树莓派Pico使用教程

RPi Pico

提供C语言例程

硬件连接

连接Pico的时候,请注意对应方向不要接反。可以观察墨水屏模块上有USB丝印的一端与Pico的USB接口一端来判断方向(也可以根据墨水屏模块上的排母的引脚标号与Pico的引脚标号判断)
如果您的模块有8Pin引脚且需要使用它,您可以对照以下表格连线。

Pico连接引脚对应关系
e-PaperPico功能
VCCVSYS电源输入
GNDGND电源地
DINGP11SPI通信MOSI引脚,从设备数据输入
CLKGP10SPI通信SCK引脚,从设备时钟输入
CSGP9SPI片选引脚(低电平有效)
DCGP8数据/命令控制引脚(高电平数据,低电平命令)
RSTGP12外部复位引脚(电平有效)
BUSYGP13忙状态输出脚

以Pico-ePaper-2.13为例连接至Pico为例,对照USB接口直接插在Pico上即可:


环境搭建

正在整理 
请参照树莓派官方网站的Pico专题:https://www.raspberrypi.org/documentation/pico/getting-started/ 

程序下载

打开树莓派终端,执行:
方法一:从我们官网下载,推荐使用。

  1. sudo apt-get install p7zip-full
  2. cd ~
  3. sudo wget https://www.waveshare.net/w/upload/2/27/Pico_ePaper_Code.zip
  4. unzip Pico_ePaper_Code.zip -d Pico_ePaper_Code
  5. cd ~/Pico_ePaper_Code

例程使用

以下教程为在树莓派上操作,但由于cmake的多平台、可移植的特点,在PC上也是能成功编译,但操作略有不同,需要您自行判断。

C部分

首先根据您购买的屏幕到c目录下的 main.c 文件中把相对应的函数注释取消掉
例如,您购买了Pico-ePaper-2.13,那么打开main.c后把18行(或19行,取决于您购买的屏幕型号)的注释取消掉

然后进行编译,请确保在c目录:

  1. cd ~/Pico_ePaper_Code/c

创建并进入build目录,并添加SDK:其中 ../../pico-sdk 是你的SDK目录,请自行修改,如果已有 build 目录,则可以直接进入

  1. mkdir build
  2. cd build
  3. export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk

执行cmake自动生成Makefile文件

  1. cmake ..

执行make生成可执行文件,第一次编译时间比较久

  1. make -j9


代码简析

如果您以前使用过我们的墨水屏或者一些其他的SPI屏幕应该会对这份例程比较熟悉

C语言部分

底层硬件接口

我们进行了底层的封装,如果需要了解内部实现可以去对应的目录中查看
在DEV_Config.c(.h)可以看到很多定义,在目录:Pico_ePaper_Code\c\lib\Config

  • 数据类型:
  1. #define UBYTE uint8_t
  2. #define UWORD uint16_t
  3. #define UDOUBLE uint32_t
  • 模块初始化与退出的处理:
  1. void DEV_Module_Init(void);
  2. void DEV_Module_Exit(void);
  3. 注意:
  4. 1.这里是处理使用墨水屏前与使用完之后一些GPIO的处理。
  • GPIO读写:
  1. void DEV_Digital_Write(UWORD Pin, UBYTE Value);
  2. UBYTE DEV_Digital_Read(UWORD Pin);
  • SPI写数据
  1. void DEV_SPI_WriteByte(UBYTE Value);

中间层墨水屏驱动

e-paper驱动代码文件,在目录:Pico_ePaper_Code\c\lib\e-Paper
打开.h可以看到如下的函数

  • 墨水屏初始化,再屏幕开始工作时和退出睡眠模式之后调用
  1. //2.13inch e-Paper、2.13inch e-Paper V2、2.13inch e-Paper (D)、2.9inch e-Paper、2.9inch e-Paper (D)
  2. void EPD_xxx_Init(UBYTE Mode); // Mode = 0 全局刷新初始化、Mode = 1 局部刷新初始化
  3. //其他型号
  4. void EPD_xxx_Init(void);

其中xxx表示,墨水屏型号。如是是2.13D,全屏初始化那么是EPD_2IN13D_Init(0),局部刷新初始化EPD_2IN13D_Init(1);

  • 清屏,把墨水屏刷成白色
  1. void EPD_xxx_Clear(void);

其中xxx表示,墨水屏型号。如是是2.13D,那么是EPD_2IN9D_Clear();

  • 传输一帧的图片数据并打开显示
  1. //黑白双色墨水屏
  2. void EPD_xxx_Display(UBYTE *Image);
  3. //黑白红或黑白黄墨水屏
  4. void EPD_xxx_Display(const UBYTE *blackimage, const UBYTE *ryimage);

需要注意以下的几个是特例:

  1. //对于2.13inch e-paper (D)、2.9inch e-paper (D)两款柔性屏幕,局部刷新
  2. void EPD_2IN13D_DisplayPart(UBYTE *Image);
  3. void EPD_2IN9D_DisplayPart(UBYTE *Image);
  1. //对于2.13inch e-paper V2由于控制芯片升级,对于局部刷新,需要调用EPD_xxx_DisplayPartBaseImage显示静态的背景图片,也就是以这个图片为基础进行局部刷新,然后调用动态的EPD_xxx_DisplayPart()
  2. void EPD_2IN13_V2_DisplayPart(UBYTE *Image);
  3. void EPD_2IN13_V2_DisplayPartBaseImage(UBYTE *Image);
  • 进入睡眠模式
  1. void EPD_xxx_Sleep(void);

注意进入了睡眠模式,只有两个方式能够重新工作:第一种硬件复位,第二种重新调用初始化函数
其中xxx表示,墨水屏型号。如是是2.13D,那么是EPD_2IN13D_Sleep();

上层应用

对于屏幕而言,如果需要进行画图、显示中英文字符、显示图片等怎么办,这些都是上层应用做的。这有很多小伙伴有问到一些图形的处理,我们这里提供了一些基本的功能 在如下的目录中可以找到GUI,在目录:RaspberryPi_JetsonNano\c\lib\GUI\GUI_Paint.c(.h)

在如下目录下是GUI依赖的字符字体,在目录:RaspberryPi_JetsonNano\c\lib\Fonts

  • 新建图像属性:新建一个图像属性,这个属性包括图像缓存的名称、宽度、高度、翻转角度、颜色
  1. void Paint_NewImage(UBYTE *image, UWORD Width, UWORD Height, UWORD Rotate, UWORD Color)
  2. 参数:
  3. image : 图像缓存的名称,实际上是一个指向图像缓存首地址的指针;
  4. Width : 图像缓存的宽度;
  5. Height: 图像缓存的高度;
  6. Rotate:图像的翻转的角度
  7. Color :图像的初始颜色;
  • 选择图像缓存:选择图像缓存,选择的目的是你可以创建多个图像属性,图像缓存可以存在多个,你可以选择你所创建的每一张图像
  1. void Paint_SelectImage(UBYTE *image)
  2. 参数:
  3. image: 图像缓存的名称,实际上是一个指向图像缓存首地址的指针;
  • 图像旋转:设置选择好的图像的旋转角度,最好使用在Paint_SelectImage()后,可以选择旋转0、90、180、270
  1. void Paint_SetRotate(UWORD Rotate)
  2. 参数:
  3. Rotate: 图像选择角度,可以选择ROTATE_0ROTATE_90ROTATE_180ROTATE_270分别对应090180270
【说明】不同选择角度下,坐标对应起始像素点不同,这里以1.54B为例,四张图,按顺序为0°, 90°, 180°, 270°。仅做为参考
  • 图像镜像翻转:设置选择好的图像的镜像翻转,可以选择不镜像、关于水平镜像、关于垂直镜像、关于图像中心镜像。
  1. void Paint_SetMirroring(UBYTE mirror)
  2. 参数:
  3. mirror: 图像的镜像方式,可以选择MIRROR_NONEMIRROR_HORIZONTALMIRROR_VERTICALMIRROR_ORIGIN分别对应不镜像、关于水平镜像、关于垂直镜像、关于图像中心镜像
  • 设置点在缓存中显示位置和颜色:这里是GUI最核心的一个函数、处理点在缓存中显示位置和颜色;
  1. void Paint_SetPixel(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, UWORD Color)
  2. 参数:
  3. Xpoint: 点在图像缓存中X位置
  4. Ypoint: 点在图像缓存中Y位置
  5. Color : 点显示的颜色
  • 图像缓存填充颜色:把图像缓存填充为某颜色,一般作为屏幕刷白的作用
  1. void Paint_Clear(UWORD Color)
  2. 参数:
  3. Color: 填充的颜色
  • 图像缓存部分窗口填充颜色:把图像缓存的某部分窗口填充为某颜色,一般作为窗口刷白的作用,常用于时间的显示,刷白上一秒
  1. void Paint_ClearWindows(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color)
  2. 参数:
  3. Xstart: 窗口的X起点坐标
  4. Ystart: 窗口的Y起点坐标
  5. Xend: 窗口的X终点坐标
  6. Yend: 窗口的Y终点坐标
  7. Color: 填充的颜色
  • 画点:在图像缓存中,在(Xpoint, Ypoint)上画点,可以选择颜色,点的大小,点的风格
  1. void Paint_DrawPoint(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, UWORD Color, DOT_PIXEL Dot_Pixel, DOT_STYLE Dot_Style)
  2. 参数:
  3. Xpoint: 点的X坐标
  4. Ypoint: 点的Y坐标
  5. Color: 填充的颜色
  6. Dot_Pixel: 点的大小,提供默认的8种大小点
  7. typedef enum {
  8. DOT_PIXEL_1X1 = 1, // 1 x 1
  9. DOT_PIXEL_2X2 , // 2 X 2
  10. DOT_PIXEL_3X3 , // 3 X 3
  11. DOT_PIXEL_4X4 , // 4 X 4
  12. DOT_PIXEL_5X5 , // 5 X 5
  13. DOT_PIXEL_6X6 , // 6 X 6
  14. DOT_PIXEL_7X7 , // 7 X 7
  15. DOT_PIXEL_8X8 , // 8 X 8
  16. } DOT_PIXEL;
  17. Dot_Style: 点的风格,大小扩充方式是以点为中心扩大还是以点为左下角往右上扩大
  18. typedef enum {
  19. DOT_FILL_AROUND = 1,
  20. DOT_FILL_RIGHTUP,
  21. } DOT_STYLE;
  • 画线:在图像缓存中,从 (Xstart, Ystart) 到 (Xend, Yend) 画线,可以选择颜色,线的宽度,线的风格
  1. void Paint_DrawLine(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color, LINE_STYLE Line_Style , LINE_STYLE Line_Style)
  2. 参数:
  3. Xstart: 线的X起点坐标
  4. Ystart: 线的Y起点坐标
  5. Xend: 线的X终点坐标
  6. Yend: 线的Y终点坐标
  7. Color: 填充的颜色
  8. Line_width: 线的宽度,提供默认的8种宽度
  9. typedef enum {
  10. DOT_PIXEL_1X1 = 1, // 1 x 1
  11. DOT_PIXEL_2X2 , // 2 X 2
  12. DOT_PIXEL_3X3 , // 3 X 3
  13. DOT_PIXEL_4X4 , // 4 X 4
  14. DOT_PIXEL_5X5 , // 5 X 5
  15. DOT_PIXEL_6X6 , // 6 X 6
  16. DOT_PIXEL_7X7 , // 7 X 7
  17. DOT_PIXEL_8X8 , // 8 X 8
  18. } DOT_PIXEL;
  19. Line_Style: 线的风格,选择线是以直线连接还是以虚线的方式连接
  20. typedef enum {
  21. LINE_STYLE_SOLID = 0,
  22. LINE_STYLE_DOTTED,
  23. } LINE_STYLE;
  • 画矩形:在图像缓存中,从 (Xstart, Ystart) 到 (Xend, Yend) 画一个矩形,可以选择颜色,线的宽度,是否填充矩形内部
  1. void Paint_DrawRectangle(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
  2. 参数:
  3. Xstart: 矩形的X起点坐标
  4. Ystart: 矩形的Y起点坐标
  5. Xend: 矩形的X终点坐标
  6. Yend: 矩形的Y终点坐标
  7. Color: 填充的颜色
  8. Line_width: 矩形四边的宽度,提供默认的8种宽度
  9. typedef enum {
  10. DOT_PIXEL_1X1 = 1, // 1 x 1
  11. DOT_PIXEL_2X2 , // 2 X 2
  12. DOT_PIXEL_3X3 , // 3 X 3
  13. DOT_PIXEL_4X4 , // 4 X 4
  14. DOT_PIXEL_5X5 , // 5 X 5
  15. DOT_PIXEL_6X6 , // 6 X 6
  16. DOT_PIXEL_7X7 , // 7 X 7
  17. DOT_PIXEL_8X8 , // 8 X 8
  18. } DOT_PIXEL;
  19. Draw_Fill: 填充,是否填充矩形的内部
  20. typedef enum {
  21. DRAW_FILL_EMPTY = 0,
  22. DRAW_FILL_FULL,
  23. } DRAW_FILL;
  • 画圆:在图像缓存中,以 (X_Center Y_Center) 为圆心,画一个半径为Radius的圆,可以选择颜色,线的宽度,是否填充圆内部
  1. void Paint_DrawCircle(UWORD X_Center, UWORD Y_Center, UWORD Radius, UWORD Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
  2. 参数:
  3. X_Center: 圆心的X坐标
  4. Y_Center: 圆心的Y坐标
  5. Radius:圆的半径
  6. Color: 填充的颜色
  7. Line_width: 圆弧的宽度,提供默认的8种宽度
  8. typedef enum {
  9. DOT_PIXEL_1X1 = 1, // 1 x 1
  10. DOT_PIXEL_2X2 , // 2 X 2
  11. DOT_PIXEL_3X3 , // 3 X 3
  12. DOT_PIXEL_4X4 , // 4 X 4
  13. DOT_PIXEL_5X5 , // 5 X 5
  14. DOT_PIXEL_6X6 , // 6 X 6
  15. DOT_PIXEL_7X7 , // 7 X 7
  16. DOT_PIXEL_8X8 , // 8 X 8
  17. } DOT_PIXEL;
  18. Draw_Fill: 填充,是否填充圆的内部
  19. typedef enum {
  20. DRAW_FILL_EMPTY = 0,
  21. DRAW_FILL_FULL,
  22. } DRAW_FILL;
  • 写Ascii字符:在图像缓存中,在 (Xstart Ystart) 为左顶点,写一个Ascii字符,可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色
  1. void Paint_DrawChar(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char Ascii_Char, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
  2. 参数:
  3. Xstart: 字符的左顶点X坐标
  4. Ystart: 字体的左顶点Y坐标
  5. Ascii_CharAscii字符
  6. Font: Ascii码可视字符字库,在Fonts文件夹中提供了以下字体:
  7. font85*8的字体
  8. font127*12的字体
  9. font1611*16的字体
  10. font2014*20的字体
  11. font2417*24的字体
  12. Color_Foreground: 字体颜色
  13. Color_Background: 背景颜色
  • 写英文字符串:在图像缓存中,在 (Xstart Ystart) 为左顶点,写一串英文字符,可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色
  1. void Paint_DrawString_EN(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char * pString, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
  2. 参数:
  3. Xstart: 字符的左顶点X坐标
  4. Ystart: 字体的左顶点Y坐标
  5. pString:字符串,字符串是一个指针
  6. Font: Ascii码可视字符字库,在Fonts文件夹中提供了以下字体:
  7. font85*8的字体
  8. font127*12的字体
  9. font1611*16的字体
  10. font2014*20的字体
  11. font2417*24的字体
  12. Color_Foreground: 字体颜色
  13. Color_Background: 背景颜色
  • 写中文字符串:在图像缓存中,在 (Xstart Ystart) 为左顶点,写一串中文字符,可以选择GB2312编码字符字库、字体前景色、字体背景色;
  1. void Paint_DrawString_CN(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char * pString, cFONT* font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
  2. 参数:
  3. Xstart: 字符的左顶点X坐标
  4. Ystart: 字体的左顶点Y坐标
  5. pString:字符串,字符串是一个指针
  6. Font: GB2312编码字符字库,在Fonts文件夹中提供了以下字体:
  7. font12CNascii字符字体11*21,中文字体16*21
  8. font24CNascii字符字体24*41,中文字体32*41
  9. Color_Foreground: 字体颜色
  10. Color_Background: 背景颜色
  • 写数字:在图像缓存中,在 (Xstart Ystart) 为左顶点,写一串数字,可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色
  1. void Paint_DrawNum(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, int32_t Nummber, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
  2. 参数:
  3. Xstart: 字符的左顶点X坐标
  4. Ystart: 字体的左顶点Y坐标
  5. Nummber:显示的数字,这里使用的是32位长的int型保存,可以最大显示到2147483647
  6. Font: Ascii码可视字符字库,在Fonts文件夹中提供了以下字体:
  7. font85*8的字体
  8. font127*12的字体
  9. font1611*16的字体
  10. font2014*20的字体
  11. font2417*24的字体
  12. Color_Foreground: 字体颜色
  13. Color_Background: 背景颜色
  • 显示时间:在图像缓存中,在 (Xstart Ystart) 为左顶点,显示一段时间,可以选择Ascii码可视字符字库、字体前景色、字体背景色;这里是方便测试局部刷新而写的,因为局部刷新需要的时间为0.3S,整体显示少于1S加上数据的传输,可以做到1S刷新一次
  1. void Paint_DrawTime(UWORD Xstart, UWORD Ystart, PAINT_TIME *pTime, sFONT* Font, UWORD Color_Background, UWORD Color_Foreground)
  2. 参数:
  3. Xstart: 字符的左顶点X坐标
  4. Ystart: 字体的左顶点Y坐标
  5. pTime:显示的时间,这里定义好了一个时间的结构体,只要把时分秒各位数传给参数;
  6. Font: Ascii码可视字符字库,在Fonts文件夹中提供了以下字体:
  7. font85*8的字体
  8. font127*12的字体
  9. font1611*16的字体
  10. font2014*20的字体
  11. font2417*24的字体
  12. Color_Foreground: 字体颜色
  13. Color_Background: 背景颜色