嵌入式应用笔记

此系列作为产品过程中记录开源库移植和一些遇到的问题，包括有效资源、要点、函数、方法和一些使用心得。

移植

开源库移植（一）轻量级环形缓冲区LwRB

驱动

驱动应用（一）低功耗墨水屏硬件驱动与扫描原理

前言

电子墨水屏EPD，是一种革新信息显示的新方法和技术。像多数传统墨水一样，电子墨水和改变它颜色的线路是可以打印到许多表面的，从弯曲塑料、聚脂膜、纸到布。和传统纸差异是电子墨水在通电时改变颜色，并且可以像传统屏幕那样显示变化的图像。
其每个像素点是由单个电子墨水组成，电子墨水可以看成一个个胶囊的样子。每一个胶囊里面有液体电荷，其中正电荷染白色，负电荷染黑色。当我们在一侧给予正负电压，带有电荷的液体就会被分别吸引和排斥。这样，每一个像素点就可以显示白色或者黑色了。
本章用122*250像素的2.13inch墨水屏，通过实际的测试，表述其驱动中的扫描原理，该屏内部控制器采用IL3895，注：相同系列，越大的墨水屏指令相同，设置的位数却更多。

墨水屏应用

前言
1 参考资料
2 硬件参数
3 硬件驱动
4常用SPI指令
- 4.1通常初始化指令
- - 4.1.1软件复位0x12
  - 4.1.2驱动器输出控制0x01
  - 4.1.3边框设置0x3C
  - 4.1.4 *扫描原理与像素点写入模式设置0x11
- 4.2通常显示指令
- - 4.2.1 扫描像素点地址设置0x44\0x45\0x4E\0x4F
5 软件驱动
- 5.1 初始化函数
- 5.2 缓冲区显示函数设计
- - 5.2.1 扫描显示原理与指令测试
- 5.3 刷屏函数设计

1 参考资料

原理：
-知乎-全勾教育《墨水屏是什么？墨水屏是否真的护眼？》
-知乎-Topbook《墨水屏真的能保护你的眼睛？》
硬件驱动：
立创-墨水屏Eink通用驱动板
立创-并口墨水屏ESP32开发板
微雪电子资料

2 硬件参数

参数	标记	条件	最小值	典型值	最大值	单位
单接地	Vss	-	-	0	-	V
逻辑电源电压	Vci	-	2.2	3.0	3.7	V
逻辑高电平	Voh	-	0.9Vci	-	-	V
逻辑低电平	Vol	-	-	-	0.1Vci	V
典型功率	Ptyp	Vci=3.0V	-	9	-	mW
睡眠功率	Psleep	-	-	0.003	-	mW
睡眠电流	Isleep	-	-	20	-	uA
深度睡眠电流	Idsleep	-	-	1	-	uA
VCOM引脚输出	VCOM	-	-	TBD	-	V

3 硬件驱动

//施工

4常用SPI指令

每个指令有多个位进行设置，可以类比单片机寄存器配置

4.1通常初始化指令

4.1.1软件复位0x12

将命令参数重置为默认值，在深度睡眠模式（0x10）下不起作用，RAM不重置。

4.1.2驱动器输出控制0x01

读写权限	D/C	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
W写	1	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
默认配置	-	0	0	0	0	0	0	0	0

4.1.3边框设置0x3C

//施工

4.1.4 *扫描原理与像素点写入模式设置0x11

指令表：

读写权限	DC	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
W写	1	-	-	-	-	-	AM	ID1	ID0
默认配置	-	0	0	0	0	0	0	0	0

说明

其内部管理了一个地址计数器，自动地在某方向加减地址，通过AM设置方向；ID控制加减。

ID[0]=“1”时，将数据写入RAM后，X地址计数器将自动增加1。
ID[0]=“0”时，将数据写入RAM后，X地址计数器会自动减少1。
ID[1]=“1”时，将数据写入RAM后，Y地址计数器将自动增加1。
ID[1]=“0”时，将数据写入RAM后，Y地址计数器会自动减少1。
AM=“0”时，地址计数器在X方向上更新。
AM=“1”时，地址计数器在Y方向上更新。
当选择窗口地址后，数据将以ID[1：0]和AM位指定的方式写入由窗口地址指定的RAM区域。

4.2通常显示指令

4.2.1 扫描像素点地址设置0x44\0x45\0x4E\0x4F

指令表：

0x44	DC	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
W写	1	-	-	-	A4	A3	A2	A1	A0
W写	1	-	-	-	B4	B3	B2	B1	B0
默认配置0x00	-	0	0	0	0	0	0	0	0
默认配置0x12	-	0	0	0	1	0	0	1	0
0x45	DC	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
W写	1	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
W写	1	B7	B6	B5	B4	B3	B2	B1	B0
默认配置0x00	-	0	0	0	0	0	0	0	0
默认配置0xF9	-	1	1	1	1	1	0	0	1
0x4E	DC	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
W写	1	-	-	-	A4	A3	A2	A1	A0
默认配置0x00	-	0	0	0	0	0	0	0	0
0x4F	DC	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
W写	1	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
默认配置0x00	-	0	0	0	0	0	0	0	0

说明

0x44、0x45通过地址单元指定窗口地址

0x44：A[4:0]设置窗口的X方向起始地址
0x44：B[4:0]设置窗口的X方向终止地址
0x45：A[7:0]设置窗口的Y方向起始地址
0x45：B[7:0]设置窗口的Y方向起始地址

0x4E、0x4F设置RAM地址计数器的初值

0x4E：A[4:0]设置当前RAM地址X方向计数器的值
0x4F：A[7:0]设置当前RAM地址Y方向计数器的值

5 软件驱动

5.1 初始化函数

5.2 缓冲区显示函数设计

5.2.1 扫描显示原理与指令测试

这里非常重要，由于在使用过程中发现手册可能描述的不太清楚，于是测试程序写入同一个数组条件下，更改配置，附上效果图。

屏幕坐标系
该坐标系X轴总宽为0x0f，即16字节（128像素），其中边框占6像素。

一段测试代码

墨水屏像素点为一位，0为黑色，1为白色

//实验数组，先写入一段40像素黑线，空白8像素，黑线16像素，空8像素，黑线24像素，空16像素，黑线56像素，
uint8_t einkbmp[]={0X00,0X00,0X00,0X00,0X00,0XFF,0X00,0X00,0XFF,0X00,0X00,0X00,0XFF,0XFF,0X00,0X00,
0X00,0X00,0X00,0X00,0X00,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,
0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,
0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,0XFF,
/* 省略 */}//初始化函数中调整配置
void EINK_INIT(void)
{/* 省略初始化函数 */EINK_WRITECOM(0x11);      // 写入扫描方向控制指令EINK_WRITEDATA(0x01);    // 0b0000 0001写入配置，调整该设置/* 省略初始化函数 */
}
//实验函数
void TEST_IMG()
{uint16_t pcnt = 0;// 复位或保存提示字节序号READBUSY();//判忙，显示屏BUSY线不占线才往下执行，否则报错SetpointXY(0,0x0f,0xf9,0);//设置起始、终点坐标EINK_WRITECOM(0x24);// 复位或保存提示字节序号            for(uint16_t col=0; col<250; col++)   // 总共250 GATE列  // send 128x250bits ram 2D13for(uint16_t row=0; row<16; row++，pcnt++)  // 总共128 SOURCE行，每个像素1bit,即 128/8=16 字节    EINK_WRITEDATA(einkbmp[pcnt]);//此处省略显示刷屏函数
}

实际效果程序写入显示效果

实践得真知

扫描设置\窗口坐标	(0.0)	(0.F9)	(0F.0)	(0F.F9)
AM+ID[0:1] =000，窗口设置为(0F，F9)到(0,0)	从该点写入，应该左上只有一个点，然后越界，很奇怪有5个像素	从该点写入，应该左下只有一个点，然后越界，很奇怪有5个像素	从该点写入会越界，故第二行会显示在最下面	从原点写入会越界，故第二行会显示在最下面
AM+ID[0:1] =001，窗口设置为(0，F9)到(0F,0)	从原点写入会越界，故第二行会显示在最下面	从该点写入会Y轴递减，X递增，所以顺序显示	从该点写入会越界，所以右上有一个像素点	从该点写入会越界，所以右下有一个像素点
AM+ID[0:1] =010	从原点写入会越界，故第二行会显示在最下面	从该点写入会Y轴递减，X递增，所以顺序显示	从该点写入和预期相符	从该点写入会越界，所以右下有一个像素点
AM+ID[0:1] =011	row 2, cell 2	row 2, cell 1	row 2, cell 2	row 2, cell 1
AM+ID[0:1] =100	row 2, cell 2	row 2, cell 1	row 2, cell 2	row 2, cell 1
AM+ID[0:1] =101	row 2, cell 2	row 2, cell 1	row 2, cell 2	row 2, cell 1
AM+ID[0:1] =110	row 2, cell 2	row 2, cell 1	row 2, cell 2	row 2, cell 1
AM+ID[0:1] =111	从原点写入出现X方向显示为为一个字节	从该点写入会Y轴递减，X递增，所以顺序显示	从该点写入和预期相符	从该点写入会越界，所以右下有一个像素点

5.3 刷屏函数设计

//施工

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外设驱动（一）E-Paper墨水屏扫描显示原理

前言

墨水屏应用

1 参考资料

2 硬件参数

3 硬件驱动

4常用SPI指令

4.1通常初始化指令

4.1.1软件复位0x12

4.1.2驱动器输出控制0x01

4.1.3边框设置0x3C

4.1.4 *扫描原理与像素点写入模式设置0x11

4.2通常显示指令

4.2.1 扫描像素点地址设置0x44\0x45\0x4E\0x4F

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