【ESP32 C++教程】Unit7-3:TFT-LCD显示屏

本节主要讲解TFT-LCD显示屏的使用和Window派生类与TFT_eSPI库的使用。

TFT-LCD显示屏能实现65536色至16万色的精准色阶控制,具有响应快、色彩准、亮度高、支持多触控等优点,适用于中控屏、仪表盘、人机交互界面等场景。

本小节使用的TFT-LCD显示屏模块为2.4英寸320 x 240像素、ST7789芯片驱动,SPI协议通信。

【ESP32 C++教程】Unit7-3:TFT-LCD显示屏
2.4英寸TFT-LCD显示屏模块

SPI协议是一主多从的工作模式,通过CS片选信号来确定当前从设备,显然SPI总线属于互斥资源,不能同时与多个SPI设备通讯。

下面用两个示例来说明其用法

从 https://gitee.com/billyzh/esp32-cpp-lesson 下载本教程的源码到本地硬盘文件夹,如d:\esp32-cpp-lesson
在VSCode中,选择【文件】->【打开文件夹...】选择上一步保存的文件夹打开

示例1:用TFT-LCD屏显示内容

本示例使用TFT_eSPI库来驱动TFT-LCD屏显示相关信息。

打开项目后,选择config.h文件,修改第10行为
#define APP_LESSON73_A 1

打开unit7-lesson73a/board_config.h文件,设置显示模块的相关显示,
#define DISPLAY_WIDTH 320 //屏幕宽度像素
#define DISPLAY_HEIGHT 240 //屏幕高度像素
#define DISPLAY_INVERT_COLOR true //是否反转颜色

配置启用显示模块和显示驱动库
#define CONFIG_USE_DISPLAY 1
#define CONFIG_USE_TFT_ESPI 1

请注意本框架的非必需模块和功能均为可裁剪的,故在使用非必需模块和功能时需要设置启用,否则在编译时会提示找不到相关类定义。

在ArduinoIDE中使用库管理器安装TFT_eSPI库

打开TFT_eSPI库文件夹内的User_Setup.h文件,修改以下设置:
1.删除行#define ST7789_DRIVER的//注释符,注释其他的芯片驱动;
2.设置引脚如下
#define TFT_MISO 23
#define TFT_MOSI 14
#define TFT_SCLK 33
#define TFT_CS 17 // 片选
#define TFT_DC 15
#define TFT_BL 32 // LED背光
#define TFT_RST 16

创建Display实例,代码如下(unit7-lesson73a/my_board.cpp):

void MyBoard::InitDisplay() {
    Log::Info( TAG, "Init st7789 display ......" );
    /**
     * 注意!!!
     * 请在TFT_eSPI库包内的User_Setup.h中配置引脚
     */
    TFT_eSPI *tft_espi = new TFT_eSPI(DISPLAY_HEIGHT, DISPLAY_WIDTH);
    tft_espi->invertDisplay(DISPLAY_INVERT_COLOR);
    
    //u8g2_font_unifont_t_chinese2
    display_ = new TftDisplay(tft_espi, DISPLAY_HEIGHT, DISPLAY_WIDTH);
}

程序解读
1. 创建TFT_eSPI驱动实例,并做相关设置;
2. 创建TftDisplay显示实例,指定像素尺寸,TtfDisplay是Display的子类(相关内容可查看Unit7-2或源码);

TFT-LCD显示应用

代码如下(unit7-lesson73a/my_application.cpp):

void MyApplication::OnInit() {
    Display* display = Board::GetInstance().GetDisplay();
    display->GetWindow()->SetText(1, "Hello world!");
}

void MyApplication::OnLoop() {
    count_++;
    Display* display = Board::GetInstance().GetDisplay();
    display->GetWindow()->SetText(2, "Count: " + std::to_string(count_));
    delay(1000);
}

程序解读
1. 在应用类的OnInit方法中,先通过Board的实例获取到Display实例,然后调用SetText设置第1行的文本;
2. 在应用类的OnLoop方法中,调用SetText设置第2行的文本,且每秒更次计数的内容;

可以看到此处与上一节使用OLED显示屏示例的代码几乎一样,这就是使用面向对象多态特性来实现的,也是本开发框架的特点(即应用功能代码与硬件驱动代码分离)。

编译项目并上传开发板检验

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关于Window类

在Lesson72和Lesson73a两个示例中,通过Display实例的GetWindow()方法得到Window实例来显示文本。

Window类定义(src/framework/display/window.h)如下:

class Window {
public:
    virtual void SetStatus(const std::string& status) = 0;
    virtual void SetText(uint8_t line, const std::string& text) = 0;
};

目前Window类只提供了简单的文本显示功能,若需要更高级的显示操作,如显示复杂文本、画图、显示图片等,可通过定制Window类来实现。

示例2:用TFT-LCD屏显示定制内容

本示例使用TFT_eSPI库来驱动TFT-LCD屏显示定制内容。

打开项目后,选择config.h文件,修改第10行为
#define APP_LESSON73_B 1

其它设置同示例1


创建Display实例,代码同示例1(unit7-lesson73b/my_board.cpp)


实现自定义的Window类

本例使用TftDisplay显示类,自定义Window类必须继承自TftWindow类,
MyWindow头文件代码如下( unit7_lesson73b/my_window.h):

class MyWindow : public TftWindow {
public:
    MyWindow();

    void SetStatus(const std::string& status) override { }
    void SetText(uint8_t line, const std::string& text) override { }
   
    void Update();  
};

在类添加一个Update方法用于显示自定义内容

MyWindow实现代码如下(unit7_lesson73b/my_window.cpp):

void MyWindow::Update() {
    Log::Info(TAG, "Update");

    driver_->fillScreen(TFT_DARKGREY);
    
    driver_->setCursor(0, 0, 2);
    driver_->setTextColor(TFT_WHITE,TFT_BLACK);  
    driver_->setTextSize(1);
    driver_->println("Hello World!");
    
    driver_->setTextColor(TFT_YELLOW); 
    driver_->setTextFont(7);
    driver_->println(1234.56);
    
    driver_->setTextColor(TFT_RED,TFT_BLACK);    
    driver_->setTextFont(4);

    driver_->setTextColor(TFT_GREEN,TFT_BLACK);
    driver_->setTextFont(4);
    driver_->println("Groop");
    driver_->println("I implore thee,");

    driver_->setTextFont(2);
    driver_->println("my foonting turlingdromes.");
    driver_->println("And hooptiously drangle me");
    driver_->println("with crinkly bindlewurdles,");
    driver_->println("Or I will rend thee in the gobberwarts with my blurglecruncheon, see if I don't!");
    
    float fnumber = 123.45;
    driver_->setTextColor(TFT_BLUE);    
    driver_->setTextFont(4);
    driver_->print("Float = "); 
    driver_->println(fnumber);           
    driver_->print("Binary = "); 
    driver_->println((int)fnumber, BIN);
    driver_->print("Hexadecimal = "); 
    driver_->println((int)fnumber, HEX); 
}

本例自定义显示调用TFT_eSPI库的print方法来显示内容,代码来自TFT_eSPI的示例程序

TFT-LCD定制显示应用

代码如下(unit7-lesson73b/my_application.cpp):

MyApplication::MyApplication() : Application() { 
    window_ = new MyWindow();
    TftDisplay *disp = (TftDisplay*)(Board::GetInstance().GetDisplay());
    disp->SetWindow(window_);
}

void MyApplication::OnLoop() {
    // 其它代码
    window_->Update();
    delay(1000);
}

程序解读
1. 在应用类的构造方法中,先创建MyWindow的实例window_,然后设置关联到TftDisplay实例中;
2. 在应用类的OnLoop方法中,调用window_的Update方法1s刷新一次界面;

编译项目并上传开发板检验

使用MyWindow类

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使用MyWindow2类

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作业:
使用GfxDisplay类驱动TFT-LCD显示屏模块

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03-26   阅读(30)   评论(0)
 标签: 编程 ESP32 ESP32-ArduinoFx

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