Подключить экран к магнитоле inch wide screen tft
Обновлено: 05.07.2024
Данный дисплей представляет из себя ЖК монитор с диагональю 3,5 дюйма. Основная задача дисплея - работа с простой графикой (рисование фигур, текста, линий), однако, также предусмотрен вывод на дисплей полноцветных фотографий и анимации. Данный дисплей выполнен в форм-факторе шилда для контроллеров линеек UNO, Mega, Leonardo, Due, что представляет дополнительное удобство в подключении.
На плате также расположен разъём для размещения SD-карт памяти, таким образом данный дисплей совмещает в себе три устройства - экран, шилд и модуль карт памяти.
Технические характеристики
Физические размеры
Плюсы использования
Минусы использования
Библиотеки для работы с дисплеем
Пример подключения и использования
Пример: В примере иллюстрируются основные возможности по выводу информации на дисплей с использованием контроллера Smart UNO. Дисплей подключается к контроллеру в качестве шилда.
Для этого нам понадобится:
Пример кода:
В этом руководстве мы расскажем как использовать TFT LCD дисплеи с Arduino, начиная с базовых команд и заканчивая профессиональным дизайном.
Мы постараемся освятить базовые команды, а также расскажем про профессиональные дизайны и технику. По планам поле статьи можно будет научиться:
- выводить тексты, символы и цифры с нужным шрифтом;
- рисовать фигуры, такие как круг, треугольник, квадрат и т.д.;
- отображать изображения .bmp на экране;
- изменять параметры экрана, такие как вращение и инвертирование цвета;
- отображать анимацию с помощью Arduino.
Из Википедии: Жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (TFT LCD, англ. thin-film transistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами.
Представление идей на дисплеях
В проектах электроники очень важно создать интерфейс между пользователем и системой. Этот интерфейс может быть создан путем отображения полезных данных, меню и простоты доступа. Красивый дизайн не менее важен.
Для этого есть несколько компонентов. Светодиоды, 7 сегментные модули, графические дисплеи и полноцветные TFT-дисплеи. Правильный компонент для ваших проектов зависит от количества отображаемых данных, типа взаимодействия с пользователем и емкости процессора.
TFT LCD - это вариант жидкокристаллического дисплея (LCD), который использует технологию тонкопленочного транзистора (TFT) для улучшения качества изображения, такого как адресность и контрастность. TFT LCD является активным матричным ЖК-дисплеем, в отличие от пассивных матричных ЖК-дисплеев или простых ЖК-дисплеев с прямым управлением с несколькими сегментами.
В проектах на Arduino частота процессора низкая. Таким образом, невозможно отображать сложные изображения высокой четкости и высокоскоростные движения. Поэтому полноцветные TFT-дисплеи могут использоваться только для отображения простых данных и команд.
В этой статье мы использовали библиотеки и передовую технику для отображения данных, графиков, меню и т.д. с профессиональным дизайном. Таким образом любой ваш проект будет выглядеть просто невероятно классно.
Какого размера? Какой контроллер?
Размер экранов влияет на параметры вашего проекта. Большой дисплей не всегда лучше. Если вы хотите отображать символы и изображения высокого разрешения, вы должны выбрать большой размер дисплея с более высоким разрешением. Но это уменьшает скорость вашей обработки, требует больше места, а также требует больше тока для запуска.
Итак, во-первых, вы должны проверить разрешение, скорость движения, детали цвета и размера изображений, текстов и цифр. Мы предлагаем популярные размеры дисплеев Arduino, таких как:
- 3,5" дюйма 480 × 320,
- 2,8" дюйма 400 × 240,
- 2,4" дюйма 320 × 240,
- 1,8" дюйма 220 × 176.
Выбрав правильный дисплей, пришло время выбрать правильный контроллер. Если вы хотите отображать символы, тексты, цифры и статические изображения и скорость отображения не важна, платы Atmega328 Arduino (такие как Arduino UNO) являются правильным выбором.
Если размер вашего кода является большим, UNO может оказаться недостаточной. Вместо этого вы можете использовать Arduino Mega2560. И если вы хотите показывать изображения с высоким разрешением и движения с высокой скоростью, вы должны использовать ARM-модули Arduino, такие как Arduino DUE.
Драйверы и библиотеки
В электронике / компьютерном оборудовании драйвер дисплея обычно представляет собой полупроводниковую интегральную схему (но может альтернативно содержать конечную машину, состоящую из дискретной логики и других компонентов), который обеспечивает функцию интерфейса между микропроцессором, микроконтроллером, ASIC или периферийным интерфейсом общего назначения и конкретным типом устройства отображения, например LCD, LED, OLED, ePaper, CRT, Nixie и т.п.
Драйвер дисплея обычно принимает команды и данные с использованием стандартного универсального последовательного или параллельного интерфейса общего назначения, такого как TTL, CMOS, RS232, SPI, I2C и т.д. и генерирует сигналы с подходящим напряжением, током, временем и демультиплексированием, чтобы реализовать на дисплее отображение нужного текста или изображения.
Производители ЖК-дисплеев используют разные драйверы в своих продуктах. Некоторые из них более популярны, а некоторые из них неизвестны. Чтобы легко запускать ваш экран, вы должны использовать библиотеки LCD Arduino и добавить их в свой код. В противном случае запуск дисплея может быть очень осложнен. В Интернете есть много бесплатных библиотек, но важным моментом в библиотеках является их совместимость с драйвером ЖК-дисплея. Драйвер вашего ЖК-дисплея должен быть известен вашей библиотеке. В этой статье мы используем библиотеку Adafruit GFX и библиотеку MCUFRIEND KBV и примеры кода. Вы сможете скачать их по сопутствующим ссылкам.
Разархивируйте MCUFRIEND KBV и откройте MCUFRIEND_kbv.CPP. Вы увидите список драйверов, которые поддерживаются библиотекой MCUFRIEND.
Откройте папку с примерами (англ. - Example). Существует несколько примеров кода, которые вы можете запустить на Arduino. Подключите ЖК-дисплей и проверьте некоторые примеры.
Список комплектующих
Для реализации многих проектов, связанных с TFT LCD нам понадобится набор некоторых комплектующих, которые мы уже обсудили выше:
- 3.5-дюймовый цветной TFT-дисплей ElectroPeak × 1
- 2,4-дюймовый дисплей TFT LCD ElectroPeak × 1
- Arduino UNO R3 × 1
- Arduino Mega 2560 × 1
- Arduino DUE × 1
Программное обеспечение
Также для работы с Ардуино нам обычно нужна Arduino IDE.
Вы должны добавить библиотеку, а затем загрузить код. Если вы впервые запускаете плату Arduino, не волнуйтесь. Просто выполните следующие действия:
После загрузки кода примера пришло время узнать, как создавать изображения на ЖК-дисплее.
Библиотека
В первой строке добавлена основная графическая библиотека для дисплеев (написанная Adafruit).
Вторая добавляет библиотеку, которая поддерживает драйверы экранов дисплея MCUFRIEND Arduino.
Эти библиотеки сейчас не нужны, но вы можете их добавить.
Основные команды
Класс и объект
Эта строка делает объект с именем TFT из класса MCUFRIEND_kbv и обеспечивает связь SPI между ЖК-дисплеем и Arduino.
Запуск ЖК-дисплея
Функция tft.readID считывает ID с дисплея и помещает его в переменную идентификатора. Затем функция tft.begin получает идентификатор и ЖК-дисплей готов к работе.
Разрешение экрана
По этим двум функциям вы можете узнать разрешение дисплея. Просто добавьте их в код и поместите выходные данные в переменную uint16_t. Затем прочитайте его из последовательного порта Serial.println();. Сначала добавьте Serial.begin (9600); в setup().
Цвет экрана
Функция fillScreen меняет цвет экрана на цвет t. Это должна быть 16-битная переменная, содержащая код цвета UTFT.
Вы можете добавить эти строки в начало своего кода и просто использовать имя цвета в функциях.
Заполнение пикелей
Функция drawPixel заполняет пиксель в x и y по цвету t.
Функция readPixel считывает цвет пикселя в местоположении x и y.
Рисование линий
Функция drawFastVLine рисует вертикальную линию, которая начинается с местоположения x, y, ее длина - h пикселей, а цвет - t.
Функция drawFastHLine рисует горизонтальную линию, которая начинается с местоположения x и y, длина равна w пикселей, а цвет - t.
Функция drawLine рисует строку, начинающуюся с xi, yi и до xj, yj, цвет - t.
Эти три блока кода рисуют линии, подобные предыдущему коду с 5-пиксельной толщиной.
Функция fillRect рисует заполненный прямоугольник в координатах x и y, w - ширина, h - высота, t - цвет прямоугольника.
Функция drawRect рисует прямоугольник в координатах x и y с шириной w, высотой h и цветом t.
Функция fillRoundRect рисует заполненный прямоугольник с радиусом углов r, в координатах x и y, шириной w и высотой h, цветом t.
Функция drawRoundRect рисует прямоугольник с r радиальными закругленными углами по x и y, с шириной w и высотой h и цветом t.
Рисуем круги
Функция drawCircle рисует круг по координатам x и y, с радиусом r и цветом t.
Функция fillCircle рисует заполненный круг по координатам x и y, радиусом r и цветом t.
Рисование треугольников
Функция drawTriangle рисует треугольник с тремя угловыми координатами x, y и z и t цветом.
Функция fillTriangle рисует заполненный треугольник с тремя угловыми координатами x, y, z и t цветом.
Отображение текста
Этот код устанавливает позицию курсора на x и y.
Первая строка задает цвет текста. Следующая строка задает цвет текста и его фона.
Этот код устанавливает размер текста величиной s. Само число s меняется в диапазоне от 1 до 5.
Этот код отображает символ.
Первая функция отображает строку и перемещает курсор на следующую строку.
Вторая функция просто отображает строку.
Эта функция изменяет шрифт текста. Вы должны добавить эту функцию и библиотеки шрифтов.
Эта функция может заставить текст исчезать. Вы должны добавить её в свой код.
Вращение экрана
Этот код поворачивает экран. 0 = 0°, 1 = 90°, 2 = 180°, 3 = 270°.
Инвертирование цветов экрана
Этот код инвертирует цвета экрана.
Этот код передает код RGB и получает цветовой код UTFT.
Прокрутка экрана
Этот код прокручивает ваш экран. Maxroll - максимальная высота прокрутки.
Сброс
Этот код сбрасывает экран.
Отображение монохромных изображений
Сначала вы должны преобразовать свое изображение в шестнадцатеричный код. Загрузите программное обеспечение по ссылке ниже. Если вы не хотите изменять настройки программного обеспечения, вы должны инвертировать цвет изображения, отразить изображение горизонтально (зеркально) и повернуть его на 90 градусов против часовой стрелки.
Теперь добавьте его в программное обеспечение и преобразуйте его. Откройте экспортированный файл и скопируйте шестнадцатеричный код в Arduino IDE. x и y - местоположения изображения. sx и sy - размеры изображения. Вы можете изменить цвет изображения на последнем input.
Отображение цветного изображения RGB
Загрузите изображение и скачайте преобразованный файл, с которым могут работать библиотеки UTFT. Теперь скопируйте шестнадцатеричный код в Arduino IDE. x и y - местоположения изображения. sx и sy - размер изображения.
Вы можете ниже качать программу-конвертер изображений в шестнадцатеричный код:
Предварительно созданные элементы
Загрузка
В этом шаблоне мы просто использовали строку и 8 заполненных кругов, которые меняют свои цвета по порядку. Чтобы нарисовать круги вокруг статической точки, вы можете использовать sin(); и cos(); функции. Вы должны задать величину PI. Чтобы изменить цвета, вы можете использовать функцию color565(); и заменить свой код RGB.
Классический текст
В этом шаблоне мы выбрали классический шрифт и использовали функцию для затухания текста.
Представление/презентация логотипа
В этом шаблоне мы преобразовали файл a.jpg.webp в файл .c и добавили его в код, написали строку и использовали отображаемый код затухания. Затем мы использовали код прокрутки, чтобы переместить экран влево. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Точечная диаграмма
В этом шаблоне мы использовали линии рисования, заполненные круги и функции отображения строк.
Температура
В этом шаблоне мы использовали sin(); и cos(); функции для рисования дуг с желаемой толщиной и отображаемым числом с помощью функции текстовой печати. Затем мы преобразовали изображение в шестнадцатеричный код и добавили его в код и отобразили изображение с помощью функции растрового изображения. Затем мы использовали функцию рисования линий, чтобы изменить стиль изображения. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Круговая диаграмма
В этом шаблоне мы создали функцию, которая принимает числа как входные данные и отображает их как круговую диаграмму. Мы просто используем дугу рисования и заполненные функции круга.
Музыка
В этом шаблоне мы добавили преобразованное изображение в код и затем использовали две черные и белые дуги для создания указателя громкости. Скачайте файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Спидометр
В этом шаблоне мы добавили преобразованное изображение и используем функцию дуги и печати для создания этого датчика. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Веселый человечек
В этом шаблоне мы отображаем простые изображения один за другим очень быстро с помощью функции растрового изображения. Таким образом, вы можете сделать свою анимацию этим трюком. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Изображение
В этом шаблоне мы просто показываем некоторые изображения с помощью функций RGBbitmap и bitmap. Просто создайте код для сенсорного экрана и используйте этот шаблон. Загрузите файл .h и добавьте его в папку эскиза Arduino.
Скачайте архив с файлами .h ниже:
- Скорость воспроизведения всех файлов GIF отредактирована, они сделаны быстрее или медленнее для лучшего понимания. Скорость движений зависит от скорости вашего процессора или типа кода, а также от размера и толщины элементов в коде.
- Вы можете добавить код изображения на главной странице, но он заполняет всю страницу. Таким образом, вы можете сделать файл a.h и добавить в папку эскиза.
- В этой статье мы только что разобрали отображение элементов на ЖК-дисплее. Следите за следующим урокам, чтобы узнать, как используются сенсорные экраны и SD-карты.
- Если у вас есть проблемы с включением библиотек, измените знак кавычки "" на <>.
На этом пока всё. Делитесь этим руководством по TFT LCD для Arduino со своими друзьями и коллегами.
Плата расширения Arduino TFT
Arduino TFT - это плата расширения для Ардуино, которая содержит TFT-экран с подсветкой и разъем для карты памяти формата microSD. С помощью специальной библиотеки TFT на экран можно выводить текст, изображения или геометрические фигуры.
Расположение внешних выводов платы расширения соответствует специальным разъемам на Arduino Esplora и Arduino Robot, что облегчает подключение экрана к этим устройствам. Однако, TFT-дисплей можно использовать с любой моделью Ардуино.
Библиотека TFT включается в состав среды разработки Ардуино. начиная с версии 1.0.5.
Библиотека
Библиотека Arduino TFT разработана на основе библиотек Adafruit GFX и Adafruit ST7735, и значительно расширяет их возможности. Библиотека GFX в основном содержит процедуры отрисовки графики, в том время, как ST7735 - функции для взаимодействия с TFT-экраном. Те дополнения библиотек, которые касаются Ардуино, спроектированы таким образом, чтобы максимально соответствовать API языка Processing.
Библиотека имеет обратную совместимость, что позволяет вам использовать в программах функции Adafruit (подробнее о них см. здесь).
Методы библиотеки TFT опираются на функции библиотеки SPI, поэтому во всех программах, работающих с TFT-экраном, должна быть объявлена библиотека SPI. Соответственно, при работе с SD-картой памяти - необходимо объявить библиотеку SD.
Организация экрана
По умолчанию экран имеет горизонтальную ориентацию, соответственно, его ширина - больше, чем высота. Верхняя часть экрана находится с той стороны платы, где указана надпись "SD CARD". При такой ориентации, разрешение экрана составляет 160 х 128 пикселей.
Систему координат дисплея лучше всего представить в виде сетки, каждая ячейка которой является отдельным пикселем. Местоположение пикселя задается парой координат. Точка в левом верхнем углу экрана будет иметь координаты 0,0. Если эта точка сместится в верхний правый угол, то ее координаты будут равны 0, 159; в левый нижний угол - 127,0; в правый нижний - 127, 159.
Дисплей можно использовать и в вертикальном положении (также известном как "портретная ориентация"). Для этого достаточно вызвать функцию setRotation(0), после чего оси x и y поменяются местами. После вызова этого метода, функции screen.width() и screen.right() станут возвращать уже другие значения.
Цвета
Аппаратный и программный интерфейс SPI - что лучше?
Организовать работу с TFT-экраном можно двумя способами. Первый способ - использовать аппаратную шину SPI Ардуино, второй - вручную объявить расположение необходимых выводов. С точки зрения функциональности экрана, нет никакой разницы между первым и вторым способом. Однако скорость работы аппаратного интерфейса SPI значительно выше.
Если на TFT-модуле планируется использование SD-карты памяти, то взаимодействовать с модулем необходимо только через аппаратный интерфейс SPI. Он используется во всех примерах к данной библиотеке.
Подключение экрана
Подключение к Arduino Esplora
На лицевой стороне Arduino Esplora есть специальный разъем для подключения экрана. Вставьте экран Ардуино в этот разъем так, чтобы синяя надпись "SD Card" была расположена возде порта USB.
Подключение к другим платам Ардуино
Чтобы узнать, как подключать экран к другим моделям Ардуино, прочтите это руководство.
Пишем первую программу
Для начала работы с TFT-экраном, сперва попробуем написать программу, которая будет отрисовывать простую линию. После этого напишем программу, формирующую 2 цветных прямоугольника, пересекающие экран по горизонтали.
В примерах вначале будут приведены листинги программ для Arduino Uno, Leonardo и др. моделей. Листинги для Arduino Esplora будут приведены ниже.
Итак, в начале программы, объявим выводы Ардуино, которые будут использоваться для взаимодействия с экраном, импортируем необходимые библиотеки и создадим экземпляры основных классов библиотеки TFT:
В блоке setup() необходимо запустить библиотеку функцией begin() и очистить экран, установив черный цвет фона с помощью функции background().
В блоке loop(), для отрисовки прямой линии на экране необходимо вызвать функцию line(). Функция line() принимает четыре аргумента: начальные координаты x и y, конечные координаты x и y. Чтобы нарисовать прямоугольник, необходимо вызвать функцию rect(), которая также принимает четыре параметра: координаты x и y левого верхнего угла, ширина и высота прямоугольника в пикселях. Между вызовами этих функций можно изменить цвет выводимой фигуры с помощью функций stroke() или fill(). Функция stroke() изменяет цвет линии или контура геометрической фигуры, а функция fill() - изменяет цвет заливки фигуры. После вызова функции noStroke() библиотека не будет отрисовывать границы выводимых фигур. Чтобы отменить действие этой функции, достаточно вызвать метод stroke().
Структура программы для Arduino Esplora практически ничем не отличается. В Arduino Esplora предусмотрен отдельный разъем для подключения TFT-экрана, поэтому выводы, взаимодействующие с ним, заданы аппаратно и не подлежат изменению. В программе в этом случае необходимо использовать специальный класс EsploraTFT для работы с экраном.
Именно поэтому в программе не нужно указывать выводы Ардуино, которые будут взаимодействовать с экраном; эта информация автоматически содержится внутри создаваемого объекта:
Перемещения по экрану
Иллюзия движения или анимация создается путем быстрого стирания и отрисовки изображения на экране. При использовании языка Processing на мощном компьютере, для очистки экрана и отрисовки картинки в новой позиции можно вызывать функцию background() перед каждым вызовом функции draw(). Однако производительность Arduino, по сравнению с настольным ПК, весьма ограничена, поэтому выполнение функции background() из библиотеки TFT занимает определенное время.
В условиях ограниченного быстродействия, для создания иллюзии движения лучше проверять положение объекта в цикле loop(). Если положение объекта изменилось, то необходимо закрасить его фоновым цветом, а затем перерисовать объект в новой позиции. Благодаря тому, что в данном случае обновляется не весь экран, а лишь некоторые его пиксели, процесс обновления картинки ускоряется и создается иллюзия движения.
В примере ниже показана программа перемещения точки по экрану. Структура программы похожа на пример, показанный в предыдущем разделе, за исключением нескольких переменных для хранения текущей и предыдущей позиций точки, а также переменных для хранения скорости и направления движения точки.
В цикле loop() мы вначале обновляем позицию точки, добавляя к переменным x и y величину направления движения. После этого проверяем, отличается ли текущее и предыдущее положение точки. Если отличается, то стираем предыдущую точку, закрашивая ее фоновым цветом, а затем рисуем новую точку в необходимой позиции. Если точка "долетает" до границы экрана - инвертируем направление движения.
Версия этой программы для Arduino Esplora приведена ниже:
Выводим текст
В библиотеке TFT содержится базовый шрифт для вывода текста на экран. По умолчанию, размер символов составляет 5х8 пикселей (5 - в ширину, 8 - в высоту). В библиотеке предусмотрена возможность изменения размера шрифта на 10x16, 15x24 или 20x32. Для получения дополнительной информации о шрифтах см. страницу Adafruit о работе с графическими примитивами.
Итак, в нижеследующем примере попробуем создать простой счетчик, который будет увеличиваться на единицу каждые полсекунды. Для этого, как и в предыдущих примерах, подключим необходимые библиотеки и объявим нужные переменные в блоке setup().
В этом же блоке отобразим на экране статический текст, который не будет меняться в процессе работы программы. С помощью функции setTextSize() можно увеличить размер шрифта, чтобы выделить на экране самые важные элементы. Динамический текст, который будет отображаться на экране, должен храниться в символьном массиве. Упросить работу с массивами позволяет класс String.
В блоке loop() будем получать текущее время, прошедшее с момента запуска программы, и сохранять его в массив символов для последующего вывода в текстовом виде. На каждой итерации цикла будем стирать написанный ранее текст, чтобы выводимые цифры не накладывались друг на друга.
Тот же самый код для Arduino Esplora:
Выводим изображение из файла, находящегося на SD-карте памяти
Библиотека TFT позволяет считывать .bmp-файлы с SD-карты памяти и выводить их содержимое на экран. Причем отображаемые картинки могут не соответствовать разрешению TFT-экрана (160x128). Следует иметь ввиду, что Ардуино не может модифицировать изображения, поэтому все необходимые манипуляции с графическими файлами (такие, как масштабирование, обрезка и т.д.) необходимо сделать до их "заливки" на SD-карту.
В следующем примере показана работа с графическим файлом "arduino.bmp", расположенном в корне SD-карты памяти, и содержащим изображение размером 160x128 пикселей. В программе осуществляется считывание файла и вывод его на экран с помощью библиотеки TFT.
Помимо уже знакомых вам библиотек, в этом примере понадобится подключить еще одну библиотеку - SD. Также необходимо объявить вывод CS, связанный с разъемом SD-карты.
Класс PImage используется для загрузки изображения (этот класс может также использоваться для проверки формата графического файла на предмет его совместимости с библиотекой TFT).
После того, как файл будет прочитан, Ардуино выведет изображение в указанных вами координатах. В данном случае картинка будет выведена, начиная с левого верхнего угла экрана.
Тот же самый код для Arduino Esplora: :
Что дальше?
Теперь, когда вы разобрались с принципами работы дисплея, загляните в справку по библиотеке TFT - там вы найдете информацию об API библиотеки, а также дополнительные примеры кода. Для получения дополнительной технической информации, см. страницу с описанием платы расширения Arduino TFT. Также не помешает посетить страницу с описанием графической библиотеки Adafruit - там можно найти дополнительную информацию о функциях, не освещенных в данном руководстве.
В настоящее время на рынке Arduino-комплектующих присутствует множество разнообразных TFT дисплеев. С точки зрения пользователя они отличаются друг от друга, главным образом, размерами, разрешающей способностью, способами подключения и дополнительным функционалом. Большинство таких дисплеев оборудовано сенсорным экраном, делающим управление системой более удобным и позволяющим избавиться от традиционных кнопок, джойстиков, энкодеров и других механических приспособлений.
1. Базовая библиотека UTFT. Общие сведения
Список поддерживаемых библиотекой дисплеев и их основные особенности приводятся в сопроводительном документе “UTFT Supported display modules & controllers”, который поставляется вместе с библиотекой.
Эта библиотека является базовой и содержит только основной функционал вывода на дисплей. К ней существует несколько дополнений, в которых реализованы дополнительный функции, такие как управление при помощи сенсорного экрана (U_Touch), работа с экранными кнопками (UTFT_Buttons), расширенный набор функций для рисования графических примитивов (UTFT_Geometry), использование встроенных в некоторые дисплеи шрифтов и иконок (UTFT_CTE) и т. д.
Базовая библиотека позволяет работать с подгружаемыми шрифтами. Шрифты хранятся в виде массивов данных, которые размещаются в отдельных файлах и подключаются к тексту программы.
2. Начало работы с библиотекой
3. Команды библиотеки
InitLCD – инициализирует дисплей и задает горизонтальную или вертикальную ориентацию. В качестве параметра указывается идентификатор ориентации.
Будучи заданной без параметров команда устанавливает горизонтальную ориентацию. Если указать параметр PORTRAIT или 0 – будет выбрана вертикальная ориентация, если указать LANDSCAPE или 1 – горизонтальная.
При горизонтальной ориентации разъемы контроллера располагаются слева, при вертикальной – внизу. Остальные варианты не предусмотрены. Задание в качестве параметра других чисел, кроме 0 и 1 приводит к искаженному выводу информации на дисплей.
Эта команда обычно используется в разделе void setup() но ее можно использовать и в основном цикле программы, как, например, здесь:
clrScr – очищает дисплей, стирая всю отображаемую на дисплее информацию и заливая дисплей черным цветом. Параметров не имеет.
При очистке дисплея заданный цвет фона (см. команду setBackColor) не сбрасывается и остается прежним, но дисплей все равно заливается черным цветом. Для того, чтобы очистить дисплей с другим цветом фона необходимо использовать команду fillScr. Работу команды clrScr иллюстрирует следующий пример:
После сброса контроллера происходит инициализация дисплея, затем через 1 секунду очистка (дисплей становится черным) и еще через секунду выводятся символы, при этом мы видим, что заданный перед очисткой цвет фона не изменился.
Прежде чем рассматривать следующие несколько команд необходимо рассмотреть особенности задания цветов в командах библиотеки.
Система кодирования цветов
Цвета в библиотеке задаются несколькими способами. Внутренним форматом представления данных о цвете является формат RGB565. В этом формате цвет кодируется 16-битным значением, в котором уровень красного и синего кодируется пятью битами, а зеленого – шестью. Большинство команд библиотеки, работающих с цветом, воспринимает значения, заданные в виде трех чисел, разделенных запятой. Каждое из этих чисел отвечает за уровень соответствующего цвета (R, G, B). Допустимые значения каждого числа – от 0 до 255.
Таким образом, цвета задаются пользователем в формате RGB888, а внутри библиотеки используется RGB565. Преобразование форматов выполняется внутри библиотеки по следующей формуле:
word color = ((r&248) >3);
где color – значение цвета в формате RGB565, а r, g, и b – значения цветов, задаваемые пользователем. Именно в таком формате возвращают значения и все функции определения текущего цвета.
При задании цвета необходимо учитывать, что не все сочетания задаваемых значений r, g, и b будут давать разные цвета. Поэтому, например, значения уровня красного 255 и 253 дают один и тот же уровень красного. Приведенная ниже программа выводит на дисплей максимальные и минимальные значения r, g и b, допустимые для получения цвета, заданного в программе в командах установки цвета. Для выполнения расчета подставьте в параметры команды myGLCD.setBackColor десятичные значения r, g и b для выбранного цвета, скомпилируйте и запустите программу. На дисплее отобразится код цвета в системе RGB565, возвращенный функцией myGLCD.getBackColor, а также минимальные и максимальные значения r, g и b, позволяющие получить данный цвет.
Некоторые стандартные цвета можно задавать при помощи идентификаторов:
VGA_BLACK – черный,
VGA_SILVER – серебряный
VGA_GRAY – серый
VGA_WHITE – белый
VGA_MAROON – красно-коричневый
VGA_RED – красный
VGA_PURPLE – пурпурный
VGA_FUCHSIA – фуксия
VGA_GREEN – зеленый
VGA_LIME – лайм
VGA_NAVY – темно-синий
VGA_BLUE – синий
VGA_TEAL – сине-зеленый
VGA_AQUA – морская волна
Если вы хотите узнать RGB коды для этих цветов – подставьте идентификатор цвета вместо трех чисел в команду myGLCD.setBackColor в приведенной выше программе, после компиляции и запуска на дисплее отобразятся нужные коды.
Итак, продолжим рассмотрение команд библиотеки:
fillScr – очищает дисплей, стирая всю отображаемую на дисплее информацию и заливая его указанным в качестве параметра цветом фона.
Цвет фона задается тремя числами или идентификатором цвета, например, так:
fillScr(0,0,0); // черный цвет
fillScr(255,255,255); // белый цвет
fillScr(255,128,0); // оранжевый цвет
fillScr(VGA_RED); // стандартный красный цвет
Эта команда, так же как и clrScr не изменяет заданный цвет фона для команд печати, поэтому при печати на дисплее, залитом заданным цветом необходимо дополнительно указывать цвет фона (см. команду setBackColor).
getBackColor –возвращает текущее значение цвета фона. Параметров не имеет.
Эти две функции возвращают значение типа word, cоответствующее текущему заданному цвету в формате RGB565. Это значение можно передавать в качестве параметра в командах setColor, SetBackColor и fillScr например так:
setColor(32586);
эта команда дает тот же самый цвет, что и setColor(120,232,80) или setColor(125,233,84), в чем можно убедиться при помощи рассмотренной выше программы декодирования цветов RGB565.
getDisplayXSize – возвращает значение ширины дисплея в пикселях при выбранной ориентации. Параметров не имеет.
getDisplayYSize – возвращает значение высоты дисплея в пикселях при выбранной ориентации. Параметров не имеет.
Эти две функции можно проиллюстрировать следующим примером:
getFont – возвращает указатель на адрес текущего шрифта в памяти контроллера.
Рассмотрим пример. Чуть выше мы уже говорили о том, что первые четыре байта в массиве данных шрифта содержат информацию о свойствах шрифта. Эту информацию для текущего шрифта можно получить непосредственно из памяти контроллера и использовать в программе. Следующая программа помещает в переменные и выводит на дисплей размеры символа в пикселях, код первого символа и количество символов текущего шрифта, заданного командой setFont.
Аналогичным образом можно получить доступ к любому байту текущего шрифта.
getFontXsize – возвращает горизонтальный размер (ширину) символа текущего шрифта в пикселях. Параметров не имеет.
getFontYXsize – возвращает вертикальный размер (высоту) символа текущего шрифта в пикселях. Параметров не имеет.
Эти функции могут быть полезны при вычислении координат для команд печати. Примеры использования этих функций для расчета координат приведены в описании команд печати.
Далее мы рассмотрим несколько команд, предназначенных для вывода на дисплей символьной информации, т. е. команды печати.
- LEFT –текст выравнивается по левой границе дисплея
- CENTER – текст выравнивается по центру дисплея
- RIGHT – текст выравнивается по правой границе дисплея
Для разделения выводимых значений пробелом расчетное значение X должно быть увеличено на ширину одного символа. А здесь печать осуществляется в две строки:
Еще один опциональный параметр позволяет печатать строки, наклоненные под углом от 0 до 359 градусов. Вращение задается относительно координат печати (левый верхний угол). Нулевое значение угла приводит к обычной горизонтальной печати, далее по мере увеличения угла происходит вращение текста по часовой стрелке на заданный угол. Приведенный ниже пример позволяет получить забавный графический эффект:
printNumI – выводит на дисплей целое число или содержимое целочисленной переменной. В качестве параметров передаются выводимое значение и координаты верхнего левого угла области печати. Опциональные параметры позволяют управлять форматом вывода.
Координаты печати задаются так же, как и для команды print. При печати чисел со знаком в позиции X выводится знак числа, а затем – первая цифра. При печати беззнаковых чисел или положительных значений в позиции X выводится первая цифра числа.
Выводимое на печать значение может быть передано в виде целого числа:
myGLCD.printNumI(1250,0,0);
или переменной одного из целочисленных типов:
int Num = 1324;
myGLCD.printNumI(Num,0,0);
Также возможно вывести результат любой функции или выражения, представляющий собой целочисленное значение:
myGLCD.printNumI(myGLCD.getFontYsize()*2,0,0);
При работе с целочисленными значениями необходимо помнить, что в Arduino DUE тип int хранится как и тип long в виде 4-х байтового числа с диапазоном допустимых значений от –2,147,483,648 до 2,147,483,647.
Типы unsigned int и unsigned long командой printNumI не поддерживаются, т. е. значение может быть передано команде, но будет выведено на дисплей как число со знаком. Тип char наоборот трактуется как беззнаковый.
Дополнительные опциональные параметры этой команды позволяют задать формат вывода чисел. Параметр length определяет минимальное количество знакомест (включая знак числа), занимаемых выводимым числом на дисплее. Если количество разрядов числа меньше, чем заданное значение length – недостающее количество знакомест дополняется слева нужным количеством символов. Параметр filler позволяет задать символ (по умолчанию — пробел), которым будет дополняться число. Комбинация этих символов позволяет, в частности, организовать вывод чисел, выровненных по правой границе или дополнять незначащими нулями значения при выводе времени или даты. Т. е. вместо привычной конструкции:
byte Day = 2;
byte Month = 9;
int Year = 2013;
if (Day
myGLCD.print("0",0,0);
myGLCD.printNumI(Day,16,0);
>else <
myGLCD.printNumI(Day,0,0);>
myGLCD.print(".", 32,0);
if (Month
myGLCD.print("0",48,0);
myGLCD.printNumI(Month,64,0);
>else <
myGLCD.printNumI(Month,48,0,2,'0');>
myGLCD.print(".", 80,0);
myGLCD.printNumI(Year,96,0);
можно просто написать:
byte Day = 2;
byte Month = 9;
int Year = 2013;
myGLCD.printNumI(Day,0,0,2,'0');
myGLCD.print(".", 32,0);
myGLCD.printNumI(Month,48,0,2,'0');
myGLCD.print(".", 80,0);
myGLCD.printNumI(Year,96,0);
не правда ли так гораздо лучше?
drawPixel – выводит на дисплей точку. Цвет точки определяется текущим значением цвета, устанавливаемым командой setColor().
Координаты X и Y передаются в качестве параметров.
Параметры могут быть заданы числами, переменными, результатами функций или выражений. Параметры могут представлять собой вещественное число, но при этом дробная часть будет отбрасываться. Необходимо также следить, чтобы координаты точки не выходили за пределы дисплея, в противном случае точка может оказаться совсем не там, где вы ожидаете ее увидеть ;) Для контроля выхода за пределы дисплея можно воспользоваться рассмотренными ранее функциями getDisplayXsize() и getDisplayYsize().
Пример использования команды drawPixel – следующая конструкция выведет на дисплей синусоиду, построенную из отдельных точек:
for (int x=0; x
int y=(sin(x)*10)+100;
myGLCD.drawPixel(x*10,320-y);
Следующая группа команд требует в качестве параметров координаты двух точек, определяющих размер изображаемой фигуры.
drawLine – выводит на дисплей линию заданную координатами начальной и конечной точек.
Направление рисования линии зависит от расположения начальной и конечной точек. Например, строка:
myGLCD.drawLine(10,20,100,200);
рисует текущим цветом линию между точками с координатами X=10, Y=20 для первой точки и X=100, Y=200 для второй. Строка:
myGLCD.drawLine(100,200,10,20);
рисует точно такую же линию между такими же точками, но направление рисования будет противоположным.
drawRect – выводит на дисплей прямоугольник, заданный координатами двух противоположных углов.
Координаты задаются так же, как и для команды drawLine.
drawRoundRect – выводит на дисплей прямоугольник со скругленными углами, заданный координатами двух противоположных углов.
Минимальный размер сторон прямоугольника ограничен 5 пикселями. При задании сторон меньшего размера прямоугольник не может быть выведен на дисплей.
fillRect – выводит на дисплей закрашенный прямоугольник, заданный координатами двух противоположных углов.
Прямоугольник рисуется и закрашивается текущим цветом.
fillRoundRect – выводит на дисплей закрашенный прямоугольник со скругленными углами, заданный координатами двух противоположных углов.
Эта команда функционирует так же, как и команда drawRoundRect.
Две следующих команды предназначены для рисования окружностей и кругов и требуют трех параметров: X и Y координат центра окружности (или круга) и радиуса.
drawCircle – выводит на дисплей окружность, определяемую координатами центра и радиусом.
Радиус окружности не должен принимать отрицательные значения, так как в этом случае она будет отображаться неправильно.
Следующая команда выводит на дисплей окружность с радиусом 50 пикселей и центром в точке с координатами X=100 и Y=120:
drawCircle(100,120,50);
fillCircle – выводит на дисплей закрашенный текущим цветом круг, определяемый координатами центра и радиусом.
При отрицательных значениях радиуса круг не отображается.
Итак, мы рассмотрели команды рисования графических примитивов. Кстати, для библиотеки UTFT существует дополнение UTFT_Geometry, которое позволяет выводить на дисплей треугольники (контурные и заполненные), дуги окружностей и сектора кругов. Работу с этим дополнением мы рассмотрим в одной из следующих статей.
А сейчас осталось совсем немного: две команды, позволяющие отобразить на дисплее специально подготовленное растровое изображение:
В результате работы конвертера мы получим файл с расширением .c, в котором будет храниться информация о картинке и закодированное изображение. Этот файл необходимо поместить в папку Вашего проекта и объявить в программе массив при помощи спецификатора extern так же, как мы это делали для шрифтов. Только в квадратных скобках обязательно нужно указать размер массива в 16-ричном формате (это значение находится в первом элементе массива, его можно посмотреть открыв полученный в результате конвертирования файл в любом текстовом редакторе).
Не забудьте после копирования и подключения массива закрыть и снова открыть файл программы. При этом файл массива откроется на соседней вкладке рядом с текстом программы. Текст нашей программы будет выглядеть так:
Возможна еще одна форма вызова этой команды с дополнительными параметрами, позволяющая поворачивать изображение на заданный угол. Параметров в этом случае должно быть три: deg – угол поворота картинки rox – X координата центра вращения, roy – Y-координата центра вращения. Угол поворота задается в градусах (от 0 до 359), а координаты центра вращения rox и roy отсчитываются от левого верхнего угла картинки. Рассмотрим пример. В качестве изображения используем файл info.c, поставляемый вместе с библиотекой (он находится в подпапке /examples/Arduino (ARM)/UTFT_Bitmap корневой папки библиотеки). Размер картинки 32x32 пикселя, объем массива 0x400. Следующая программа выведет на дисплей вращающуюся вокруг своей оси картинку:
К сожалению, одновременно использовать вращение и масштабирование невозможно.
И в завершение еще несколько команд:
lcdOff – отключает дисплей. Параметров не имеет.
lcdOn – включает дисплей. Параметров не имеет.
После выполнения команды lcdOff() дисплей отключается и не реагирует ни на какие команды до тех пор, пока не будет выполнена команда lcdOn().
Эти две команды, согласно утверждению разработчика, реализованы только для дисплеев с контроллером PCF8833, поэтому на нашем дисплее они просто игнорируются.
setContrast – устанавливает контраст дисплея. Параметр – величина контраста.
В качестве параметра задается условная величина, определяющая контраст дисплея: от 0 (минимальный контраст) до 64 (максимальный контраст).
Эта команда также реализована только для дисплеев с контроллером PCF8833, поэтому на нашем дисплее изменения контраста не произойдет и команда будет проигнорирована.
Заключение
Итак, мы научились пользоваться всеми командами базовой библиотеки UTFT. В следующих статьях мы поговорим о дополнениях к этой библиотеке, позволяющих расширить ее возможности. На очереди – рисование треугольников, дуг и секторов, работа с сенсорным экраном, а также работа с текстовыми и графическими кнопками на дисплее, управляемыми при помощи сенсорного экрана. В дальнейшем мы планируем рассмотреть и встроенные возможности нашего дисплея – работу со внутренней памятью дисплейного модуля, зашитыми в его ПЗУ шрифтами и иконками.
Читайте также: