esp32控制舵机+tft彩屏

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前言

esp32的学习笔记

环境

  • windows11
  • vscode+platformIO
  • esp32开发板
  • sg90舵机
  • st7735的1.44寸tft彩屏
  • TFT_eSpi库【tft屏】
  • ESP32Servo库【舵机】
  • 好多好多杜邦线

库安装方法

  1. 点击platformIo的libraries
    截图
  2. Registry搜索所需库/instaled查看已安装库 注意有些库并不兼容设备，注意查看其标签
  3. 为项目安装

舵机部分

舵机控制原理

  1. 普通舵机是由普通电机+减速齿轮组+电位器+芯片组成的，使用pwm信号进行控制。控制芯片根据pwm信号的占空比来确定旋转角度
  2. 360度舵机是由普通电机+减速齿轮组+芯片组成，使用pwm信号控制。控制芯片根据pwm信号的占空比确定旋转速度与方向

舵机连线

舵机 主机
黑色 GND
红色 VCC【本机3-7v】
彩色 pwm（gpio4）

servo库安装与基本使用方法

本次无法使用arduino标准servo库，因为esp系列的计时器与其他设备不同，转而采用
SP32Servo库
例程：

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#include <Arduino.h>
#include <ESP32Servo.h>
Servo servo; //创建servo对象
int angle=0,angle_now = 0;
void setup()
{
    serial.begin(115200)； //serial init
    servo.attach(4,500,2500)；//绑定到gpio4
    //由于库默认占空比映射比例不对，这里修改为最小500 最大2500 让舵机能够按照准确的角度旋转 

} //初始化函数


void loop()
{
    angle = Serial.parseInt();//从串口接受数字
    if (angle>0&&angle<=180)
    {
    
        for (;angle_now <= angle; angle_now += 1)   
        { 
        servo.write(angle_now);             
        // delay(1);//等待1毫秒使之到位                     
        }                     
    
        for (; angle_now >= angle; angle_now -= 1) 
        { 
        servo.write(angle_now);             
        // delay(1);                        
        }
    }
}  //主循环

tft部分

tft彩屏控制原理

使用spi协议进行信号传输 spi协议介绍

理解为一个带时钟线的串行通信协议

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MISO：Master input slave output //主机输入，从机输出（数据来自从机）
MOSI：Master output slave input //主机输出，从机输入（数据来自主机）
SCLK ：Serial Clock             //串行时钟信号，由主机产生发送给从机
SS：Slave Select                //片选信号，由主机发送，以控制与哪个从机通信，通常是低电平有效信号。

st7735驱动接线

st77345[屏幕] 主机 解释
GND GND
VCC 3.3v 【本机选用3.3v】
SCL gpio18 SCLK【SPI·时钟】
SDA gpio19 MOSI【SPI·主机输出】
RES gpio17 复位（可与esp32rst接在一起）【低电平使能】
DC gpio16 芯片控制【RS=0 数据总线传输的是指令；RS=1 数据总线传输的是像素】
CS gpio15 片选信号【SPI·片选】【低电平使能】
BLK 未定义 背光【高电平开启 低电平关闭】【默认高电平】（LCD屏 关闭背光无法显示）

TFT_eSpi库安装与基本使用方法

这个库能驱动各种spi屏幕，功能强大，故未采用商家提供库

选择芯片与开发板

  1. 打开项目.pio/libdeps/TFT_eSPI/User_Setup.h【本次不采用user_setup_select初始化 不要对其他文件进行修改】
  2. Ctrl+f找到所有的st7735 根据文件说明进行选择

补充说明 本次购买屏幕的错位修正选用 #define ST7735_GREENTAB3 找到后将其去注释

例程

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#include <Arduino.h>
#include <TFT_eSPI.h>

TFT_eSPI    tft = TFT_eSPI();         // Create object "tft"
int angle=0,angle_now = 0;

void print_angle(int angle_now,int target);

void setup()
{
    //tft init
    tft.init();//初始化
    tft.setRotation(0);//屏幕旋转设置为0度 1为90度 2为180度 3为270度 4需要自己补充库，建议设置为镜像
    tft.fillScreen(TFT_BLACK);//设置屏幕底色（刷新整块屏幕为x色） 
    tft.setTextColor(TFT_WHITE);//设置字体颜色
    tft.setTextFont(4);//选用4号字体，具体可以f12看 但是都不支持中文
    tft.setCursor(0,0);//光标移动到00（从0 0 开始写）

    print_angle(angle_now,angle);
}

void print_angle(int angle_now,int target)
{
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  tft.setCursor(0,0);
  tft.printf("Target:%d\r\nNow:%d",target,angle_now);//本次采用printf 还有print printin 具体看c++
  //本次未采用画字体方式，待补充
  
}
void loop()
{
    //write a loop program here ...
}

综合功能实现展示

实现串口输入角度，舵机旋转到指定角度并且屏幕实时显示





源码

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#include <Arduino.h>
#include <TFT_eSPI.h>
#include <ESP32Servo.h>
#include <string.h>

TFT_eSPI    tft = TFT_eSPI();         // Create object "tft"
Servo       servo;                     //创建servo对象
int angle=0,angle_now = 0;

void print_angle(int angle_now,int target)
{
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  tft.setCursor(0,0);
  tft.printf("Target:%d\r\nNow:%d",target,angle_now);
  
}
void setup(void) {
  //serial init
  Serial.begin(115200);
  //tft init
  tft.init();
  tft.setRotation(0);
  tft.fillScreen(TFT_BLACK); 
  tft.setTextColor(TFT_WHITE);
  tft.setTextFont(4);
  tft.setCursor(0,0);
  
  print_angle(angle_now,angle);

  //servo init
  servo.attach(4,500,2500);
 
  
  
}

void loop() 
{
  angle = Serial.parseInt();
  if (angle>0&&angle<=180)
  {
    for (;angle_now <= angle; angle_now += 1)   
    { 
      servo.write(angle_now);             
      // delay(1);
      print_angle(angle_now,angle);                       
    }
    for (; angle_now >= angle; angle_now -= 1) 
    { 
      servo.write(angle_now);             
      // delay(1);
      print_angle(angle_now,angle);                        
    }
  }


}

#参考教程&附资料

  1. <a href=”./esp32%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E8%88%B5%E6%9C%BA%2Btft%E5%BD%A9%E5%B1%8F/3-彩屏资料.zip >tft彩屏资料包括原理图|芯片手册等:
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  3. Arduino开发-TFT_eSPI库学习
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