EEPW论坛

本贴主要记录在完成4个基础任务过程中的一些完成细节，包括软件开发环境部署、硬线连接，调试开发过程中遇到的问题等的记录。

软件开发环境准备。打开Arduino IDE，在首选项里面，添加：

https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_dev_index.json

之后选择TFT屏幕驱动：

之前安装的库比较旧，可以在线更新。

任务一、编程实现按键状态采集

硬线连接：

从上图可以看到，红色与蓝色按键的信号分别连接到开发板的A1与A0.

在代码中定义如下：

int buttonPinRed = 17;
int buttonPinBlue = 18;

设置为输入模式，下降沿触发中断。

  pinMode(buttonPinRed, INPUT);
  pinMode(buttonPinBlue, INPUT);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPinRed), updateScreen_BtnRedPressed, FALLING);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPinBlue), updateScreen_BtnBluePressed, FALLING);

在按键按下后，分别在彩屏上显示红色与蓝色的实心圆，这样比较直观。因此要解决TFT屏幕显示问题。这里采用的是Adafruit官方的GFX与ST7789库。包含如下头文件。

#include <Adafruit_GFX.h>     // Core graphics library
#include <Adafruit_ST7789.h>  // Hardware-specific library for ST7789

接下来是屏幕初始化：

// turn on backlite
  pinMode(TFT_BACKLITE, OUTPUT);
  digitalWrite(TFT_BACKLITE, HIGH);

  // turn on the TFT / I2C power supply
  pinMode(TFT_I2C_POWER, OUTPUT);
  digitalWrite(TFT_I2C_POWER, HIGH);
  delay(10);

  // initialize TFT
  tft.init(135, 240);  // Init ST7789 240x135
  tft.setRotation(3);
  tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);

  Serial.println(F("Initialized"));

  tft.setTextColor(ST77XX_YELLOW);
  tft.setTextSize(2);
  tft.println("Hello EEPW & DigiKey");
  tft.setCursor(0, 0);
  delay(1000);

接下来定义按键中断回调函数：

void updateScreen_BtnRedPressed() {
  Serial.println("Inside ISR: push button down!!!");
  tft.fillRect(16 * 10, 32, 32, 16, ST77XX_BLACK);
  tft.drawBitmap(16 * 10, 32, str_f_HONG, 16, 16, ST77XX_RED);
  tft.drawBitmap(16 * 11, 32, str_f_SE, 16, 16, ST77XX_RED);
  tft.fillCircle(16 * 13, 38, 10, ST77XX_RED);
}

void updateScreen_BtnBluePressed(){
      tft.fillRect(16*10,32,32,16,ST77XX_BLACK);
      tft.drawBitmap(16*10, 32, str_f_LAN, 16, 16, ST77XX_BLUE);
      tft.drawBitmap(16*11, 32, str_f_SE, 16, 16, ST77XX_BLUE);    
      tft.fillCircle(16*13, 38, 10, ST77XX_BLUE);
}

此外，采用取字模的方式，显示汉字：

const uint8_t PROGMEM str_f_SE[] = { 0x00, 0x00, 0x03, 0x00, 0x02, 0x00, 0x07, 0xC0, 0x08, 0x80, 0x01, 0x00, 0x03, 0xE0, 0x1E, 0x40, 0x12, 0x40, 0x13, 0x80, 0x1C, 0x00, 0x10, 0x04, 0x10, 0x04, 0x0C, 0x3C, 0x03, 0xC0, 0x00, 0x00 };   /*"色",0*/
const uint8_t PROGMEM str_f_HONG[] = { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x04, 0x00, 0x0A, 0x00, 0x12, 0x18, 0x34, 0xE0, 0x08, 0x20, 0x10, 0x20, 0x1E, 0x20, 0x02, 0x20, 0x04, 0x3E, 0x3B, 0xC0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00 }; /*"红",1*/
const uint8_t PROGMEM str_f_LAN[] = { 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x04, 0x40, 0x03, 0xF8, 0x1E, 0x80, 0x04, 0x60, 0x0A, 0x40, 0x0A, 0xB0, 0x0A, 0x20, 0x0A, 0x20, 0x00, 0xF0, 0x0F, 0xD0, 0x0A, 0xA0, 0x0A, 0xFE, 0x35, 0x00, 0x00, 0x00 };  /*"蓝",2*/

烧录到板子：

可以看到已经成功驱动屏幕函数实现字符显示“Hello EEPW & Digikey”，并且成功实现了按键状态的采集。

遇到的烧录失败：

此类问题解决办法：手动按住D0按键，然后再插上USB线缆，这样就使得ESP32S3进入BOOT模式。

DO按键在本开发板上有两个功能：1，BOOT按键；2，正常的INPUT引脚。

任务三、基于屏幕驱动函数实现字符的显示，例如显示Hello EEPW & DigiKey；也可显示自己喜欢的名言警句

这部分字符显示在任务一的展示部分已经记录，并成功展示。

任务二、编程实现数字光传感器BH1750的数据读取

根据M5stack官网介绍，其提供了Arduino的驱动库：

安装成功后会有提示：

在源代码中包含头文件：

#include <M5_DLight.h>

初始化BH1750传感器：

  Serial.println("Sensor begin.....");
  sensor.begin();
  sensor.setMode(CONTINUOUSLY_H_RESOLUTION_MODE);

在主循环中读取亮度数据：

void loop() {
  lux = sensor.getLUX();
  Serial.printf("lux: %dn", lux);
  delay(500);
}

可以看到用手挡住传感器的时候，串口打印的传感器数据值较小；手移开后，亮度值较大。

任务四、实现光强信息的屏幕显示

有了之前驱动TFT屏幕以及上一步后去光照传感器数据的代码，下面使用脏矩形填充固定区域，然后把传感器数据打印到屏幕上即可。

void loop() {
  lux = sensor.getLUX();
  Serial.printf("lux: %dn", lux);
  tft.fillRect(30, 60, 200, 50, ST77XX_BLACK);
  tft.setCursor(30, 60);
  tft.setTextSize(3);
  tft.print("lux = ");
  tft.print(lux);
  delay(500);
}

实现效果：

接下来就是根据LUX值计算出曝光值EV，这里可以参考老师提供的公式：

之后就可以利用右边的公式来根据光圈F的大小来计算出快门速度T。当前的公式是在ISO100的感光值下。更完整的公式如下：

上述公式可以进行变形：

EV = LOG2(F*F) + (-LOG2(T)) - (LOG2(ISO/100))= AV + TV - SV.

基本的实现思路就是按键控制F光圈大小，另一个按键控制调节ISO感光值，然后就可以计算出快门速度T。接下来就是把这些结果在TFT屏幕上显示出来即可。

lux = sensor.getLUX();
ev = round(2 + log(lux / 10) / log(2));
//one btn control ISO (svIdex), another button control Speed (tvIndex)
tvIdex = ev + svIdex - avIdex;

为了实现快速计算，已经预先计算好了一系列光圈值对应的曝光值，一系列快门速度对应的曝光值，一些列ISO感光等级对应的曝光值，从而实现快速计算。

const char *AV[] = { "1  ", "1.4", "2  ", "2.8", "4  ", "5.6", "8  ", "11 ", "16 ", "22 ", "32 " };

const char *TV[] = { "1     ", "1/2   ", "1/4   ", "1/8   ", "1/15  ", "1/30  ", "1/60  ", "1/125 ", "1/250 ", "1/500 ", "1/1000" };

const char *SV[] = { "100 ", "200 ", "400 ", "800 ", "1600" };

最终完整的显示效果如下：