电子纸在pcDuino上的使用

本文主要是介绍电子纸在pcDuino上的使用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

电子纸是近些年兴起的一种传统纸质图书的替代品，实现电子纸技术的途径主要包括有胆固醇液晶显示技术、电泳显示技术（ EPD ）以及电润湿显示技术等。支持电子纸显示的是点只墨水，电子墨水其实是一种新型材料，它是化学、物理学和电子学多学科发展的产物，这种材料可被印刷到任何材料的表面来显示文字或图像信息。由于电子墨水是一种液态材料，所以被形象地称为电子墨“水”。

这次实验是演示通过pcDuino驱动电子纸模块显示pcDuino的logo图片和图片转换二进制代码的软件Image2Lcd的使用讲解。

效果图：

一：器件清单
1、pcDuino 一套

2、电子纸模块一个

3、3.3V电源模块一个

由于电子纸模块页面刷新时功耗较高，pcDuino无法为其提供显示时的功耗，所以需要为电子纸外接3.3V电源，需要注意的是将pcDuino和外接电源共地。
二：电路连接
在此使用的是Arduino上的3.3V为电子纸模块供电，电路连线图如下：

三：代码
#include ”core.h”//pcDuino包含的核心头文件
#include ”ls.h”//包含待显示的图片
#define STATUS_PIN 9//定义电子纸的状态引脚
#define CS_PIN 10//定义电子纸的片选引脚
#define MISO_PIN 11//主输入从输出引脚
#define MOSI_PIN 12//主输出从输入引脚
#define SCK_PIN 13//定义时钟引脚
#define FRAME_END_LEN 11//定义刷新次数（我使用的理想值为11，可自行修改）
unsigned char SoftSpiTransfer(unsigned char data)//模拟SPI时序
{
unsigned char cnt;
unsigned char rst;
rst = 0;
for(cnt = 0;cnt < 8 ;cnt ++)
{
rst <<= 1;
if(data & 0×80)
digitalWrite(MOSI_PIN,HIGH);
else
digitalWrite(MOSI_PIN,LOW);
digitalWrite(SCK_PIN,HIGH);
digitalWrite(SCK_PIN,LOW);
rst |=  digitalRead(MISO_PIN);
data <<= 1;
}
return rst;
}
void ClearScring(void)//清屏函数
{
bool DeviceStatus;//定义一个状态量
DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN);
digitalWrite(CS_PIN,LOW);
SoftSpiTransfer(3);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);//嵌入汇编的延时指令，下同
}
digitalWrite(CS_PIN,HIGH);
}
void SetImageWide(unsigned int wide)//设置图片宽度的函数
{
bool DeviceStatus;
DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN);
digitalWrite(CS_PIN,LOW);
SoftSpiTransfer(1);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
}
DeviceStatus = !DeviceStatus;
SoftSpiTransfer(wide >> 8);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
}
DeviceStatus = !DeviceStatus;
SoftSpiTransfer(wide & 0xff);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
}
digitalWrite(CS_PIN,HIGH);
}
void SetImageHigh(unsigned int high)//设置图片高度的函数
{
bool DeviceStatus;
DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN);
digitalWrite(CS_PIN,LOW);
SoftSpiTransfer(2);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
}
DeviceStatus = !DeviceStatus;
SoftSpiTransfer(high >> 8);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
}
DeviceStatus = !DeviceStatus;
SoftSpiTransfer(high & 0xff);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
}
digitalWrite(CS_PIN,HIGH);
}
void SendImage(const unsigned char * pic)//显示图片的函数
{
bool DeviceStatus;
unsigned char data;
unsigned char cnt0;
unsigned int cnt1;
unsigned long time;
DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN);
digitalWrite(CS_PIN,LOW);
SoftSpiTransfer(4);
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
}
DeviceStatus = !DeviceStatus;
for(cnt0 = 0;cnt0 < FRAME_END_LEN; cnt0 ++)
{
Serial.println(“New Line”);
for(cnt1 = 0; cnt1 < 120000; cnt1 ++)
{
data = gImage[cnt1];
SoftSpiTransfer(data);
time = 0;
while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus)
{
asm(“nop”);
time ++;
if(time > 1000000)
{
Serial.println(“Error”);//超时串口提示错误
digitalWrite(CS_PIN,HIGH);
return;
}
}
DeviceStatus = !DeviceStatus;
}
}
digitalWrite(CS_PIN,HIGH);
}
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(STATUS_PIN, INPUT);
pinMode(CS_PIN, OUTPUT);
pinMode(MOSI_PIN, OUTPUT);
pinMode(MISO_PIN, INPUT);
pinMode(SCK_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(CS_PIN,HIGH);
digitalWrite(STATUS_PIN,HIGH);
digitalWrite(SCK_PIN,LOW);
}
void loop()
{
char cmd;
if(Serial.available())//如果串口接收到数据
{
cmd = Serial.parseInt();
switch(cmd)
{
case 1:
SetImageWide(600);
Serial.println(“Set Image Wide Complete !”);
break;
case 2:
SetImageHigh(800);
Serial.println(“Set Image High Complete !”);
break;
case 3:
Serial.println(“Start Clear Scring !”);
ClearScring();
Serial.println(“Clear Scring Complete !”);
break;
case 4:
Serial.println(“Start Send Image Data!”);
SendImage(gImage);
Serial.println(“Send Image Data Complete !”);
break;
default:
Serial.println(“Unknow instruction !”);
break;
}
}
}

四：软件使用方法
将图片转换为二进制的工具有很好，我就简单介绍下在windows下使用Image2Lcd软件。

下载Image2Lcd后打开如下应用程序：

进入主程序：

第一步：点击“打开”，选择图片；

第二步：点击“输出数据类型”选项卡，选择“C语言数组”，将图片保存为头文件ls.h用以输出；

第三步：点击“扫描模式”，选择水平扫描，因为本电子纸模块的扫描是从上往下从左往右依次显示的，及图中0->X换列Y->X的显示方向的；

第四步：点击“输出灰阶”选项卡选择4灰，这是由于使用的电子纸模块显示模式为四灰阶的；

第五步：最大宽度和最大高度输入800和600并点击右侧三角保存默认；

第六步：勾选“自右至左扫描”，原因详见第三步；

第七步：点击保存按钮，输入***.h保存（***为你取的名字，这里需要和代码中一致，我的为ls.h）

由于显示的800*600数据较多，pcDuino显示刷新的时间较长，所以需要耐心的等待。
五：总结
本次试验使用的电子纸是四灰阶的，所以每个像素点使用两位二进制数，显示屏的分辨率是800X600，所以有效的数据是800*600/4=120000，故ls.h里面的数据个数为120000个字节。

要显示其他的图片时修改代码里对应的参数和对应的头文件即可。

上述代码通过串口（波特率为9600）发送ASCII的1，2，，3，4来控制电子纸的显示，首先需要设置图片显示的宽和高为800*600（指令1和2），然后清除屏幕（指令3），最后就是发送图片数据（指令4）。
六：附录
1、Ls.h头文件，文件为图片pcDuino的logo：