在LPC55S69和OKdo E1板上使用电子墨水显示屏

NXP管管

在LPC55S69和OKdo E1板上使用电子墨水显示屏

翻译自mark embeddedpro


在锁定的这几周中，我继续探索我的两个爱好（嵌入式系统和“谈论天气”）。我终于明白，我的气象站项目可以放在办公室的窗台上，并在随附的eInk显示屏上显示温度，湿度和大气压。

气象站项目：室外温暖，多云和低压

在此博客中，我将重点介绍如何驱动该显示器。

我选择了MikroElekronika电子墨水点击板（MIKROE-2659）作为该项目的显示器。最初，我被显示器的“显示保留”功能所吸引：我打算关闭显示器电源，并将NXP LPC55S69设置为在博世BME280环境传感器采样1分钟之间的低功耗模式。我尚未在气象站中实现低功耗功能，但显示仍然是呈现数据的一种有吸引力的方式。我的项目从NXP LPC55S69-EVK开始，该板具有Mikroe连接器，因此我能够将eInk Click板直接插入EVK。在对软件进行原型制作后，我过渡到OKdo E1板时，我过渡到了您在照片中看到的“面包板”设置。


OKdo E1板和eInk Click板之间的接口非常简单：它是SPI连接（eInk板没有MISO信号返回），BUSY信号和Data / Command D /〜C信号。我使用了MCUXpresso SDK SPI驱动程序（使用FLEXCOMM8，高速SPI）和两个GPIO信号作为控制信号。此eInk显示屏需要大约一秒钟的时间才能将图像从其显示RAM传输到面板，并且在此传输过程中将忙信号设置为高电平。在此期间，显示IC将不接受任何新命令或数据。而且，与我使用的所有基于SPI的显示器一样，​​主机微控制器设置或清除了“ Data / Command D /〜C”控制线，并告知当前SPI字是命令字还是数据。

eInk Click板接口信号：SPI + BUSY + D /〜C

使用MCUXpresso SDK SPI驱动程序函数SPI_MasterTransferBlocking（）写入eInk显示。显示屏包括72 x 172像素，每个像素都能够显示4种灰度颜色之一：白色（0b11），灰色2（0b10），灰色1（0b01）或黑色（0b00）。因此，共有12384个像素，如果我们将4个像素的颜色存储在一个字节中，则意味着每次屏幕刷新我们将传输3096字节的数据（加上5字节的控制字在块之前（将RAM X地址计数设置回零，RAM Y地址计数回到171），并在数据传输后4字节）。所有技术细节均在MikroElektronika发布的数据表epa20-ae.pdf中。我在“横向”模式下使用屏幕。左上角的像素是像素[0,171]。当我们过渡到屏幕右侧时，列数递减为0，而当我们向下过渡屏幕时，列数递增为71，这意味着右下角的像素为[71,0]。这解决了使用面板时的最大谜团。

以气象站“历史记录”屏幕顶部中心的“云”符号为例。这只是位图，在将组装好的屏幕传输到显示器之前，它会写入LPC55S69内部的屏幕缓冲区中。

气象站“历史”屏幕
历史屏幕由各个部分组成：

从MCUXpresso SDK中的LittleVGL图形库获取的字体（严格来说是字形）（请参见littlevgl_demo示例项目）；
符号（“电池充电”符号来自LittleVGL，而“温度”和“云”符号是我创建的位图；
最后，只需将显示最近7天最高/最低温度和大气压力趋势的方框和线条直接直接绘制到屏幕上即可。
为了以正确的方向显示位图，必须进行一些操作。这是我的步骤。

1）设计位图
在开始嵌入式工作之前，我总是模拟Microsoft Powerpoint中的任何屏幕。这使我可以看到屏幕的显示方式，并轻松地移动项目。 Powerpoint的另一个优点是它具有图标库，因此我能够为屏幕选择“温度”和“天气”图标。这是Powerpoint中的屏幕…

Microsoft Powerpoint中“历史记录”屏幕的模型。
2）导出温度和天气符号，并调整大小
Powerpoint支持以多种格式导出幻灯片–我使用位图格式，然后裁剪输出，以便仅显示Weather符号。有许多工具可用于调整位图的大小并将其缩小为4色灰度（我使用了GIMP）。前面我提到我们将在一个字节中存储4个垂直像素，因此我将符号的大小调整为20像素宽和16像素高。

小！

天气符号（拉伸）


显示20×16像素的图像（很小）对我没有帮助，因此我在上图中进行了拉伸。在我的笔记本电脑上，它的大小约为1 KB，20×16像素和2位灰度色（白色，两个灰度和黑色）。

3）转型
位图存储为行数组，每行宽20像素，共有16行。但是，当我们写入屏幕时，必须将数据写入列中。优雅的解决方案是围绕位图的对角轴翻转位图：左上角的像素保持在同一位置，右上角的像素变为左下角的像素，依此类推上。考虑将图像顺时针旋转90度，然后围绕垂直轴镜像是最简单的方法，例如：

天气符号的转变
如果您仔细查看“之前”和“之后”图片，您会发现，当我们将第一张_row_从旋转的位图写入eInk屏幕上的一列时，我们将显示16像素的白色列。下一行将生成另一列16个白色像素，位图的第三行将云的边缘写入eInk屏幕上的一列。当我们从位图的行中读取并在屏幕上写入列时，最终将按预期显示天气符号。

4）转换为字符数组
在线有许多位图到阵列转换器。这是一个最终，我们得到一个看起来像这样的结构：

天气符号数组

不必太怪异，我们可以读取数组的前两行（第26和27行），并观察到它们是4个字节的0xFF。将白色编码为0b11，我们可以看到有两行16像素的白色。云边缘的第一个像素被编码为0b10（来自0xF8中的“ ​​8”，第28行）为浅灰色（GREY2）。

5）在屏幕上显示
我编写了一个小测试程序以在eInk屏幕上显示天气符号。就像从数组weather_symbol_cloudy_grey2 []中读取每一行并将其写入LPC55S69内部的屏幕缓冲区一样简单。屏幕缓冲区只是一个3096字节的字节数组，从左上方的像素开始，一直向下到屏幕的左下方像素，然后返回第二列，依此类推。当我们将天气符号复制到屏幕缓冲区时，每次都需要添加行偏移量（18个字节）。由于每一列中有72个像素，因此等于18个字节。复制例程就是这样：

位图复制例程

eInk屏幕上显示的天气符号

与往常一样，我的EmbeddedPro YouTube频道上托管了一个简短的视频，显示气象站正在运行。它嵌入在这里：

将eInk CLick板连接到OKdo E1板非常简单。它具有简单的物理接口，我能够使用MCUXpresso SDK SPI驱动程序和Pins Config工具来设置SPI和GPIO引脚。 MikroElektronika在其文档中提供了足够的信息以使用显示器，并注意查找表（LUT）和写入显示控制器内部RAM的必要命令。此后，反复尝试才能获得正确的位图写入顺序。我能够利用来自lpcxpresso55s69 SDK的LitteVGL字体支持来编写各种字体和符号（字体和符号表只是索引位图），我非常喜欢开发此气象站项目。

我相信我已经为您提供了一些有关如何开始自己的NXP LPC5S69 / OKdo E1项目的建议和想法。让我知道您对这个（或更早的）博客的评论如何进行。

翻译有问题的地方请大家指出

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mgn

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thinkking1985

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radishboy

学习了