2020征文-鸿蒙开发板6.WiFiIoT智能家居套件-温度传感器和OLED实践

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这是一份迟来的文章，代码写好几天了，由于太忙，一直没来得及上传。

在开发板套件中，有一个OLED屏幕扩展板，温湿度传感器扩展板，本次我们就用这两个扩展板来实现一个简易数字温度计。初步的打算是做一个仪表盘，用指针指示温度和湿度，但是由于OLED只有128*64，因此仪表盘不会很清晰，我们在旁边再用数字直接显示一下。虽然简陋一点，但是只要原理学会了，其他复杂的仪表盘我们同样可以做出来。

OLED屏幕为128*64的点阵，通信接口为I2C0，从机地址为0x3C

温湿度传感器AHT20，通信接口也是I2C0，从机地址为0x38

熟悉I2C的朋友都知道，I2C是多从机模式，只要从机地址不同，我们可以挂在同一个总线下，进行复用。

既然如此，那我们就可以同时使用这两个扩展板。

1. OLED驱动

OLED驱动开发方法，参考许思维老师的代码 https://gitee.com/hihopeorg/harmonyos-ssd1306

此处不再赘述

2. 温湿度传感器AHT20驱动

参考许思维老师的代码 https://gitee.com/hihopeorg/harmonyos-aht20

此处不再赘述。

3. 画表盘

由于表盘是半个圆，而且一般是从9点钟方向开始，顺指针旋转，与实际的温度值相对应，9点钟对应最小值，3点钟对应最大值，

因此我们画表盘的时候最好从9点钟对应的角度为0, 12点钟对应的角度90度，3点钟对应的角度为180度。

画表盘就是设置好圆心(x,y)和半径r，然后计算圆周上的两个点，将相邻的两个点调用画直线函数连接起来。

 
 
 
 
  
  
  
  /*DrawArc.画一个半圆 
  
  
  
   
  
  
  
  * start_angle in degree 
  
  
  
   
  
  
  
  * sweep in degree 
  
  
  
   
  
  
  
  * x，y是圆心的位置 
  
  
  
   
  
  
  
  * radius是半径 
  
  
  
   
  
  
  
  * start_angle 起始角度，9点钟作为0角度 
  
  
  
   
  
  
  
  * sweep 扫描角度 
  
  
  
   
  
  
  
  * 从9点钟开始作为0角度，顺时针旋转 
  
  
  
   
  
  
  
  */ 
  
  
  
   
  
  
  
  void ssd1306_DrawArc_from9(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t radius, uint16_t start_angle, uint16_t sweep, SSD1306_COLOR color) { 
  
  
  
   
  
  
  
  float approx_degree; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t approx_segments; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint8_t xp1,xp2; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint8_t yp1,yp2; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t count = 0; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t loc_sweep = 0; 
  
  
  
   
  
  
  
  float rad; 
  
  
  
   
  
  
  
  loc_sweep = ssd1306_NormalizeTo0_360(sweep); 
  
  
  
   
  
  
  
  count = (ssd1306_NormalizeTo0_360(start_angle)); 
  
  
  
   
  
  
  
  approx_segments = loc_sweep; 
  
  
  
   
  
  
  
  approx_degree = 1; 
  
  
  
   
  
  
  
  while(count < approx_segments) 
  
  
  
   
  
  
  
  { 
  
  
  
   
  
  
  
  rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
  
  
  
   
  
  
  
  xp1 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  yp1 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  count++; 
  
  
  
   
  
  
  
  if(count != approx_segments) 
  
  
  
   
  
  
  
  { 
  
  
  
   
  
  
  
  rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
  
  
  
   
  
  
  
  } 
  
  
  
   
  
  
  
  else 
  
  
  
   
  
  
  
  { 
  
  
  
   
  
  
  
  rad = ssd1306_DegToRad(loc_sweep); 
  
  
  
   
  
  
  
  } 
  
  
  
   
  
  
  
  xp2 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  yp2 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawLine(xp1,yp1,xp2,yp2,color); 
  
  
  
   
  
  
  
  } 
  
  
  
   
  
  
  
  return; 
  
  
  
   
  
  
  
  }

4.画指针

画指针比较简单，就是在圆周上找一个点，将这个点和圆心连接，就变成了一个指针，改变半径的大小，就可以实现指针的长短。

难点是如何将指针的角度和实际的温度值对应起来。假设温度的范围为-15摄氏度到45摄氏度，共60摄氏度，则每一个角度对应的温度值为60/180;

如果当前温度是20度，则对应的角度为20*60/180度。

 
 
 
 
  
  
  
  /* 
  
  
  
   
  
  
  
  画一条圆心到圆周的直线，实现指针 
  
  
  
   
  
  
  
  */ 
  
  
  
   
  
  
  
  void ssd1306_draw_line_of_arc(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t radius, uint16_t angle,SSD1306_COLOR color) 
  
  
  
   
  
  
  
  { 
  
  
  
   
  
  
  
  float approx_degree; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint8_t xp1; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint8_t yp1; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t count = 0; 
  
  
  
   
  
  
  
  float rad; 
  
  
  
   
  
  
  
  count = (ssd1306_NormalizeTo0_360(angle)); 
  
  
  
   
  
  
  
  approx_degree = 1; 
  
  
  
   
  
  
  
  rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
  
  
  
   
  
  
  
  xp1 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  yp1 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawLine(x, y, xp1, yp1, color); 
  
  
  
   
  
  
  
  }

5. 画刻度

画刻度的方法，可以参考上面画指针的方法，从同一个角度画出的直线，与两个同圆心不同半径的圆的交点，将这两个交点连接起来就是刻度

 
 
 
 
  
  
  
  /* 
  
  
  
   
  
  
  
  画一条刻度线 
  
  
  
   
  
  
  
  */ 
  
  
  
   
  
  
  
  void ssd1306_draw_line_of_kedu(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t radius, uint16_t angle,SSD1306_COLOR color) 
  
  
  
   
  
  
  
  { 
  
  
  
   
  
  
  
  float approx_degree; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint8_t xp1,xp2; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint8_t yp1,yp2; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t count = 0; 
  
  
  
   
  
  
  
  float rad; 
  
  
  
   
  
  
  
  count = (ssd1306_NormalizeTo0_360(angle)); 
  
  
  
   
  
  
  
  approx_degree = 1; 
  
  
  
   
  
  
  
  rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
  
  
  
   
  
  
  
  xp1 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  yp1 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
  
  
  
   
  
  
  
  xp2 = x - (int8_t)(cos(rad)*(radius-4));//刻度线的长度为4 
  
  
  
   
  
  
  
  yp2 = y - (int8_t)(sin(rad)*(radius-4)); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawLine(xp1, yp1, xp2, yp2, color); 
  
  
  
   
  
  
  
  }

6. 使用上面几个函数，画出我们设计的温度表

 
 
 
 
  
  
  
  //更新温度和湿度 
  
  
  
   
  
  
  
  void ssd1306_update_temper(float temp, float humi) 
  
  
  
   
  
  
  
  { 
  
  
  
   
  
  
  
  int angle = 0; 
  
  
  
   
  
  
  
  char buf[100] = {0}; 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_Fill(Black); 
  
  
  
   
  
  
  
  uint8_t x,y,r; 
  
  
  
   
  
  
  
  //温度表盘，半圆形 
  
  
  
   
  
  
  
  x=30; 
  
  
  
   
  
  
  
  y=28; 
  
  
  
   
  
  
  
  r=28; 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawCircle(x,y,2,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x-r, y); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString("-15", Font_6x8, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x+r-6, y); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString("45", Font_6x8, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x-6, y-r+6); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString("15", Font_6x8, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r, 0, 180, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  //ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r-1, 0, 180, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,45,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,90,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,135,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  angle = (int)((temp + 15 )*180/60); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_arc(x, y, r-2,angle, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x+r+6, y-r/2); 
  
  
  
   
  
  
  
  sprintf(buf, "%.1fC", temp); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString(buf, Font_7x10, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  //湿度表盘，半圆形 
  
  
  
   
  
  
  
  x=30; 
  
  
  
   
  
  
  
  y=55; 
  
  
  
   
  
  
  
  r=22; 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawCircle(x,y,2,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x-r-4, y); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString("20", Font_6x8, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x+r-6, y); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString("100", Font_6x8, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x-6, y-r+6); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString("60", Font_6x8, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r, 0, 180, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  //ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r-1, 0, 180, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,45,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,90,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,135,White); 
  
  
  
   
  
  
  
  angle = (int)((humi - 20 )*180/80); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_draw_line_of_arc(x, y, r-2,angle, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(x+r+6, y-r/2); 
  
  
  
   
  
  
  
  sprintf(buf, "%%%.1f", humi); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString(buf, Font_7x10, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  //ssd1306_TestArc(); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_UpdateScreen(); 
  
  
  
   
  
  
  
  }

7. I2C管脚的初始化和任务初始化

 
 
 
 
  
  
  
  void Ssd1306TestTask(void* arg) 
  
  
  
   
  
  
  
  { 
  
  
  
   
  
  
  
  (void) arg; 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t retval = 0; 
  
  
  
   
  
  
  
  GpioInit(); 
  
  
  
   
  
  
  
  IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_13, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_13_I2C0_SDA); 
  
  
  
   
  
  
  
  IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_14, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_14_I2C0_SCL); 
  
  
  
   
  
  
  
  I2cInit(WIFI_IOT_I2C_IDX_0, OLED_I2C_BAUDRATE); 
  
  
  
   
  
  
  
  WatchDogDisable(); 
  
  
  
   
  
  
  
  usleep(20*1000); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_Init(); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_Fill(Black); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_SetCursor(0, 0); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_DrawString("Hello HarmonyOS!", Font_7x10, White); 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t start = HAL_GetTick(); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_UpdateScreen(); 
  
  
  
   
  
  
  
  uint32_t end = HAL_GetTick(); 
  
  
  
   
  
  
  
  printf("ssd1306_UpdateScreen time cost: %d ms.\r\n", end - start); 
  
  
  
   
  
  
  
  // 
  
  
  
   
  
  
  
  retval = AHT20_Calibrate(); 
  
  
  
   
  
  
  
  printf("AHT20_Calibrate: %d\r\n", retval); 
  
  
  
   
  
  
  
  TestGetTick(); 
  
  
  
   
  
  
  
  while (1) { 
  
  
  
   
  
  
  
  float temp = 0.0, humi = 0.0; 
  
  
  
   
  
  
  
  //retval = AHT20_StartMeasure(); 
  
  
  
   
  
  
  
  //printf("AHT20_StartMeasure: %d\r\n", retval); 
  
  
  
   
  
  
  
  retval = AHT20_GetTemperHumi(&temp, &humi); 
  
  
  
   
  
  
  
  printf("AHT20_GetMeasureResult: %d, temp = %.2f, humi = %.2f\r\n", retval, temp, humi); 
  
  
  
   
  
  
  
  ssd1306_update_temper(temp, humi); 
  
  
  
   
  
  
  
  sleep(1); 
  
  
  
   
  
  
  
  //ssd1306_TestAll(); 
  
  
  
   
  
  
  
  } 
  
  
  
   
  
  
  
  }

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