AIR32F103(十一) 在AIR32F103上移植微雪墨水屏驅動

来源:https://www.cnblogs.com/milton/archive/2023/03/11/17205061.html
-Advertisement-
Play Games

在合宙上買了一片1.54寸的墨水屏一直在吃灰, 這次趁點亮的機會把AIR32F103上的驅動示例給做了. 將微雪的墨水屏驅動移植到 AIR32F103 上, 代碼已經提交到 GitHub 倉庫, 如果需要驅動其它型號的墨水屏, 編輯 EPD_Config.h 將 #define EPD_1IN54 ... ...


目錄

電子墨水屏 Electronic Paper, Digital Paper

電子墨水屏又稱電子紙, 其結構是兩片基板, 上面分佈著微小透明顆粒, 顆粒是一種帶正負電的黑色, 紅色和白色粒子密封於內部液態微膠囊. 不同顏色的帶電粒子會因施加電場的不同, 朝不同的方向運動，在顯示屏錶面呈現出黑或白, 紅或白的效果, 這樣，在電子紙的錶面就可以顯示出圖案和文字, 視覺效果與紙張極為類似, 不發光, 只有畫素顏色變化時(例如從黑轉到白)才耗電, 掉電後屏上畫面仍保留, 這個特性使其特別適合於在路牌, 標簽, 價簽這樣的場合使用. 但是這個特性也會帶來一些副作用, 例如長時間展示同一畫面, 會導致顯示顆粒老化, 畫面不易清除, 以及刷新慢等情況. 在長時間不使用時, 建議清屏(白屏)後再斷電, 放置時顯示面朝上. 如果需要長時間展示一個畫面, 最好設置為每隔數小時刷新一次, 減緩老化.

之前在合宙上買了一片1.54寸的墨水屏一直在吃灰, 這次趁點亮的機會把AIR32F103上的驅動示例給做了.

微雪驅動庫

微雪可能是因為墨水屏才被大家熟知, 其實這家做了相當多的電路模塊, 主要做外銷, 國內瞭解的比較少.

他們維護了一個品類眾多(45種)的墨水屏型號列表, 在 GitHub 上有一個專門的代碼倉庫

https://github.com/waveshare/e-Paper

微雪的這個驅動庫代碼質量還是不錯的. 裡面帶了針對 RaspberryPi, Arduino 和 STM32 的驅動, STM32的這個驅動, 用的硬體是 STM32F103ZET6, 遷移到AIR32F103很方便.

驅動庫當前支持以下的45種墨水屏型號, 從1.54寸到7.5寸, 其命名方式是 1N54 代表 1.54英寸, 如果同一尺寸有多個, 用 B, C, D, V2, V3 等尾碼區分.

EPD_1IN54
EPD_1IN54B_V2
EPD_1IN54B
EPD_1IN54C
EPD_1IN64G
EPD_2IN7_V2
EPD_2IN7
EPD_2IN7B_V2
EPD_2IN7B
EPD_2IN9_V2
EPD_2IN9
EPD_2IN9B_V3
EPD_2IN9BC
EPD_2IN9D
EPD_2IN13_V2
EPD_2IN13_V3
EPD_2IN13
EPD_2IN13B_V3
EPD_2IN13B_V4
EPD_2IN13BC
EPD_2IN13D
EPD_2IN36G
EPD_2IN66
EPD_2IN66B
EPD_3IN0G
EPD_3IN7
EPD_3IN52
EPD_4IN01F
EPD_4IN2
EPD_4IN2B_V2
EPD_4IN2BC
EPD_4IN37G
EPD_5IN65F
EPD_5IN83_V2
EPD_5IN83
EPD_5IN83B_V2
EPD_5IN83BC
EPD_7IN3F
EPD_7IN3G
EPD_7IN5_HD
EPD_7IN5_V2
EPD_7IN5
EPD_7IN5B_HD
EPD_7IN5B_V2
EPD_7IN5BC

將微雪驅動庫移植到AIR32F103

添加驅動庫代碼

將微雪倉庫導出, 需要的部分都在 STM32/STM32-F103ZET6/User 目錄下, 將其中代碼部分複製到AIR32F103的庫目錄下, 形成目錄結構為

Libraries
├── AIR32F10xLib
├── CMSIS
├── Debug
├── DeviceSupport
├── EPaper
│    ├── Config            # 配置文件
│    ├── e-Paper           # 對應每一個型號的 .c 和 .h 文件, 驅動的核心
│    ├── Examples          # 對應每一個型號的測試示例, 都實現了 EPD_test(void) 這個方法
│    ├── Fonts             # 字體, 5個英文字體, 2個中文字體(只是少數幾個漢字)
│    └── GUI               # 點線面的繪製方法

因為目的是要在 GNU GCC 下使用 Makefile 編譯, 所以有些地方需要優化一下

  1. 將目錄重命名一下, e-Paper 改為 Lib
  2. 將 Debug.h 刪除, 其內容集成到 DEV_Config.h
  3. 將 DEV_Config.c 和 DEV_Config.h 的公用部分(固定部分)提取為 EPD_Common.c 和 EPD_Common.h, 放到 Lib 下
  4. 將 DEV_Config.h 中的配置部分提出來創建 EPD_Config_Template.h, 這個文件在創建項目時, 可以更名為 EPD_Config.h 放到項目目錄下.

變成這樣的結構

├── EPaper
│    ├── EPD_Config_Template.h
│    ├── Examples
│    ├── Fonts
│    ├── GUI
│    └── Lib

進一步將每一個型號提取為巨集, 然後對 Lib 和 Examples 下的每個驅動和測試 c 文件, 增加巨集判斷

#ifdef EPD_1IN54

...

#endif

這樣可以在 EPD_Config.h 中使用巨集配置啟用哪一個型號, 例如對於合宙這塊1.54的屏, 只需要啟用 1N54 這個巨集

/**
 * Uncomment the part number to enable
*/

// #define EPD_1IN02
// #define EPD_1IN54_V2
#define EPD_1IN54
// #define EPD_1IN54B_V2
// #define EPD_1IN54B
// #define EPD_1IN54C
// #define EPD_1IN64G
...
...
// #define EPD_7IN5B_V2
// #define EPD_7IN5BC

這樣編譯時未啟用的型號, 其驅動和測試會直接跳過

修改 Makefile

編輯項目模板的 Makefile, 增加配置項, y 代表啟用墨水屏驅動

# Build with Waveshare e-paper lib, y:yes, n:no
USE_EPAPER    ?= y

以及對應的編譯包含項, 這裡使用的是修改過名稱後的目錄名

ifeq ($(USE_EPAPER),y)
CDIRS   += Libraries/EPaper/Lib \
      Libraries/EPaper/Examples \
      Libraries/EPaper/Fonts \
      Libraries/EPaper/GUI

INCLUDES  += Libraries/EPaper/Lib \
      Libraries/EPaper/Examples \
      Libraries/EPaper/Fonts \
      Libraries/EPaper/GUI
endif

驅動墨水屏的示例項目

硬體部分

  • AIR32F103CBT6, 墨水屏驅動編譯完只有30多KByte, 所以用哪個型號都可以
  • 合宙的1.54寸墨水屏. 如果使用其它墨水屏, 記得修改啟用對應的巨集

接線是典型的 SPI 接線方式, 和普通LCD一樣, 但是沒有背光, 增加了一個 Busy 腳

 * Waveshare 1.54' E-Paper Demo
 * 
 * AIR32        E-Paper
 * - PA2        BUSY
 * - PA3        CS
 * - PA4        DC(Data/Command)
 * - PA5        SCK/SCL
 * - PA6        RES
 * - PA7        SI/SDA
 * - GND        GND
 * - 3.3V       VCC

軟體部分

設置 EPD_Config.h

  1. 將 EPD_Config_Template.h 複製到項目目錄下, 更名為 EPD_Config.h 並打開編輯
  2. 啟用 EPD_1IN54, 將其反註釋
  3. EPD_DEBUG設為1, 可以開啟串口日誌輸出
  4. 定義 RESET, DC, CS, BUSY 這幾個 GPIO 對應的 PORT和 PIN, 這些 PIN 腳隨後需要在程式中初始化
  5. 定義幾個關鍵方法的巨集

/**
 * Uncomment to enable the part
*/
// #define EPD_1IN02
// #define EPD_1IN54_V2
#define EPD_1IN54
// #define EPD_1IN54B_V2
// ...
// #define EPD_7IN5BC

#define EPD_DEBUG 1

/**
 * e-Paper GPIO
 */
#define EPD_RST_PIN     GPIOA, GPIO_Pin_6
#define EPD_DC_PIN      GPIOA, GPIO_Pin_4
#define EPD_CS_PIN      GPIOA, GPIO_Pin_3
#define EPD_BUSY_PIN    GPIOA, GPIO_Pin_2

/**
 * GPIO read and write
 */
#define EPD_Digital_Write(_pin, _value) GPIO_WriteBit(_pin, _value == 0? Bit_RESET:Bit_SET)
#define EPD_Digital_Read(_pin)          GPIO_ReadInputDataBit(_pin)
#define EPD_SPI_WriteByte(_value)       SPI_TxRx(_value)
#define EPD_Delay_ms(__xms)             Delay_Ms(__xms)

#endif

初始化外設

因為是示例項目, 就不單獨分文件了, 都添加到 main.c.

初始化普通 GPIO, PA2是輸入, PA3, PA4, PA6 都是輸出

void APP_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_6;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_6);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
}

初始化SPI1, 這裡用 PA5作為SCL, PA7作為SDA

void APP_SPI_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7);

  SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_1Line_Tx;
  SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
  SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
  SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_Low;
  SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_1Edge;
  SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
  SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8;
  SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
  SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 0;
  SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);

  SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
}

對應 EPD_Config.h 中的 EPD_SPI_WriteByte() 巨集定義, 創建 SPI 的位元組讀寫方法

uint8_t SPI_TxRx(uint8_t data)
{
  uint8_t retry = 0;
  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET && ++retry);
  SPI_I2S_SendData(SPI1, data);
  while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET && ++retry);
  return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
}

運行驅動測試

在 main() 中初始化後直接調用微雪自帶的測試函數. 這個測試會寫入圖, 然後寫入文字, 局部刷新, 最後清屏, 進入睡眠.

int main(void)
{
  //...

  APP_GPIO_Config();
  APP_SPI_Config();

  EPD_test();

  while (1);
}

遇到的問題

字體編譯錯誤

原驅動庫中文使用的是 GB2312 的編碼, 而我在 Ubuntu 下肯定是不用 GBK 的, 所以會亂碼, 我把這部分都改成 UTF-8 了, 因此對應的漢字的位元組數也從2變成了3, 需要做對應的修改

fonts.h

typedef struct
{
  unsigned char index[3];                                  //<-- 從 2 改成 3
  const char matrix[MAX_HEIGHT_FONT*MAX_WIDTH_FONT/8];
} CH_CN;

GUI_Paint.c

void Paint_DrawString_CN(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char * pString, cFONT* font,
                        UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
{
//...

            /* Point on the next character */
            p_text += 3;                                  //<-- 從 2 改成 3
//...

原先的字體定義方式為

/*--  文字:  好  --*/
/*--  微軟雅黑12;  此字體下對應的點陣為：寬x高=16x21   --*/
{"好",
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x73,0xFF,0x70,0x0F,0xFE,0x1E,
0x7E,0x3C,0x6E,0x38,0xEE,0x30,0xEF,0xFF,0xFC,0x30,0x7C,0x30,0x38,0x30,0x3E,0x30,
0x7E,0x30,0xE0,0x30,0xC1,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00},

這種初始化賦值應該是 ARM GCC 支持, 但是 GUN GCC 不支持, 編譯會報錯, 兩個struct成員變數不能用同一個花括弧, 需要改為

  /*--  文字:  好  --*/
/*--  微軟雅黑12;  此字體下對應的點陣為：寬x高=16x21   --*/
{
  index:"好",
  matrix: {
    0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x73,0xFF,0x70,0x0F,0xFE,0x1E,
    0x7E,0x3C,0x6E,0x38,0xEE,0x30,0xEF,0xFF,0xFC,0x30,0x7C,0x30,0x38,0x30,0x3E,0x30,
    0x7E,0x30,0xE0,0x30,0xC1,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00}
},

或者下麵這種形式

  /*--  文字:  好  --*/
/*--  微軟雅黑12;  此字體下對應的點陣為：寬x高=16x21   --*/
{
  "好",
  {
    0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x73,0xFF,0x70,0x0F,0xFE,0x1E,
    0x7E,0x3C,0x6E,0x38,0xEE,0x30,0xEF,0xFF,0xFC,0x30,0x7C,0x30,0x38,0x30,0x3E,0x30,
    0x7E,0x30,0xE0,0x30,0xC1,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00}
},

經過以上的修改, 就可以正常編譯了.

示例項目源代碼

代碼已經提交到 GitHub 倉庫

https://github.com/IOsetting/air32f103-template/tree/master/Examples/NonFreeRTOS/SPI/Waveshare_1N54_E-Paper

將目錄下的文件複製替換掉 User 目錄下的文件, 再編輯 Makefile, 開啟 EPaper 庫就能編譯.

如果需要驅動其它型號的墨水屏, 編輯 EPD_Config.h 將#define EPD_1IN54註釋掉, 再將需要啟用的型號取消註釋即可.


您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • 03-RabbitMQ的工作模式
    RabbitMQ的工作模式 一、模式概述 **RabbitMQ提供了6種工作模式：**簡單模式、工作隊列模式、訂閱模式、路由模式、通配符模式、遠程調用模式 其中遠程調用模式（RPC）暫不作介紹。 官網對於模式介紹：https://www.rabbitmq.com/getstarted.html 二、 ...
  • C++筆記--函數、預處理
    1 函數 1.1函數的介紹 1.1.1 函數的概述 函數是c語言的功能單位。實現一個功能可以封裝一個函數來實現。 定義函數的時候一切以功能為目的，根據功能去定函數的參數和返回值需要傳哪些數據給函數?(實參)、函數的功能代碼（函數體）如何實現?函數需要返回什麼類型的數據?考慮（傳入參數、函數體、返回值 ...
  • C#值傳遞引用傳遞
    C#參數修飾 ref修飾符： 使用ref修飾符可以使參數成為一個引用類型，從而允許我們在函數中修改該參數的值。如果我們將一個變數傳遞給一個使用ref修飾符的參數，那麼任何對該參數的修改都將影響到原始變數的值。例如： void MyFunction(ref int myParam) { myParam ...
  • 【WinForm】 自學筆記二：連接資料庫以及查詢結果顯示
    本次使用 SqlConnection 來連接資料庫，使用 DataGridView 來顯示查詢的結果。最終效果如下： 一、連接資料庫 1.獲取連接資料庫所需的字元串，包括伺服器名稱，資料庫名稱，用戶名以及密碼，可在配置文件中配置，或直接在代碼里寫死 在配置文件 App.config 中配置的代碼： ...
  • ASP.NET Core Web API 介面限流
    前言 ASP.NET Core Web API 介面限流、限制介面併發數量，我也不知道自己寫的有沒有問題，拋磚引玉、歡迎來噴！ 需求 寫了一個介面，參數可以傳多個人員，也可以傳單個人員，時間範圍限制最長一個月。簡單來說，當傳單個人員時，介面耗時很短，當傳多個人員時，一般人員會較多，介面耗時較長，一般 ...
  • 在 Sitecore 里使用 Solr 搜索 SortOrder 關聯的 Item
    在 C# 使用 Solr 搜索 sitecore 的配置信息文件可直接丟進 <Instance>\App_Config 下，sitecore 會自動檢測配置文件更新並載入到記憶體中。 通常情況下，配置信息文件是放在 <Instance>\App_Config\Include\<Project> 下，< ...
  • .Net -- EF Core
    1. EF Core簡介Entity Framework (EF) Core 是輕量化、可擴展、開源和跨平臺版的常用 Entity Framework 數據訪問技術。 EF Core 可用作對象關係映射程式 (O/RM)，這可以實現以下兩點： 使 .NET 開發人員能夠使用 .NET 對象處理資料庫 ...
  • 給C#auto屬性一個初始值的最佳方法是什麼？
    如果熟悉 GIthub 我們經常可以在一些開源項目的 PR 上看到會配置測試的驗證以及覆蓋率的報告，並且可以強制覆蓋率不低於設定的值才可以進行 Merge PR。 1.測試 創建一個 xUnit 單元測試項目。 Class /// <summary> /// Represents a class w ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • WPF中輕鬆生成動態圖表：實例詳解(MVVM模式)
    概述：本文代碼示例演示瞭如何在WPF中使用LiveCharts庫創建動態條形圖。通過創建數據模型、ViewModel和在XAML中使用`CartesianChart`控制項，你可以輕鬆實現圖表的數據綁定和動態更新。我將通過清晰的步驟指南包括詳細的中文註釋，幫助你快速理解並應用這一功能。 先上效果： 在 ...
  • .NET 中使用 GaussDB C# ORM
    openGauss(GaussDB ) openGauss是一款全面友好開放，攜手伙伴共同打造的企業級開源關係型資料庫。openGauss採用木蘭寬鬆許可證v2發行，提供面向多核架構的極致性能、全鏈路的業務、數據安全、基於AI的調優和高效運維的能力。openGauss深度融合華為在資料庫領域多年的研 ...
  • .NET中使用 openGauss C# ORM
    openGauss(GaussDB ) openGauss是一款全面友好開放，攜手伙伴共同打造的企業級開源關係型資料庫。openGauss採用木蘭寬鬆許可證v2發行，提供面向多核架構的極致性能、全鏈路的業務、數據安全、基於AI的調優和高效運維的能力。openGauss深度融合華為在資料庫領域多年的研 ...
  • 輕鬆使用Aspire rabbitmq framework
    概述：本示例演示了在WPF應用程式中實現多語言支持的詳細步驟。通過資源字典和數據綁定，以及使用語言管理器類，應用程式能夠在運行時動態切換語言。這種方法使得多語言支持更加靈活，便於維護，同時提供清晰的代碼結構。 在WPF中實現多語言的一種常見方法是使用資源字典和數據綁定。以下是一個詳細的步驟和示例源代 ...
  • .net事件
    描述（做一個簡單的記錄）： 事件（event）的本質是一個委托；（聲明一個事件： public event TestDelegate eventTest;） 委托（delegate）可以理解為一個符合某種簽名的方法類型；比如：TestDelegate委托的返回數據類型為string，參數為 int和 ...
  • .NET CORE 完美支持AOT 的 ORM SqlSugar 教程
    1、AOT適合場景 Aot適合工具類型的項目使用，優點禁止反編 ，第一次啟動快，業務型項目或者反射多的項目不適合用AOT AOT更新記錄: 實實在在經過實踐的AOT ORM 5.1.4.117 +支持AOT 5.1.4.123 +支持CodeFirst和非同步方法 5.1.4.129-preview1 ...
  • 【UWP】修改清單脫離沙盒運行
    總說周知，UWP 是運行在沙盒裡面的，所有許可權都有嚴格限制，和沙盒外交互也需要特殊的通道，所以從根本杜絕了 UWP 毒瘤的存在。但是實際上 UWP 只是一個應用模型，本身是沒有什麼許可權管理的，許可權管理全靠 App Container 沙盒控制，如果我們脫離了這個沙盒，UWP 就會放飛自我了。那麼有沒... ...
  • 《Effective C++》第三版-4. 設計與聲明（Design and Declarations）
    目錄條款17：讓介面容易被正確使用，不易被誤用（Make interfaces easy to use correctly and hard to use incorrectly）限制類型和值規定能做和不能做的事提供行為一致的介面條款19：設計class猶如設計type（Treat class de ...
  • 從零開始：Django項目的創建與配置指南
    title: 從零開始：Django項目的創建與配置指南 date: 2024/5/2 18:29:33 updated: 2024/5/2 18:29:33 categories: 後端開發 tags: Django WebDev Python ORM Security Deployment Op ...
  • mORMot 1.18 第18章 使用REST/JSON的客戶端/伺服器
    1、BOM對象 BOM:Broswer object model,即瀏覽器提供我們開發者在javascript用於操作瀏覽器的對象。 1.1、window對象 視窗方法 // BOM Browser object model 瀏覽器對象模型 // js中最大的一個對象.整個瀏覽器視窗出現的所有東西都 ...
所有分類