【得捷电子Follow me第2期】CircuitPython完成任务1-5作业提交

ttxiaotaoge

【得捷电子Follow me第2期】CircuitPython完成任务1-5作业提交 [复制链接]

 

根据要求本项目完成如下功能：

完成任务：

任务1：控制屏幕显示中文（必做任务）----- 完成屏幕的控制，并且能显示中文

任务2：网络功能使用（必做任务）----- 完成网络功能的使用，能够创建热点和连接到WiFi

任务3：控制WS2812B（必做任务）---- 使用按键控制板载Neopixel LED的显示和颜色切换

任务4：从下方5个分任务中选择1个感兴趣的完成即可（必做任务）

■  分任务1：日历&时钟——完成一个可通过互联网更新的万年历时钟，并显示当地的天气信息

■  分任务2：WS2812B效果控制——完成一个Neopixel(12灯珠或以上)控制器，通过按键和屏幕切换展示效果

任务5：通过网络控制WS2812B（可选任务，非必做）----- 结合123，在手机上通过网络控制板载Neopixel LED的显示和颜色切换，屏幕同步显示状态

在未收到板子之前，我有写个一篇介绍如何实现上述功能的文档，热度还蛮高的，贴在下方供大家参考。

【得捷电子Follow me第2期】CircuitPython入门到完成任务1-5详细教程 - DigiKey得捷电子技术专区 - 电子工程世界-论坛 (eeworld.com.cn)

本篇文章为任务提交贴，下面将按照要求进行任务完成的说明介绍与建议。

第一部分

任务一：3-5分钟短视频

视频链接如下：

follow me第二期任务演示-follow me第二期任务演示-EEWORLD大学堂

 

第二部分

任务二：任务/项目总结报告

任务1：控制屏幕显示中文（必做任务）----- 完成屏幕的控制，并且能显示中文 功能对应的主要代码片段及说明     上述为软件的整体结构，由于我们需要显示中文，所以我们需要添加字库文件，按照我之前的文章，我们创建了一款16尺寸的测试字体，并存放在fonts文件夹下，待代码调用。 #通用库 import board #屏幕显示库 import displayio #字体导入库 from adafruit_bitmap_font import bitmap_font #显示标签库 from adafruit_display_text.label import Label 显示图片库 import adafruit_imageload # displayDriver_Begin 显示驱动 display = board.DISPLAY # 创建一个显示组件 my_display_group = displayio.Group() print("Display Init Success\n") # displayDriver_End # 添加中文字体 font_file = "fonts/test16-16.pcf" font_Chinese = bitmap_font.load_font(font_file) print("fonts Init Success\n") # DrawTimeandTemp_Beign 文字显示 # 标签中文字的内容 time_label_text = "{}-{:02}-{:02}\n"\ "时间：{:02}:{:02}:{:02}\n"\ "地区：{}\n"\ "温度：{}\t"\ "天气：{}\n".format(r.datetime.tm_year, r.datetime.tm_mon, r.datetime.tm_mday, \ r.datetime.tm_hour, r.datetime.tm_min, r.datetime.tm_sec, \ current_area, current_temp, current_weather) # 标签的属性：字体，文字内容，颜色，位置 time_label = Label(font = font_Chinese, text=time_label_text, color = 0xff00ff) time_label.x = 10 time_label.y = 60 # 将标签添加到显示组件中 my_display_group.append(time_label) # DrawTimeandTemp_End 功能展示及说明 根据代码的功能，我们实现了在屏幕上使用我们设定的字体显示中文汉字，如下图所示。   心得体会建议 本任务最大的困难点，可能是创建中文字库了，建议官方可以提供一些不同语言的字库文件，便于开发者使用。

任务2：网络功能使用（必做任务）----- 完成网络功能的使用，能够创建热点和连接到WiFi 功能对应的主要代码片段及说明 本任务要求我们创建热度和连接wifi，circuitpython固件的优势就是本身boot支持连接wifi，因此我们在seting中配置宏定义即可，同时我们在代码中进行判断，如果未连接wifi，我们就创建一个esp32名称的热点，同时我们将它的相关信息打印在屏幕上，相关代码如下： settings.toml中的配置 CIRCUITPY_WIFI_SSID = "ttxiaotaoge" CIRCUITPY_WIFI_PASSWORD = "zt123321" CIRCUITPY_WEB_API_PASSWORD= "123" #网络相关库 import wifi # WiFi状态查询，未连接WIFI则不联网更新数据，开启AP模式 wificonnect_State = wifi.radio.connected print("wificonnect_State",wificonnect_State) if(wificonnect_State == False): wifi.radio.start_ap(ssid = 'Esp32', password = '') Wifi_Mode = 'STA' if(wificonnect_State == True) else 'AP' Wifi_ip = wifi.radio.ipv4_address if(wificonnect_State == True) else wifi.radio.ipv4_address_ap # 显示WiFi IP 和 Mode text_Wifi = "WiFi：{} web:ip:1080/client\n{}\n".format(Wifi_Mode,Wifi_ip)#更新RGB状态 text_Wifi_title = Label(terminalio.FONT, text=text_Wifi, color = 0xffffff) text_Wifi_title.x = 5 text_Wifi_title.y = 5 my_display_group.append(text_Wifi_title) 功能展示及说明 连接wifi状态：   未连接wifi状态：   心得体会建议 circuitpython固件支持wifi自动连接，这种性质非常不错，同时我们可以直接访问ip来进入在线编程模式，非常方便使用，相关界面如下：

任务3：控制WS2812B（必做任务）---- 使用按键控制板载Neopixel LED的显示和颜色切换   功能对应的主要代码片段及说明 根据该要求，我们需要控制2个东西，第一个是按键，第二个是LED，按键本身就是输入，我们直接使用输入状态读取即可；NeopixelLED我们需要导入相关的库来实现控制，相关代码如下： # RGBLED显示库 import neopixel #构造函数——按键控制RGB, 实现每次按键让LED的rgb属性提高，直到最亮再复位至0 i = 0 Enter_flag = False def Button0_Work(): global i global Enter_flag global RGBr, RGBg, RGBb if(Button0.value == False and Enter_flag == False): time.sleep(0.05)#延时消抖 if(Button0.value == False and Enter_flag == False): i+=1 RGBr, RGBg, RGBb = 8*i, 8*i, 8*i pixels.fill((RGBr, RGBg, RGBb)) Enter_flag = True print("pixels change\n",i) if(i>20): i = 0 elif(Button0.value == True and Enter_flag == True): time.sleep(0.05)#延时消抖 if(Button0.value == True and Enter_flag == True): Enter_flag = False # 板载RGB pixels = neopixel.NeoPixel(board.NEOPIXEL, 1, brightness=0.2, auto_write=True) # 拓展RGB16路灯珠 pixels16 = neopixel.NeoPixel(board.A0, 16, brightness=0.2, auto_write=True) # pixels.fill((8, 8, 8)) pixels[0] = 0xff0000 pixels.show() print("RGBDriver Init Success\n") # RGBDriver_End while True: # 按键控制LED始终循环使能 Button0_Work() 功能展示及说明 相关展示如下：   心得体会建议 Neopixel的库让我们可以非常容易的驱动rgbLED，但我们最好也要了解下RGB是如何实现驱动，一串带有编码性质的方波可以让RGB为我闪耀。

任务4：分任务1：日历&时钟——完成一个可通过互联网更新的万年历时钟，并显示当地的天气信息   功能对应的主要代码片段及说明 该任务为本期任务最核心的任务，相关代码如下： 代码运行后将自动联网，如联网成功会自动同步网络时间和获取天气信息并显示在LCD屏幕上，时间显示为经过同步的RTC内部时钟，天气地区配置在代码中设定，使用知心天气API 若未成功联网将会开启AP模式，默认为SSID为ESP32无密码。显示屏会显示当前网络模式和访问ip，同时显示本地时间（RTC内部时钟） 其中API获取网络天气和时间，需要根据自身的需求进行修改，包含知心天气的KEY和地区 TIME_DATA_SOURCE = "http://worldtimeapi.org/api/timezone/Asia/Shanghai" WEATHER_DATA_SOURCE = "http://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=SBmmNRnXdiTFi8UQw&location=nanjing&language=zh-Hans&unit=c" #网络相关库 import wifi import socketpool import ssl import adafruit_requests from adafruit_httpserver import Server, Request, Response, Websocket, GET #构造函数——解码天气 def parse_weather(weather_str): # Extract the time part from the datetime string area = weather_str['results'][0]['location']['name'] temp = weather_str['results'][0]['now']['temperature'] weather = weather_str['results'][0]['now']['text'] return area, temp, weather #构造函数——解码时间 def parse_time(datetime_str): # Extract the time part from the datetime string date_str = datetime_str.split("T")[0] time_str = datetime_str.split("T")[1].split(".")[0] hour, minute, second = map(int, time_str.split(":")) date = date_str return hour, minute, second, date #构造函数——更新网络数据 def Update_Data(): global r global current_area, current_temp, current_weather current_area = current_temp = current_weather = None r = rtc.RTC() if(wificonnect_State == True): #WeatherUpdate Begin requests = adafruit_requests.Session(pool, ssl.create_default_context()) response_Weather = requests.get(WEATHER_DATA_SOURCE) data_Weather = response_Weather.json() response_Weather= requests.get(WEATHER_DATA_SOURCE) response_Weather.socket.close() current_area, current_temp, current_weather = parse_weather(data_Weather) print("WeatherUpdate Success\n") #WeatherUpdate End #ClockTimeUpdate Begin requests = adafruit_requests.Session(pool, ssl.create_default_context()) response_clock = requests.get(TIME_DATA_SOURCE) data_clock = response_clock.json() response_clock= requests.get(WEATHER_DATA_SOURCE) response_clock.socket.close() current_hour, current_minute, current_second, current_date = parse_time(data_clock["datetime"]) r.datetime = time.struct_time((int(current_date[0:4]), int(current_date[5:7]), int(current_date[8:10]), \ current_hour, current_minute, current_second, 0, -1, -1)) print("ClockTimeUpdate Success\n") #ClockTimeUpdate Begin # GetandSetHttp_Begin TIME_DATA_SOURCE = "http://worldtimeapi.org/api/timezone/Asia/Shanghai" WEATHER_DATA_SOURCE = "http://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=SBmmNRnXdiTFi8UQw&location=nanjing&language=zh-Hans&unit=c" pool = socketpool.SocketPool(wifi.radio) # 网络管理，触发http操作 server = Server(pool, debug=True) websocket: Websocket = None next_message_time = time.monotonic()#数据更新时钟，以秒为单位变化 # GetTimeandTemp_Beign Update_Data() # GetTimeandTemp_End # DrawTimeandTemp_Beign time_label_text = "{}-{:02}-{:02}\n"\ "时间：{:02}:{:02}:{:02}\n"\ "地区：{}\n"\ "温度：{}\t"\ "天气：{}\n".format(r.datetime.tm_year, r.datetime.tm_mon, r.datetime.tm_mday, \ r.datetime.tm_hour, r.datetime.tm_min, r.datetime.tm_sec, \ current_area, current_temp, current_weather) time_label = Label(font = font_Chinese, text=time_label_text, color = 0xff00ff) time_label.x = 10 time_label.y = 60 my_display_group.append(time_label) # DrawTimeandTemp_End #UI show Begin display.show(my_display_group) print("display show Success\n") #UI show End #判断网络模式，设定location.host if(wificonnect_State == True): server.start(str(wifi.radio.ipv4_address), port = 1080) else: server.start(str(wifi.radio.ipv4_address_ap), port = 1080) # GetandSetHttp_Begin time.sleep(2)#等待2秒进入循环 while True: #httpSeverLoop_Begin server.poll() # Check for incoming messages from client if websocket is not None: if (data := websocket.receive(True)) is not None: RGBr, RGBg, RGBb = int(data[1:3], 16), int(data[3:5], 16), int(data[5:7], 16) pixels.fill((RGBr, RGBg, RGBb)) # Send a message every second if websocket is not None and next_message_time < time.monotonic(): time.sleep(0.2) if websocket is not None: Button_count = i websocket.send_message(str(Button_count)) next_message_time = time.monotonic() + 1 #httpSeverLoop_End #Other_Loop text_RGB_title.color = (RGBr, RGBg, RGBb) text_RGB_title.text = "RGB：{:03}:{:03}:{:03}\nKEY:{:02}".format(RGBr, RGBg, RGBb, i)#更新RGB状态 time_label.text = "{}-{:02}-{:02}\n"\ "时间：{:02}:{:02}:{:02}\n"\ "地区：{}\n"\ "温度：{}\t"\ "天气：{}\n".format(r.datetime.tm_year, r.datetime.tm_mon, r.datetime.tm_mday, \ r.datetime.tm_hour, r.datetime.tm_min, r.datetime.tm_sec, \ current_area, current_temp, current_weather) Button0_Work() 上述代码中，我们通过访问对应网站，获取其json数据，并通过json库，解析其中的数据。 功能展示及说明 相关演示如下：   心得体会建议 本任务的重点是从网络上获取对应的天气和时间信息，以及通过json解析其中的关键数据。

任务4：分任务2：WS2812B效果控制——完成一个Neopixel(12灯珠或以上)控制器，通过按键和屏幕切换展示效果   功能对应的主要代码片段及说明 相关代码如下： #构造函数——屏幕跑马灯 set_colour = 0 set_colour1 = 0 set_colour2 = 1 set_colour3 = 2 time_count = 0 def ColourRun_Work(): global set_colour, set_colour1, set_colour2, set_colour3 global time_count time_count += 1 if(time_count >= 5): time_count = 0 if(i%2 == 0): for x in range(150, 170): for y in range(100, 110): bitmap[x, y] = set_colour1 # Set pixel at (x, y) to blue if (set_colour1 < 4): set_colour1 += 1 else: set_colour1 = 0 for x in range(175, 195): for y in range(100, 110): bitmap[x, y] = set_colour2 # Set pixel at (x, y) to blue if (set_colour2 < 4): set_colour2 += 1 else: set_colour2 = 0 for x in range(200, 220): for y in range(100, 110): bitmap[x, y] = set_colour3 # Set pixel at (x, y) to blue if (set_colour3 < 4): set_colour3 += 1 else: set_colour3 = 0 else: for x in range(150, 170): for y in range(100, 110): bitmap[x, y] = set_colour # Set pixel at (x, y) to blue for x in range(175, 195): for y in range(100, 110): bitmap[x, y] = set_colour # Set pixel at (x, y) to blue for x in range(200, 220): for y in range(100, 110): bitmap[x, y] = set_colour # Set pixel at (x, y) to blue if (set_colour < 4): set_colour += 1 else: set_colour = 0 pixels16[0 + set_colour] = 0xff0000 pixels16[1 + set_colour] = 0x00FF00 pixels16[2 + set_colour] = 0x0000FF pixels16.show() 我们在代码中实现了一个屏幕上的跑马灯，以及让灯珠也按照上述方式进行跑动闪烁 功能展示及说明 通过按键实现切换不同的炫彩流水灯效果如下：   心得体会建议 该功能同任务3，不过我们增加了对多个灯珠的驱动显示效果，实际看起来非常优雅。

任务5：通过网络控制WS2812B（可选任务，非必做）----- 结合123，在手机上通过网络控制板载Neopixel LED的显示和颜色切换，屏幕同步显示状态   功能对应的主要代码片段及说明 该功能我们使用网页端来完成，该方法有多个优势，既让代码更佳见解，也同时适配了多端访问的问题，本质上我们是使用websocket来访问esp32s3 相关代码如下： websocket: Websocket = None next_message_time = time.monotonic()#数据更新时钟，以秒为单位变化 HTML_TEMPLATE = """ <html lang="en"> <head> <!--注释：强制html使用utf-8编码--> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;charset=utf-8"/> <title>Web控制中心</title> </head> <body> <p>按键状态: <strong>-</strong></p> <p>RGB 颜色: <input type="color"></p> <script> const Button_count = document.querySelector('strong'); const colorPicker = document.querySelector('input[type="color"]'); let ws = new WebSocket('ws://' + location.host + '/connect-websocket'); ws.onopen = () => console.log('WebSocket connection opened'); ws.onclose = () => console.log('WebSocket connection closed'); ws.onmessage = event => Button_count.textContent = event.data; ws.onerror = error => Button_count.textContent = error; colorPicker.oninput = debounce(() => ws.send(colorPicker.value), 200); <!--注释：创建一个延时函数，消除RGB调整抖动--> function debounce(callback, delay = 1000) { let timeout return (...args) => { clearTimeout(timeout) timeout = setTimeout(() => { callback(...args) }, delay) } } </script> </body> </html> """ #创建Http服务器 @server.route("/client", GET) def client(request: Request): return Response(request, HTML_TEMPLATE, content_type="text/html") #创建websocket服务 @server.route("/connect-websocket", GET) def connect_client(request: Request): global websocket # pylint: disable=global-statement if websocket is not None: print("websocket.close") websocket.close() # Close any existing connection websocket = Websocket(request) return websocket 功能展示及说明 相关展示如下，我们可以很轻松的获取按键的状态，以及控制esp32的板载RGBLED   心得体会建议 由于circuitpython本身带了网页端，为了避免冲突，我们需要重新定义网页的端口号，避开使用http默认的80端口

 

 

第三部分

任务三：可编译下载的代码

代码下载地址链接：

followme第二期任务代码-嵌入式开发相关资料下载-EEWORLD下载中心

感谢得捷电子提供的本次follow me活动，上述为本次活动的全部完成内容，感谢观看。