【XR806开发板试用】基础篇,从零开始搭建一个LCD彩屏时钟(ST7735S驱动)

本文从搭建环境开始,step by step教大家使用XR806实现驱动SPI屏幕(ST7735S驱动),并连接WiFi实现ntp对时,最终实现把时间显示到屏幕上。

#1. 搭建开发环境

1. 安装编译环境所需的依赖包

基于ubuntu 20.04,按照鸿蒙官方给的开发环境搭建教程安装以下依赖包

  1. 安装repo工具:

    curl -s https://gitee.com/oschina/repo/raw/fork_flow/repo-py3 > repo
    chmod a+x repo
    sudo mv repo /usr/local/bin/

  2. 安装request工具,如果已经安装过可以忽略:

    pip3 install -i https://repo.huaweicloud.com/repository/pypi/simple requests

  1. 安装必要的依赖,由于要安装的包比较多,建议先更换为适合自己所在地区的最快的软件源,相关方法可以搜索"ubuntu apt 换源"。

    sudo apt update
    sudo apt install -y git git-lfs build-essential gcc g++ make zlib* libffi-dev e2fsprogs pkg-config flex bison perl bc openssl libssl-dev libelf-dev libc6-dev-amd64 binutils binutils-dev libdwarf-dev u-boot-tools mtd-utils gcc-arm-linux-gnueabi cpio device-tree-compiler libncurses5-dev

  1. 安装hb编译工具,注意这里需要指定版本0.4.3,使用新版编译工具会报错。

    sudo -H python3 -m pip install ohos-build==0.4.3

  2. 安装llvm

    wget https://repo.huaweicloud.com/harmonyos/compiler/clang/9.0.0-36191/linux/llvm-linux-9.0.0-36191.tar
    tar -zxvf llvm-linux-9.0.0-36191.tar -C ~/
    vim ~/.bashrc

    将这句话添加到~/.bashrc末尾:
    export PATH=~/llvm/bin:$PATH
    然后:wq回车保存退出

    source vim ~/.bashrc

##2. 下载源码,按照官方给的下载方法操作即可

  1. 首先创建一个文件夹用于接收源码,并作为之后编译工程的目录

    mkdir xr806_openharmony
    cd xr806_openharmony

    1. 然后将git的用户配置自己的gitee用户名和邮箱

    git config --global user.name "yourname"
    git config --global user.email "your-email-address"
    git config --global credential.helper store

    1. 接着初始化代码仓库

    repo init -u https://gitee.com/openharmony-sig/manifest.git -b OpenHarmony_1.0.1_release --no-repo-verify -m devboard_xr806.xml

先不要着急同步代码,由于鸿蒙官方仓库暂时无法下载xr806的设备代码,需要修改代码同步配置文件指向备份下载仓库,使用文件管理器打开以下代码配置文件

gedit ~/xr806_openharmony/.repo/manifests/devboard_xr806.xml

定位到第5行,插入一行新的配置

定位到第34行,将sig修改为sig2

  定位到第116行,同样将sig修改为sig2
保存以上修改好的文件。

 4. 开始同步下载代码,该过程大约需要6分钟,可以去喝口茶休息一会.

repo sync -c
repo forall -c 'git lfs pull'
 5. 下载完代码后测试hb编译工具是否可行,在代码根目录输入hb -
    ,会有以下提示:

##3. 下载编译工具链:使用浏览器下载以下文件

https://developer.arm.com/-/media/Files/downloads/gnu-rm/10-2020q4/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major-x86_64-linux.tar.bz2

下载完成后解压放到~/tools文件夹内:

mkdir ~/tools
tar -jxvf gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major-x86_64-linux.tar.bz2 -C ~/tools

#2. 执行首次编译,初始化编译环境

#(1)进入原生SDK目录
cd device/xradio/xr806/xr_skylark
#(2)复制配置文件
cp project/demo/audio_demo/gcc/defconfig .config
#(3)图形化界面配置
make menuconfig
#(4)清除旧配置
make build_clean
#(5)根据配置生成静态库和全局头文件
make lib -j
#(6)返回Harmony根目录
cd -
#(7)选择wifi_skylark
hb set
#(8)编译,后续不需要重新配置
hb build -f

(3)图形化界面配置

make menuconfig

(7)选择wifi_skylark

hb set

(8)编译,后续不需要重新配置

hb build -f

#3. 屏幕与开发板之间的连接:

编号 屏幕端 开发板端
1 VCC 3V3
2 GND GND
3 CS PB6
4 RESET PB15
5 A0 PB14
6 SDA PB4
7 SCK PB7
8 LED PB3
LCD屏幕:ST7735S
1.VCC---3V3
2.GND---GND
3.CS ---PB06
4.RESET---PB15
5.DC(A0)---PB14
6.MOSI(SDA)---PB04
7.CLK(SCK)---PB07
8.LED---PB03


#4. 编写我们的代码

##1. 创建一个工程

首先进入ohosdemo文件夹,新建一个工程文件夹lcd_weather_clock,并配置好ohosdemo中的BUILD.gn,添加我们新建的工程lcd_weather_clock。

cd ~/xr806_openharmony/device/xradio/xr806/ohosdemo
mkdir lcd_weather_clock
gedit BUILD.gn

其中 ~/xr806_openharmony/device/xradio/xr806/ohosdemo/BUILD.gn 主要内容如下(篇幅有限省略前面的注释):

group("ohosdemo") {
    deps = [
        #"hello_demo:app_hello",
        #"iot_peripheral:app_peripheral",
        #"wlan_demo:app_WlanTest",
        "lcd_weather_clock:app_lcd_weather_clock",
    ]
}

进入新建的工程文件夹,新建include文件夹用于存放头文件(.h),新建src文件夹用于存放源文件(.c),新建BUILD.gn

cd lcd_weather_clock
mkdir include
mkdir src
gedit BUILD.gn

其中 /home/starsky/xr806_openharmony/device/xradio/xr806/ohosdemo/lcd_weather_clock/BUILD.gn 主要内容如下(篇幅有限省略前面的注释):

import("//device/xradio/xr806/liteos_m/config.gni")

static_library("app_lcd_weather_clock") {
   configs = []

   sources = [
      "src/main.c",
      "src/my_wifi.c",
      "src/st7735s.c",
   ]

   cflags = board_cflags

   include_dirs = board_include_dirs
   include_dirs += [
        "//kernel/liteos_m/kernel/arch/include",
        "include",
        "//utils/native/lite/include",
            "//foundation/communication/wifi_lite/interfaces/wifiservice",
        "//base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits",
        "//device/xradio/xr806/xr_skylark/include/net/sntp",
   ]
}

##2. 编写代码实现相应的功能

该代码主要实现驱动ST7735S屏幕,连接到指定的WiFi,设定sntp服务器并自动对时,然后将时间和日期显示到LCD显示屏幕上。由于篇幅有限此处不展示所有代码,只对关键代码进行说,完整代码与工程文件参考文末的gitee仓库地址。

####1.SPI初始化代码

注意SPI频率以及模式的设定

static void spi_init(void)
{
	printf("spi_init started.\r\n");

	SPI_Global_Config spi_param;

	spi_param.cs_level = 0;
	spi_param.mclk = (48 * 1000 * 1000);

	HAL_SPI_Init(SPI0, &spi_param);

	SPI_Config spi_Config;
	HAL_Status ret = HAL_OK;

	spi_Config.firstBit = SPI_TCTRL_FBS_MSB; //
	//SPI_LITTLEENDIAN;//第一字节 SPI_LITTLEENDIAN,SPI_BIGENDIAN
	spi_Config.mode = SPI_CTRL_MODE_MASTER;
	//SPI_MODE_MASTER;//SPI_MODE_SLAVE 从,SPI_MODE_MASTER 主
	spi_Config.opMode = SPI_OPERATION_MODE_POLL;
	spi_Config.sclk = (24 * 1000 * 1000);
	spi_Config.sclkMode = SPI_SCLK_Mode0;

	printf("spi open...\r\n");
	ret = HAL_SPI_Open(SPI0, SPI_TCTRL_SS_SEL_SS0, &spi_Config, 5000);
	if (ret != HAL_OK)
	{
		printf("spi open failed");
		return;
	}
	HAL_SPI_Config(SPI0, SPI_ATTRIBUTION_IO_MODE, SPI_IO_MODE_NORMAL);
	printf("spi demo over.\r\n");
	return;
}

####2. GPIO初始化函数

注意,这里设定GPIO的模式以及设定GPIO输出电平必须要使用HAL库的函数,使用IoTGpioInit类函数无法正常驱动屏幕。

static void gpio_init(void)
{
    GPIO_InitParam param;
    param.driving = GPIO_DRIVING_LEVEL_1;
    param.mode = GPIOx_Pn_F1_OUTPUT;
    param.pull = GPIO_PULL_NONE;
    HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT_A, GPIO_PIN_21, &param);//led灯对应IO
    
    HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT_B, GPIO_PIN_15, &param);//OLED RES
    HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT_B, GPIO_PIN_14, &param);//OLED DC
	HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT_B, GPIO_PIN_3, &param);//OLED LED
	HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_B,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_HIGH);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_A, GPIO_PIN_21,GPIO_PIN_HIGH);

	IoTGpioSetIsrMode(KEY1_PIN, IOT_INT_TYPE_EDGE, IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW);
	IoTGpioRegisterIsrFunc(KEY1_PIN, IOT_INT_TYPE_EDGE, IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, IotGpioIrq, 0);
}

####3.设定sntp服务器以及显示日期与时间

struct sntp_arg{
	char *server_name;    /* remote server name, if this is not NULL, this will be preferred. */
	int recv_timeout;     /* the receive timeout from ntp server */
	uint8_t retry_times;  /* the retry times when receiver timeout */
};
static void MainThread(void *arg)
{
	struct timeval tv;
    struct tm *my_tm;
	struct sntp_arg ntp_arg;
	char ntp_server_name[24] = "time1.aliyun.com";
	char lcd_buffer[64] = {0x00};
    setenv("TZ", "CST-8", 1);
    tzset();
	printf("MainThread start\r\n");
	wifi_device_connect();
	
	ntp_arg.server_name = ntp_server_name;
	ntp_arg.recv_timeout = 100;
	ntp_arg.retry_times = 3;
	sntp_set_server(0,ntp_server_name);
	sntp_get_time(&ntp_arg, &tv);
	gpio_init();
	spi_init();
	LCD_Init();
	printf("after lcd_init\r\n");
	sntp_get_time(&ntp_arg, &tv);
	settimeofday(&tv, "CST-8");
	LCD_Clear(LIGHTBLUE);
	BACK_COLOR = LIGHTBLUE;
	while (1)
	{
		POINT_COLOR = GREEN;
		gettimeofday(&tv, NULL);
        my_tm = localtime(&(tv.tv_sec));
        strftime(lcd_buffer, sizeof(lcd_buffer), "%F %a", my_tm);
		LCD_Fill(1, 1, 128,20,BACK_COLOR);
        LCD_ShowString(1, 1, 16,(uint8_t *)lcd_buffer );
        strftime(lcd_buffer, sizeof(lcd_buffer), "%T", my_tm);
		LCD_Fill(1, 20, 80,40,BACK_COLOR);
        LCD_ShowString(1, 20, 16, (uint8_t *)lcd_buffer);
		if(my_tm->tm_hour%6 == 0 && my_tm->tm_sec==0)
		{
			// 每隔6小时执行一次对时
			sntp_get_time(&ntp_arg, &tv);
			settimeofday(&tv, "CST-8");
		}
		OS_MSleep(500);
	}
}

####4.设定WiFi账号与密码

请修改my_wifi.c开头的宏定义为自己的WiFi账号密码。

#5. 编译并烧录

##1.编译固件

执行以下命令,当没有报错的时候就是编译成功。

cd ~/xr806_openharmony
hb build -f

##2.接线

将开发板按照上述GPIO口定义连接好屏幕,并使用数据线将开发板连接到电脑

执行 ls /dev/ttyUSB* 查看连接是否成功。

执行以下命令将当前用户加入串口所在的组,以获取串口的读写权限。

sudo usermod -a -G dialout $USER

执行完成后需要重启系统生效,重启前注意保存自己打开的文档等工作内容。

如果不想重启,也可以使用以下命令赋予用户读写串口权限。

sudo chmod 0777 /dev/ttyUSB0 

##3.设置下载工具的配置

进入下载固件的工具目录

cd ~/xr806_openharmony/device/xradio/xr806/xr_skylark/tools
gedit settings.ini

主要修改两处,1是usb转串口的路径,修改为上面查询到的,2是存放编译好的固件的位置。

strComDev = /dev/ttyUSB0
strImagePath = ../out/xr_system.img

修改完成后保存。

##4.开始下载

执行命令 ./phoenixMC

当看到 100%: Upgrade OK! 表明下载已经成功,可以按下开发板的复位键或者直接拔插一下开发板的USB数据线让开发板复位重新上电,即可运行我们的程序。

#6. 附上工程文件下载地址
gitee工程文件链接

#7. 参考文章

实现本工程除了参考官方历程,还参考了以下作者的代码,在此表示感谢!
【XR806开发板试用】SPI外设使用&&驱动OLED显示
【XR806开发板试用】实时时钟

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