电子纸在pcDuino上的使用

酸酸苹果汁 发布于 2014/01/14 11:20
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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pcDuinologo图片和图片转换二进制代码的软件Image2Lcd的使用讲解。

效果图:图片1

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。

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:

图片1

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;

}

}

}

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:

图片4

进入主程序:图片2

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;图片3

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800600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。

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ASCII12,,34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12),然后清除屏幕(指令3),最后就是发送图片数据(指令4)。

附录

1、Ls.h头文件,文件为图片pcDuinologo

ls

2、Archlinux pcDuinologo

archlinux

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