RP2040还能制作温度计？2022年寒假在家练RP2040游戏机项目分享（六）

电子森林 2022-03-15 21:56

如何提升高压系统的实时性能? 如何增强能源基础设施的实时控制？

超温报警的温度计想要来尝试吗？那就点击“阅读原文”打开项目下载代码吧。

项目来自电子科技大学的【针针扎是带啥纸】同学分享，已开源在电子森林，转载请注明出处。

项目简介

该项目是一个图形化显示、超温报警的温度计。使用micropython开发基于树莓派RP2040的嵌入式系统学习平台。实现的功能有：

1、在LCD屏上显示一个图形化的温度计，并实时显示当前的温度（通过RP2040内部的温度传感器测量）；

2、可以通过摇杆或按键设定报警温度阈值；

3、芯片温度超过设定的阈值，温度图示颜色变红，且蜂鸣器发出报警声音；

4、芯片降温到阈值以下，温度图示颜色变绿，蜂鸣器停止报警；

项目硬件介绍

此项目完全使用基于树莓派RP2040的嵌入式系统学习平台，未外接器件。使用到了板载的RP2040 MCU、轻触按键A、摇杆、IPS LCD屏幕、蜂鸣器；使用ADC读取摇杆值和内部温度传感器温度，使用PWM驱动蜂鸣器发声，使用SPI驱动显示屏，使用GPIO读取按键A；

项目设计思路

1. 图形化温度计：使用静态背景图像加动态矩形条的形式显示。绘制温度计外形并将图像转换成240*240分辨率、24位色彩，再将其转换成bin文件用于加载显示（实际上可以计算好后直接绘制线条）；在合适位置绘制上下两个矩形条模拟温度计内液体及空气，改变矩形条长度即可模拟改变液面高度，改变颜色即可模拟改变液体颜色；

2. 设置报警温度阈值：按下按键A并保持进入设置阈值模式，左右摇动摇杆，通过ADC读取电阻值并映射到0到80作为阈值设定值，松开按键A即可保存设定；使用一根横轴和一个矩形块表示阈值设定值，可以形象地调节阈值；

3. 报警：当ADC读取计算得到温度超过阈值时，输出PWM驱动蜂鸣器发声，模拟液体颜色由绿色变红色；当温度回落至阈值以下后蜂鸣器停止，液体变回绿色；

实现功能展示

主要代码及说明

1. 绘制圆形（增加在st7789.py中），原理是利用绘制许多水平直线形成圆形：


import math
  def fill_circle(self, x, y, radius, color):        """        Draw a circle at the given location, size and filled with color.
        Args:            x (int): Center x coordinate            y (int): Center y coordinate            radius (int): Radius in pixels            color (int): 565 encoded color        """        ii = radius        while ii >= -radius :            delta_x = int(math.sqrt(radius**2 - ii**2))            self.hline(x-delta_x, y+ii, delta_x*2, color)            ii=ii-1

2. 定义常量、变量，包括图片文件地址、显示坐标、温度阈值、屏幕引脚、屏幕像素等：


image_file0 = "/back.bin" #图片文件地址image_file1 = "/logo.bin"
ther_x = 113ther_y = 160slider_x = 110slider_y = 217ther_color = st7789.GREENthreshold = 40threshold_temp = 40
st7789_res = 0st7789_dc  = 1disp_width = 240disp_height = 240CENTER_Y = int(disp_width/2)CENTER_X = int(disp_height/2)

3. 初始化外设，包括初始化SPI、LCD、ADC、GPIO、PWM：


spi_sck=machine.Pin(2)spi_tx=machine.Pin(3)spi0=machine.SPI(0,baudrate=4000000, phase=1, polarity=1, sck=spi_sck, mosi=spi_tx)print(spi0)display = st7789.ST7789(spi0, disp_width, disp_width,                          reset=machine.Pin(st7789_res, machine.Pin.OUT),                          dc=machine.Pin(st7789_dc, machine.Pin.OUT),                          xstart=0, ystart=0, rotation=0)
Joy_x = machine.ADC(29)Joy_y = machine.ADC(28)buttonB = machine.Pin(5,machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_UP) #BbuttonA = machine.Pin(6,machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_UP) #ABuzz = machine.PWM(machine.Pin(23))
SensorTemp = machine.ADC(4)offset = 3.3/65535

4. 开机画面，先显示文字信息，然后显示硬禾LOGO：


display.fill(st7789.BLACK)display.text(font2, "Hello! RPi Pico", 10, 10)display.text(font2, "HGF", 10, 40)display.text(font2, "MicroPython", 35, 100)display.text(font2, "EETREE", 35, 150)display.text(font2, "www.eetree.cn", 30, 200)utime.sleep(1)
f_image = open(image_file1, 'rb')for column in range(1,240):                buf=f_image.read(480)                display.blit_buffer(buf, 1, column, 240, 1)utime.sleep(1)

5. 温度计初始化显示，显示静态背景、阈值滑块及文字描述：


f_image = open(image_file0, 'rb')for column in range(1,240):                buf=f_image.read(480)                display.blit_buffer(buf, 1, column, 240, 1)                display.hline(30, 222, 180, st7789.BLACK)display.text(font1, "Temp:", 10, 60, st7789.BLACK, st7789.WHITE)display.text(font1, "Thre:", 10, 100, st7789.BLACK, st7789.WHITE)display.fill_rect(slider_x, slider_y, 10, 10, st7789.BLACK)display.text(font1, str(threshold_temp), 52, 100, st7789.BLACK, st7789.WHITE)

6. 温度计主要功能（while True内），测量并显示温度，超过阈值报警：


    display.fill_circle(121,170,18,ther_color)    temperature = round(27 - (SensorTemp.read_u16()*offset - 0.706)/0.001721,2)    print(temperature)    display.text(font1, str(temperature)+'  ', 52, 60, st7789.BLACK, st7789.WHITE)
    if temperature >= threshold :        ther_color = st7789.RED        Buzz.freq(500)        Buzz.duty_u16(500)    elif temperature <= threshold-1 :                ther_color = st7789.GREEN        Buzz.deinit()            ther_y = int(153 - temperature*1.53)    display.fill_rect(ther_x, 30, 17, ther_y-30, st7789.WHITE)    display.fill_rect(ther_x, ther_y, 17, int(temperature*1.7), ther_color)

7. 阈值设置功能（while True内），按下按键A进入阈值设置，松开退出并保存：

    if buttonA.value() == 0 :        utime.sleep(0.05)        while buttonA.value() == 0 :            threshold_temp = int( 40+(Joy_x.read_u16()-32768)/830)            print(threshold_temp)            display.fill_rect(slider_x, slider_y, 10, 10, st7789.WHITE)            display.hline(slider_x, 222, 10, st7789.BLACK)            slider_x = 38+int(threshold_temp*2)            display.fill_rect(slider_x, slider_y, 10, 10, st7789.BLACK)            display.text(font1, str(threshold_temp)+' ', 52, 100, st7789.BLACK, st7789.WHITE)    else :        threshold = threshold_temp