        case LED_STATE_ON:
            hal_gpio_write_pin(LED_GREEN_GPIO_PORT, LED_GREEN_GPIO_PIN, true);  // 打开 LED
            break;
        case LED_STATE_BLINK_SLOW:
            // 慢速闪烁 (实际实现需要使用定时器或任务来控制闪烁)
            // 这里为了简化，只设置为 ON
            hal_gpio_write_pin(LED_GREEN_GPIO_PORT, LED_GREEN_GPIO_PIN, true);
            break;
        case LED_STATE_BLINK_FAST:
            // 快速闪烁 (实际实现需要使用定时器或任务来控制闪烁)
            // 这里为了简化，只设置

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