模板: CapTouch ePaper for Pico use

RPi Pico

提供C、MicroPython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）

Pico连接引脚对应关系

e-Paper	Pico	功能
VCC	VSYS	电源输入
GND	GND	电源地
DIN	GP11	SPI通信MOSI引脚，从设备数据输入
CLK	GP10	SPI通信SCK引脚，从设备时钟输入
CS	GP9	SPI片选引脚（低电平有效）
DC	GP8	数据/命令控制引脚（高电平数据，低电平命令）
ERST	GP12	墨水屏外部复位引脚（低电平有效）
BUSY	GP13	忙状态输出引脚
TRST	GP16	触控复位引脚
INT	GP17	触控中断信号输出引脚
SDA	GP6	触控I2C通信数据引脚
SCL	GP7	触控I2C通信时钟引脚

以Pico-CapTouch-ePaper-2.9连接至Pico为例，对照USB接口直接插在Pico上即可：

环境搭建

如果进行开发需要搭建编译环境，请参照微雪整理的Pico专题Wiki：http://pico.wiki/
如果需要快速验证功能可以跳过环境搭建，直接下载程序

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。

cd ~
wget https://www.waveshare.net/w/upload/6/6e/Pico_CapTouch_ePaper.zip
unzip Pico_CapTouch_ePaper.zip -d Pico_CapTouch_ePaper
cd ~/Pico_CapTouch_ePaper

方法二：使用github仓库，github可能更新会有延迟，推荐使用方法一。

cd ~
git clone https://github.com/waveshare/Pico_CapTouch_ePaper
cd ~/Pico_CapTouch_ePaper

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

• 进行编译，请确保在c目录：

cd ~/Pico_CapTouch_ePaper/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

mkdir build
cd build
export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk

• 执行cmake自动生成Makefile文件

cmake ..

• 执行make生成可执行文件，第一次编译时间比较久

make -j6

• 编译完后就生成了 epd.uf2 文件。接下来按住Pico板上的BOOTSEL按键，使用Micro USB线将Pico连接至树莓派，然后松开按键。此时设备会识别到一个可移动盘（RPI-RP2）
  
• 将刚刚生成的 epd.uf2 文件复制到刚刚识别的可移动盘中（RPI-RP2），Pico会自动重启运行程序
  

Python部分

• 首先按住Pico板上的BOOTSEL按键，使用Micro USB线将Pico连接至树莓派，然后松开按键。此时设备会识别到一个可移动盘（RPI-RP2）
• 将python目录中的 rp2-pico-20210418-v1.15.uf2 文件复制到刚刚识别的可移动盘（RPI-RP2）中
• 更新Thonny IDE

sudo apt upgrade thonny

• 打开Thonny IDE （点击树莓logo -> Programming -> Thonny Python IDE ），并选择解释器：
  • 选择Tools -> Options... -> Interpreter
  • 选择MicroPython(Raspberry Pi Pico 和ttyACM0端口
• 在Thonny IDE中打开 Pico_CapTouch_ePaper-xxx.py 文件，然后运行当前脚本（点击绿色小三角）即可

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：c\lib\Config

• 数据类型：

#define UBYTE   uint8_t
#define UWORD   uint16_t
#define UDOUBLE uint32_t

• 模块初始化与退出的处理：

void DEV_Module_Init(void);
void DEV_Module_Exit(void);
注意：
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：

void DEV_Digital_Write(UWORD Pin, UBYTE Value);
UBYTE DEV_Digital_Read(UWORD Pin);

• SPI写数据

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：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

void EPD_xxx_Init(void);

其中xxx表示墨水屏型号。

• 清屏，把墨水屏刷成白色

void EPD_xxx_Clear(void); 

其中xxx表示墨水屏型号。

• 传输一帧的图片数据并打开显示

//黑白双色墨水屏
void EPD_xxx_Display(UBYTE *Image);

//对于局部刷新,需要调用EPD_xxx_Display_Base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_Display_Partial()
void EPD_xxx_Display_Base(UBYTE *Image);
void EPD_xxx_Display_Partial(UBYTE *Image);

• 进入睡眠模式

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

中间层触控驱动

触控驱动代码文件，在目录：c\lib\Driver
打开.h可以看到如下的函数

• 触控芯片复位，初始化时被调用

void ICNT_Reset(void);

• 触控芯片写寄存器

void ICNT_Write(UWORD Reg, char *Data, UBYTE len);

• 触控芯片读寄存器

void ICNT_Read(UWORD Reg, char *Data, UBYTE len);

• 读取版本等信息

void ICNT_ReadVersion(void);

• 读取坐标信息，返回数据存储在结构体中

UBYTE ICNT_Scan(void);

• 触控芯片初始化

void ICNT_Init(void);

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：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：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

void Paint_NewImage(UBYTE *image, UWORD Width, UWORD Height, UWORD Rotate, UWORD Color)
参数：
 	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；
 	Width : 图像缓存的宽度；
 	Height: 图像缓存的高度；
 	Rotate：图像的翻转的角度
 	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

void Paint_SelectImage(UBYTE *image)
参数：
 	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

void Paint_SetRotate(UWORD Rotate)
参数：
 	Rotate: 图像选择角度，可以选择ROTATE_0、ROTATE_90、ROTATE_180、ROTATE_270分别对应0、90、180、270度

【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。

void Paint_SetMirroring(UBYTE mirror)
参数：
 	mirror: 图像的镜像方式，可以选择MIRROR_NONE、MIRROR_HORIZONTAL、MIRROR_VERTICAL、MIRROR_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；

void Paint_SetPixel(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, UWORD Color)
参数：
 	Xpoint: 点在图像缓存中X位置
 	Ypoint: 点在图像缓存中Y位置
 	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

void Paint_Clear(UWORD Color)
参数：
 	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

void Paint_ClearWindows(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color)
参数：
 	Xstart: 窗口的X起点坐标
 	Ystart: 窗口的Y起点坐标
 	Xend: 窗口的X终点坐标
 	Yend: 窗口的Y终点坐标
 	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

void Paint_DrawPoint(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, UWORD Color, DOT_PIXEL Dot_Pixel, DOT_STYLE Dot_Style)
参数：
 	Xpoint: 点的X坐标
 	Ypoint: 点的Y坐标
 	Color: 填充的颜色
 	Dot_Pixel: 点的大小，提供默认的8种大小点
 	 	 typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  , 	 	// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  , 	 	// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	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
 	 	typedef enum {
 	 	   DOT_FILL_AROUND  = 1,		
 	 	   DOT_FILL_RIGHTUP,
 	 	} 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

void Paint_DrawLine(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color, LINE_STYLE Line_Style , LINE_STYLE Line_Style)
参数：
 	Xstart: 线的X起点坐标
 	Ystart: 线的Y起点坐标
 	Xend: 线的X终点坐标
 	Yend: 线的Y终点坐标
 	Color: 填充的颜色
 	Line_width: 线的宽度，提供默认的8种宽度
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	 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
 	 	typedef enum {
 	 	 	 LINE_STYLE_SOLID = 0,
 	 	 	 LINE_STYLE_DOTTED,
 	 	} 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

void Paint_DrawRectangle(UWORD Xstart, UWORD Ystart, UWORD Xend, UWORD Yend, UWORD Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
参数：
 	Xstart: 矩形的X起点坐标
 	Ystart: 矩形的Y起点坐标
 	Xend: 矩形的X终点坐标
 	Yend: 矩形的Y终点坐标
 	Color: 填充的颜色
 	Line_width: 矩形四边的宽度，提供默认的8种宽度
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	Draw_Fill: 填充,是否填充矩形的内部
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DRAW_FILL_EMPTY = 0,
 	 	 	 DRAW_FILL_FULL,
 	 	} 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

void Paint_DrawCircle(UWORD X_Center, UWORD Y_Center, UWORD Radius, UWORD Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
参数：
 	X_Center: 圆心的X坐标
 	Y_Center: 圆心的Y坐标
 	Radius：圆的半径
 	Color: 填充的颜色
 	Line_width: 圆弧的宽度，提供默认的8种宽度
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
 	 	 	 DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
 	 	 	 DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
 	 	 	 DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
 	 	 	 DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
 	 	 	 DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
 	 	 	 DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
 	 	 	 DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
 	 	} DOT_PIXEL;
 	Draw_Fill: 填充,是否填充圆的内部
 	 	typedef enum {
 	 	 	 DRAW_FILL_EMPTY = 0,
 	 	 	 DRAW_FILL_FULL,
 	 	} 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

void Paint_DrawChar(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char Ascii_Char, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	Ascii_Char：Ascii字符
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	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

void Paint_DrawString_EN(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char * pString, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	pString：字符串，字符串是一个指针
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	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；

void Paint_DrawString_CN(UWORD Xstart, UWORD Ystart, const char * pString, cFONT* font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	pString：字符串，字符串是一个指针
 	Font: GB2312编码字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font12CN：ascii字符字体11*21，中文字体16*21
 	 	font24CN：ascii字符字体24*41，中文字体32*41
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	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

void Paint_DrawNum(UWORD Xpoint, UWORD Ypoint, int32_t Nummber, sFONT* Font, UWORD Color_Foreground, UWORD Color_Background)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	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
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	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

void Paint_DrawTime(UWORD Xstart, UWORD Ystart, PAINT_TIME *pTime, sFONT* Font, UWORD Color_Background, UWORD Color_Foreground)
参数：
 	Xstart: 字符的左顶点X坐标
 	Ystart: 字体的左顶点Y坐标
 	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；
 	Font: Ascii码可视字符字库，在Fonts文件夹中提供了以下字体：
 	 	font8：5*8的字体
 	 	font12：7*12的字体
 	 	font16：11*16的字体
 	 	font20：14*20的字体
 	 	font24：17*24的字体
 	Color_Foreground: 字体颜色
 	Color_Background: 背景颜色

MicroPython部分

为了方便使用所有代码写成了一个文件

class config

底层硬件接口初始化以及spi和i2c的读写函数

class EPD_2in9

墨水屏驱动函数，可以参考C语言介绍

class ICNT_Development

触控数据结构体的python实现

class ICNT86

触控驱动函数，可以参考C语言介绍