玩转RP2040之LCD绘制基本形状测试

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玩转RP2040之LCD绘制基本形状测试 [复制链接]

上篇文章: 玩转RP2040之Python开发环境搭建，进行了RP2040的Python软件开发环境搭建与测试，本篇进行程序编写，测试LCD的基础显示功能。

RP2040用到Python环境，准确的讲是MicroPython，它是Python 3编程语言的精简高效实现 ，包括Python标准库的一小部分，并且经过优化，可在微控制器和受限环境中运行。

1 MicroPython画图介绍

MicroPython相比较Python，有一些专有的库，比如本篇要介绍的framebuf库，就是专有的库，可以看下MicroPython官方文档：https://docs.micropython.org/en/latest/library/framebuf.html

如果英文文档看着不习惯，国内有一些翻译文档，比如：

• 01studio：class FrameBuffer

• 星瞳科技：framebuf — 帧缓冲区操作

2 FrameBuffer绘制原始形状

在介绍FrameBuffer画图之前，先来看下绘图坐标系，微雪RP2040这块板子屏幕的分辨率是240x240，但这个屏幕是圆形的，因此圆形意外的位置是无法显示的，在绘制图形时，需要将绘图位置落在圆形的区域内。

圆形屏幕的有效显示范围如下图中的黄色亮部所示：

 

2.1 指定颜色填满整个帧缓冲区

#使用指定颜色填满整个帧缓冲区
FrameBuffer.fill(c)

2.2 画单个像素点

#若未给定c，则获取指定像素的色值。若给定c，将指定像素设置到给定颜色
FrameBuffer.pixel(x, y[, c])

测试程序：

from machine import Pin,I2C,SPI,PWM,ADC
import mylcd
import time
​
class LCDDraw:
    #LCD
    LCD = mylcd.LCD_GC9A01A()
    LCD.set_bl_pwm(65535)
    
    def __init__(self):
        print('%s __init__' % self.__class__.__name__)
        
    def __del__(self):
        print('%s __del__' % self.__class__.__name__)
        
    def draw_title(self):
        self.LCD.fill_rect(0,0,240,35,self.LCD.red)
        self.LCD.text("RP2040-LCD-1.28",60,20,self.LCD.white)
        
    def draw_pixel_test(self, t = 2):
        self.LCD.fill(self.LCD.white)
        self.draw_title()
        
        for i in range(1, 10):
            for x in range(20, 220, i):
                self.LCD.pixel(x, 80 + (i-1)*10, self.LCD.green)
                self.LCD.show()
            
            self.LCD.show()
            
        time.sleep(t)
        
#主函数
if __name__=='__main__':
    DrawTest = LCDDraw()
    while(True):
        DrawTest.draw_pixel_test()
        time.sleep(1000)

实测结果：

2.3 画直线

#画水平直线
FrameBuffer.hline(x, y, w, c)
​
#画竖直直线
FrameBuffer.vline(x, y, h, c)
​
#画两点间的直线
FrameBuffer.line(x1, y1, x2, y2, c)

测试程序1：

def draw_line_test(self, t = 2):
    self.LCD.fill(self.LCD.white)
    self.draw_title()
    
    self.LCD.hline(50, 80, 100, self.LCD.red)
    self.LCD.vline(50, 80, 100, self.LCD.blue)
    self.LCD.line(50, 80, 80, 100, self.LCD.green)
    
    self.LCD.show()
    time.sleep(t)

实测结果：

测试程序2：

def draw_line_test2(self, t = 2):
    self.LCD.fill(self.LCD.white)
    self.draw_title()
    
    for y in range(35, 205+1, 10):
        self.LCD.hline(35, y, 170, self.LCD.red)
        self.LCD.show()
        time.sleep(0.1)
    for x in range(35, 205+1, 10):
        self.LCD.vline(x, 35, 170, self.LCD.blue)
        self.LCD.show()
        time.sleep(0.1)
    
    self.LCD.show()
    time.sleep(t)

实测结果：

动图：

点击上图查看Gif动图

2.4 画矩形

#画矩形
FrameBuffer.rect(x, y, w, h, c)
​
#填充矩形
FrameBuffer.fill_rect(x, y, w, h, c)

测试程序1：

def draw_rect_test(self, t = 2):
    self.LCD.fill(self.LCD.white)
    self.draw_title()
    
    self.LCD.rect(100, 100, 30, 10, self.LCD.blue)
    self.LCD.fill_rect(100, 150, 30, 10, self.LCD.green)
    
    self.LCD.show()
    time.sleep(t)

实测结果：

测试程序2：

def draw_rect_test2(self, t = 2):
    self.LCD.fill(self.LCD.white)
    self.draw_title()
    
    for i in range(1, 85, 3):
        x = 120 - i
        y = 120 - i
        self.LCD.fill_rect(x, y, i*2, i*2, self.LCD.yellow)
        time.sleep(0.1)
        self.LCD.show()
        
    self.LCD.fill(self.LCD.white)
    self.draw_title()
    
    for i in range(85, 1, -3):
        x = 120 - i
        y = 120 - i
        self.LCD.rect(x, y, i*2, i*2, self.LCD.yellow)
        time.sleep(0.1)
        self.LCD.show()
    
    self.LCD.show()
    time.sleep(t)

实测结果：

点击上图查看Gif动图

3 FrameBuffer绘制文本与其它函数

3.1 绘制文本

使用坐标作为文本的左上角，将文本写入帧缓冲区。文本颜色可由任意参数定义，否则将保持其默认值1。所有字符都有8x8像素的尺寸，目前尚无办法改变字体。

FrameBuffer.text(s, x, y[, c])

测试程序：

def draw_time_test(self):
    self.LCD.fill(self.LCD.white)
    self.draw_title()
    
    cnt = 0
    minute = 0
    second = 0
    for i in range(1, 100):
        cnt = cnt + 1
        if cnt == 60:
            minute = minute + 1
            cnt = 0
        second = cnt
            
        timestr = "%02d:%02d" % (minute, second)
        self.LCD.fill_rect(100, 125, 40, 8, self.LCD.white)
        self.LCD.text(timestr,100,125,self.LCD.blue)
        self.LCD.show()
        time.sleep(1)

实测结果：

3.2 其他类函数

#使用给定向量转换帧缓冲区的内容。这可能会在帧缓冲区中留下之前颜色的覆盖区。
FrameBuffer.scroll(xstep, ystep)

#在当前帧缓冲区的顶部的给定坐标下绘制另外一个帧缓冲区。若指定key，则其应为一个颜色整数，且相应颜色被认为是透明的：所有具有该色值的像素都不会被绘制。
FrameBuffer.blit(fbuf, x, y[, key])

这些函数在绘制图片的时候会用到，绘制图片的功能还没研究透，下次介绍图片绘制时再详细介绍。

3.3 一些常量

• framebuf.MONO_VLSB：单色（1位）颜色模式

  此模式定义了一个映射，其中一个字节的位为垂直映射，而0位位于屏幕的最顶部。因此，每个字节占据8个垂直像素。 后续字节在连续的水平位置出现，直至到达最右侧的边缘。更多字节从最左边开始低8个像素显示。

• framebuf.MONO_HLSB：单色（1位）颜色模式

  此模式定义了一个映射，其中一个字节的位为水平映射。每个字节占据8个水平像素，0位位于最左边。 后续字节在连续的水平位置出现，直至到达最右侧的边缘。更多字节在下一行低1个像素显示。

• framebuf.MONO_HMSB：单色（1位）颜色模式

  此模式定义了一个映射，其中一个字节的位为水平映射。每个字节占据8个水平像素，而7位位于屏幕的最左边。 后续字节在连续的水平位置出现，直至到达最右侧的边缘。更多字节在下一行低1个像素显示。

• framebuf.RGB565：RGB565彩色（16位，5+6+5）颜色模式

• framebuf.GS2_HMSB：灰度（2位）颜色模式

• framebuf.GS4_HMSB：灰度（4位）颜色模式

• framebuf.GS8：灰度（8位）颜色模式

4 总结

本篇介绍了 MicroPython中使用FrameBuffer库进行基本功能的画图，包括画像素点、直线、矩形等，并在RP2040上进行了实测和演示。