电子墨水屏STM32使用教程

硬件连接

我们提供的例程是基于STM32F103ZET6的,提供的连接方式也是对应的STM32F103ZET6的引脚,如果有需要移植程序,请按实际引脚连接

STM32F103ZET连接引脚对应关系
e-PaperSTM32
Vcc3.3V
GNDGND
DINPA7
CLKPA5
CSPA4
DCPA2
RSTPA1
BUSYPA3

以我们的open103Z为例,连接如下图:

软件说明

例程是基于HAL库进行开发的。 下载程序,找到STM32程序文件目录,打开STM32\STM32-F103ZET6\MDK-ARM目录下的epd-demo.uvprojx,即可看到程序。

打开main.c,可以看到所有的测试程序,把对应的屏幕的测试程序前面的注释去掉,重新编译下载即可。

可以查看到所有的屏幕尺寸的测试程序,按照尺寸分类:
1.02寸(128×80):
EPD_1in02d_test():对应1.02inch e-paper测试程序;

1.54寸(1.54inch e-paper c:152×152,其他:200×200):
EPD_1in54_test(): 对应1.54inch e-paper V1(黑)版本测试程序,购买日期早于2019-11-22为V1版本,目前已停产;
EPD_1in54_V2_test():对应1.54inch e-paper V2(黑)版本测试程序,购买日期晚于2019-11-22为V2版本,目前出货版本,背面贴有V2标识;
EPD_1in54b_test(): 对应1.54inch e-paper B(黑)测试程序;
EPD_1in54c_test(): 对应1.54inch e-paper C(黑)测试程序;

2.7寸(264×176):
EPD_2in7_test(): 对应2.7inch e-paper(黑)测试程序;
EPD_2in7b_test(): 对应2.7inch e-paper B(黑)测试程序;

2.9寸(296×128):
EPD_2in9_test(): 对应2.9inch e-paper(黑)测试程序;
EPD_2in9bc_test(): 对应2.9inch e-paper B(黑)和2.9inch e-paper C(黑)测试程序;
EPD_2in9d_test(): 对应2.9inch e-paper D(黑)测试程序;

2.13寸(2.13inch e-Paper:250×122,其他:212×104):
EPD_2in13_test(): 对应2.13inch e-paper V1(黑)版本测试程序,购买日期早于2019-05-15为V1版本,目前已停产;
EPD_2in13_V2_test():对应2.13inch e-paper V2(黑)版本测试程序,购买日期晚于2019-05-15为V2版本,目前出货版本,背面贴有V2标识;
EPD_2in13bc_test():对应2.13inch e-paper B(黑)和2.13inch e-paper C(黑)测试程序;
EPD_2in13d_test(): 对应2.13inch e-paper D(黑)测试程序;

4.2寸(400×300):
EPD_4in2_test(): 对应4.2inch e-paper(黑)测试程序;
EPD_4in2bc_test(): 对应4.2inch e-paper B(黑)测试程序;

5.83寸(600×448):
EPD_5in83_test(): 对应5.83inch e-paper(黑)测试程序;
EPD_5in83bc_test(): 对应5.83inch e-paper B(黑)和5.83inch e-paper C(黑)测试程序;

7.5寸(V1:640×384,V2:800×480):
EPD_7in5_test(): 对应7.5inch e-paper(黑)测试程序,购买日期早于2019-12-07为V1版本,目前已停产;
EPD_7in5bc_test(): 对应7.5inch e-paper B(黑)和7.5inch e-paper C(黑)测试程序,7.5inch e-paper B购买日期早于2019-12-07为V1版本,目前已停产,7.5inch e-paper C正常供货;
EPD_7in5_V2_test(): 对应7.5inch e-paper V2(黑)测试程序,购买日期晚于2019-12-07为V2版本,目前出货版本,背面贴有V2标识;
EPD_7in5bc_V2_test():对应7.5inch e-paper B V2(黑)测试程序,购买日期晚于2019-12-07为V2版本,目前7.5inch e-paper B出货版本,背面贴有V2标识;

程序说明

底层硬件接口

我们进行了底层的封装,由于硬件平台不一样,内部的实现是不一样的,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:\STM32\STM32-F103ZET6\User\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。
  5. 2.对于PCB带有Rev2.1的,DEV_Module_Exit()之后整个模块会进入低功耗,经过测试这个功耗基本为0;
  • 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:\STM32\STM32-F103ZET6\User\e-Paper
如下图:

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. //1.54inch e-Paper、1.54inch e-Paper V2、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);如果是1.54 V2,那么EPD_1IN54_V2_Init();如果是7.5B,那就是EPD_7IN5BC_Init(),因为7.5B与7.5C公用驱动代码,只是显示的颜色不一样

  • 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();如果是7.5B,那就是EPD_7IN5_Clear(),因为7.5B与7.5C公用驱动代码,只是显示的颜色不一样

  • 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1.54inch e-paper V2、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_1IN54_V2_DisplayPartBaseImage(UBYTE *Image);
  3. void EPD_1IN54_V2_DisplayPart(UBYTE *Image);
  4. void EPD_2IN13_V2_DisplayPart(UBYTE *Image);
  5. 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();如果是7.5B,那就是EPD_7IN5BC_Sleep(),因为7.5B与7.5C公用驱动代码,只是显示的颜色不一样

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:\STM32\STM32-F103ZET6\User\GUI\GUI_Paint.c(.h)

在如下目录下是GUI依赖的字符字体,在目录:\STM32\STM32-F103ZET6\User\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
  • 写图片:把一个位图写入图像缓存中
  1. void Paint_DrawBitMap(const unsigned char* image_buffer)
  2. 参数:
  3. image_buffer: 图像数据的缓存中的首地址

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