Οθόνες UART: Καθιστώντας ευκολότερη την ανάπτυξη της συσκευής χειρός

Γεια σε όλους, ήθελα να μοιραστώ αυτή τη μικρή ιστορία για το πώς σκόνταψα να χρησιμοποιήσω τις οθόνες οθόνης UART για συσκευές χειρός, και φίλε, άλλαξε το παιχνίδι για μένα. Πριν από μερικές μέρες, είδα το έργο αυτού του παιδιού για την επιστήμη στο διαδίκτυο: ένα ESP8266 συνδεδεμένο με μια οθόνη UART, συν RFID και κάποια εφαρμογή που δημιουργήθηκε με το Mixly. Φαινόταν τόσο απλό και δροσερό. Πήδηξα στο Taobao (όπως το eBay της Κίνας) και έψαξα για "UART screen display," και ουάου, αυτά τα πράγματα είναι φτηνά τώρα σε σύγκριση με μερικά χρόνια πριν. Βασικά έχουν την ίδια τιμή με αυτές τις βασικές οθόνες LCD-που βασίζονται σε SPI. Δεν μπόρεσα να αντισταθώ – παρήγγειλα ένα αμέσως για να τα βάλω.

Επιτρέψτε μου να δημιουργήσω ένα μικρό αντίγραφο ασφαλείας και να εξηγήσω τι εννοώ με την εμφάνιση οθόνης UART έναντι μιας γυμνής οθόνης LCD, γιατί αν είστε νέος σε αυτό όπως ήμουν στην αρχή, μπορεί να μην κάνει κλικ αμέσως. Μια οθόνη οθόνης UART είναι βασικά μια μονάδα LCD που είναι προ-συσκευασμένη με όλα τα προγράμματα οδήγησης χαμηλού-επιπέδου. Διατίθεται με το δικό της λογισμικό επεξεργασίας διεπαφής χρήστη από τον κατασκευαστή. Απλώς σύρετε και αποθέτετε στοιχεία όπως πλαίσια κειμένου, κουμπιά, χρονόμετρα και ετικέτες και, στη συνέχεια, γράφετε μια απλή λογική συμβάντων. Το όλο θέμα μιλά με τον μικροελεγκτή σας (MCU) μέσω μιας σειριακής σύνδεσης UART – εξ ου και η ονομασία εμφάνιση οθόνης UART. Ορίζετε ένα προσαρμοσμένο πρωτόκολλο για την ανταλλαγή δεδομένων, και έχετε μια φανταχτερή διεπαφή χωρίς να ιδρώνετε τις λεπτομέρειες. Πολλά από αυτά διαθέτουν ακόμη και ενσωματωμένες-οθόνες αφής, κάτι που είναι καταπληκτικό για αντικείμενα χειρός.

Από την άλλη πλευρά, μια γυμνή οθόνη είναι η τυπική σας οθόνη LCD – σκεφτείτε εκείνες που χρειάζονται I2C, SPI ή ακόμα και μια πλήρη παράλληλη διεπαφή 20-ακίδων 8080 ή ρύθμιση RGB. Πρέπει να χειριστείτε τα πάντα μόνοι σας: ακολουθήστε το πρωτόκολλο του IC του προγράμματος οδήγησης για να ελέγξετε τα εικονοστοιχεία, να σχεδιάσετε τη διεπαφή χρήστη από την αρχή στον κώδικα και να διαχειριστείτε όλο το χρονοδιάγραμμα και τις ανανεώσεις με το MCU σας. Είναι πολλή δουλειά, απαιτεί ισχυρές δεξιότητες προγραμματισμού και καθυστερεί πολύ τον χρόνο ανάπτυξης. Έχω πάει εκεί, τραβώντας τα μαλλιά μου για τέλειες ευθυγραμμίσεις με pixel και περιορισμούς μνήμης.

Για να σας δώσω ένα πραγματικό-παράδειγμα, έφτιαξα πρόσφατα αυτό το φορητό τερματικό χρησιμοποιώντας μια MCU και μια γυμνή οθόνη LCD. Χρειάστηκε για πάντα - μιλάμε για εβδομάδες προσαρμογής. Ο κώδικας κατέληξε να είναι πάνω από 800 γραμμές, και δεν έκανε καν τίποτα το φανταστικό. Το gadget ήταν βασικά ένα τηλεχειριστήριο για τα φανάρια σε απόσταση: μπορούσατε να ορίσετε διάρκειες κόκκινου/πράσινου, διαστήματα που αναβοσβήνουν, χρόνους κίτρινου φωτός, περιόδους κίτρινου φλας, οθόνες κατάστασης πραγματικού χρόνου, ρυθμίσεις ρολογιού και όλο αυτό το τζαζ. Η επικοινωνία γινόταν μέσω μιας μονάδας LoRa μεγάλης-εμβέλειας, η οποία πρόσθεσε τους δικούς της πονοκεφάλους.

Φανταστείτε αυτό: με σκύβω πάνω από το γραφείο μου, συνδέω τη γυμνή οθόνη στο MCU, γράφω προσαρμοσμένα προγράμματα οδήγησης για να σχεδιάζω κουμπιά και κείμενο. Έπρεπε να χειριστώ τα πλήκτρα για πλοήγηση, να τα εκτονώσω στο λογισμικό και να βεβαιωθώ ότι η οθόνη δεν τρεμοπαίζει κατά τις ενημερώσεις. Η μνήμη ήταν ένας εφιάλτης – ειδικά με τις κινέζικες γραμματοσειρές, αφού το 51 MCU που χρησιμοποιούσα είχε μικρή μνήμη RAM. Τελικά λειτούργησε, αλλά ένιωθε σαν να επανεφεύρουμε τον τροχό σε κάθε βήμα. Χρειάστηκε να επανασχεδιάσω αργότερα τη διάταξη PCB για να την κάνω πιο συμπαγή για χρήση στο χέρι. Μην με παρεξηγείτε, ήταν ικανοποιητικό όταν άναψε, αλλά φίλε, ο νεροχύτης του χρόνου ήταν πραγματικός.

Γρήγορα μπροστά στο σήμερα – έφτασε η νέα μου οθόνη UART! Είναι μια οθόνη αφής LCD 2,8 ιντσών από αυτήν την εταιρεία Shenzhen που ονομάζεταιMINGHUA.Κατέβασα το λογισμικό επεξεργασίας διεπαφής χρήστη, κοίταξα το εγχειρίδιο και μπήκα αμέσως μέσα. Μου θύμισε εκείνες τις παλιές εποχές που ασχολιόμουν με τη Visual Basic ή τους Delphi για εφαρμογές επιτραπέζιου υπολογιστή – μεταφορά, απόθεση, σύνδεση συμβάντων, τελείωσε.

Πέρασα ίσως μισή μέρα στη δημιουργία της διεπαφής: κουμπιά για ρυθμίσεις, πεδία κειμένου για την εμφάνιση καταστάσεων, χρονόμετρα για τις ακολουθίες φωτός. Το ανέβασε μέσω σειριακής σειράς στην οθόνη της οθόνης UART, και ειλικρινά χάλια, αναπαρήγαγε αυτό που μου πήρε χρόνια με την γυμνή οθόνη. Δεν χρειάζεται πλέον να ανησυχείτε για την ώθηση pixel σε χαμηλό-επίπεδο. η οθόνη χειρίζεται όλα αυτά εσωτερικά. Και δεδομένου ότι βασίζεται σε UART-, η ενσωμάτωση με το MCU μου ήταν παιχνιδάκι – απλώς στείλτε εντολές όπως "ενημέρωση πλαισίου κειμένου με τιμή X" και λάβετε απαντήσεις πίσω. Η είσοδος αφής; Χωρίς ραφή. Το δοκίμασα με τη ρύθμιση LoRa μου και όλα συγχρονίστηκαν χωρίς πρόβλημα.

Επιτρέψτε μου να αναλύσω γιατί αυτή η προσέγγιση εμφάνισης οθόνης UART είναι τόσο μεγάλη για την ανάπτυξη τερματικών χειρός. Πρώτον, εξοικονόμηση χρόνου: Αντί να κωδικοποιείτε κάθε στοιχείο διεπαφής χρήστη από την αρχή, χρησιμοποιείτε προ{1}}ενσωματωμένα γραφικά στοιχεία. Θέλετε ένα ρυθμιστικό για τη ρύθμιση της διάρκειας του φωτός; Σύρετε το προς τα μέσα, συνδέστε το με μια μεταβλητή και ορίστε τι συμβαίνει με την αλλαγή – όπως η αποστολή ενός πακέτου UART στο MCU. Το λογισμικό δημιουργεί ακόμη και τα στελέχη πρωτοκόλλου για εσάς μερικές φορές.

Δεύτερον, σταθερότητα: Αυτές οι οθόνες UART είναι εργοστασιακές-ελεγμένες μονάδες. Τέρμα το κυνήγι ασαφών σφαλμάτων του προγράμματος οδήγησης ή η αντιμετώπιση του θορύβου EMI που ανακατεύει τις γραμμές SPI σας. Οι σειριακές επικοινωνίες είναι ισχυρές, ειδικά αν προσθέσετε κάποιο βασικό έλεγχο σφαλμάτων, όπως αθροίσματα ελέγχου. Στο έργο γυμνής οθόνης μου, είχα διαλείπουσες δυσλειτουργίες από διακυμάνσεις ρεύματος. με την οθόνη UART, είναι όλα εγκλωβισμένα, άρα λιγότερος πονοκέφαλος.

Τρίτον, απλότητα υλικού: Λιγότερες ακίδες! Το UART είναι απλώς TX, RX και γείωση (συν ισχύς, προφανώς). Αυτό ελευθερώνει τις ακίδες MCU για άλλα πράγματα όπως αισθητήρες ή το ραδιόφωνο LoRa. Σε συσκευές χειρός, όπου ο χώρος είναι περιορισμένος, αυτό είναι τεράστιο. Το παλιό μου πρωτότυπο είχε μια φωλιά αρουραίων από καλώδια. το νέο με την οθόνη UART είναι καθαρό και συμπαγές.

Από πλευράς κόστους-, όπως είπα, αυτές οι οθόνες UART είναι πλέον στο ίδιο επίπεδο με τις γυμνές. Πριν από μερικά χρόνια, σας έκαναν διπλά ή περισσότερο πίσω, αλλά η μαζική παραγωγή έχει ρίξει τις τιμές. Σίγουρα, είστε κάπως κλειδωμένοι στο οικοσύστημα του κατασκευαστή για το λογισμικό και τα εξαρτήματα διεπαφής χρήστη, τα οποία μπορεί να περιορίσουν το bargai

Αναπολώντας το επιστημονικό έργο αυτού του παιδιού, είναι απολύτως λογικό. Η σύζευξη μιας οθόνης οθόνης UART με κάτι σαν ESP8266 σημαίνει ότι μπορείτε να εστιάσετε στα διασκεδαστικά μέρη: τη λογική, τις ασύρματες επικοινωνίες, την ενσωμάτωση εφαρμογών. Δεν χρειάζεται να είστε μάγος γραφικών. Έχω ήδη ετοιμάσει ιδέες για την επόμενη συσκευή χειρός – ίσως μια φορητή οθόνη περιβάλλοντος με αισθητήρες που τροφοδοτούν δεδομένα στην οθόνη της οθόνης UART σε πραγματικό-χρόνο.

ισχύς εάν κλιμακώνετε την παραγωγή. Αλλά για πρωτότυπα, έργα χόμπι ή μικρές σειρές, δεν-είναι απίθανο.

Αναπολώντας το επιστημονικό έργο αυτού του παιδιού, είναι απολύτως λογικό. Η σύζευξη μιας οθόνης οθόνης UART με κάτι σαν ESP8266 σημαίνει ότι μπορείτε να εστιάσετε στα διασκεδαστικά μέρη: τη λογική, τις ασύρματες επικοινωνίες, την ενσωμάτωση εφαρμογών. Δεν χρειάζεται να είστε μάγος γραφικών. Έχω ήδη ετοιμάσει ιδέες για την επόμενη συσκευή χειρός – ίσως μια φορητή οθόνη περιβάλλοντος με αισθητήρες που τροφοδοτούν δεδομένα στην οθόνη της οθόνης UART σε πραγματικό-χρόνο.

Εάν συζητάτε μεταξύ μιας γυμνής οθόνης και μιας οθόνης UART, θα έλεγα να πάτε UART εκτός αν έχετε εξαιρετικά-συγκεκριμένες απαιτήσεις που απαιτούν πλήρη έλεγχο. Μετατρέπει αυτό που παλιότερα ήταν άλεσμα σε κάτι σχεδόν απολαυστικό. Χρόνος ανάπτυξης; κομμένο. Σταθερότητα; Ανεβασμένος. Συνολική ταλαιπωρία; Πολύ κάτω.

Ένα πράγμα που πρέπει να αναφέρω: όταν ξεκινάτε για πρώτη φορά με μια οθόνη UART, διαβάστε προσεκτικά τα έγγραφα. Κάθε κατασκευαστής έχει τις ιδιορρυθμίες του – όπως συγκεκριμένους ρυθμούς baud (όρισα το δικό μου στο 115200 για ταχύτητα), μορφές εντολών ή πώς να χειρίζομαι συμβάντα αφής. Αλλά μόλις μπείτε μέσα, η πλεύση είναι ομαλή.

Στην επανάληψη του ελεγκτή φαναριού, πρόσθεσα πιο εντυπωσιακά στοιχεία: γραμμές προόδου για χρονόμετρα, εικονίδια για καταστάσεις, ακόμη και ένα απλό γράφημα για το ιστορικό σημάτων – πράγματα που θα ήταν ενοχλητικά στην οθόνη. Η ενσωματωμένη υποστήριξη γραμματοσειράς της οθόνης UART- έκανε το κινεζικό κείμενο παιχνιδάκι, χωρίς να πειράζει τις γραμματοσειρές bitmap.

Ολοκληρώνοντας αυτό, εάν ασχολείστε με ενσωματωμένα πράγματα ή απλώς ασχολείστε με χειρολαβές, δώστε μια εικόνα σε μια οθόνη UART. Μου έκανε τη ζωή πιο εύκολη και στοιχηματίζω ότι θα κάνει το ίδιο και για σένα. Πληκτρολογήστε με στα σχόλια εάν έχετε ερωτήσεις – ποια είναι η επιλογή σας-στη ρύθμιση της οθόνης UART;