帶溫度傳感器的低功耗電子墨水顯示屏（第1部分）

描述

該項(xiàng)目將介紹 MAX32660 微控制器的設(shè)置并展示一個(gè)項(xiàng)目示例。控制器本身提供了廣泛的配置，因此它是任何低功耗、可穿戴項(xiàng)目的理想選擇。

最初的項(xiàng)目設(shè)計(jì)是針對(duì)一種可穿戴的人體溫度傳感器，它將用戶的溫度顯示在電子墨水顯示器上。電池壽命一直是可穿戴技術(shù)的障礙，因此該項(xiàng)目旨在降低每個(gè)單獨(dú)組件的整體功耗。這篇文章將重點(diǎn)介紹項(xiàng)目設(shè)計(jì)的初始項(xiàng)目設(shè)置和概念驗(yàn)證。第 2 部分介紹了節(jié)能技術(shù)和結(jié)果。

材料

就材料而言，此構(gòu)建只需要三個(gè)組件。

MAX32660-EVSYS (1) --

MAX30205-EVSYS (1) -

SSD1608 - 1.54" 電子墨水顯示屏 (E-ink) (1)?

跳線（20 根左右）

?

引腳配置

我附上了 MAX32660-EVSYS 引腳配置的圖像。注意板載按鈕的位置，并將其用作連接組件的參考。對(duì) MAX32660 所用引腳的任何更改都需要對(duì)代碼進(jìn)行細(xì)微調(diào)整。

MAX32660-EVSYS -> 電子墨水顯示器

VDDIO -> 車輛識(shí)別號(hào)

接地 -> 接地

P0_6 (SCK) -> SCK

P0_5 (MOSI) -> MOSI

P0_4 (味噌) -> 味噌

P0_10 (GPIO) -> ECS

P0_8 (GPIO) -> D/C

P0_9 (GPIO) -> RST

P0_11 (GPIO) -> EN

?

?

MAX32660-EVSYS -> MAX30205EVSYS

溫度傳感器采用 I2C 通信協(xié)議，因此只需 2 根線即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。E-ink 顯示屏使用 SPI 通信協(xié)議，因此需要額外的連接。電子墨水顯示屏的每個(gè)引腳上都有清晰的標(biāo)簽，因此請(qǐng)務(wù)必仔細(xì)閱讀。連接 MAX30205 時(shí)，確保使用引腳頂部的白色圓圈作為指導(dǎo)。

MAX30205-EVSYS 沒(méi)有預(yù)裝上拉電阻。如果您將帶狀線保持連接，則測(cè)量的電流將高于應(yīng)有的值。這可以歸因于您的微控制器還將為 EV-Kit 供電，而不僅僅是傳感器本身。為了解決這個(gè)問(wèn)題，您應(yīng)該移除帶狀線并將兩個(gè)上拉電阻焊接到 R1 和 R2 空間。我選擇了 5 kΩ (0402) 的上拉電阻，但該值附近的任何值都可以。（參見(jiàn)下面的 R1 和 R2 位置）。如果您不想焊接電阻，請(qǐng)將色帶連接起來(lái)，傳感器將使用 EV-Kit 電阻——請(qǐng)注意，您的電流消耗會(huì)高得多。

VDDIO -> 車輛識(shí)別號(hào)

接地 -> 接地

P0_2 (SCL) -> SCL

P0_3 (SDA) -> SDA

日食介紹

正確連接組件后，就可以上傳示例代碼了。(1:10 - 3:50) 不要準(zhǔn)備一個(gè)包含 MAX32630 示例的文件夾，而是確保選擇 MAX32660。有關(guān) Maxim ARM 工具鏈的更多信息，請(qǐng)打開(kāi)工具鏈安裝文件夾中的“README”文件。

進(jìn)入 Eclipse 后，轉(zhuǎn)到 file->New->Maxim Microcontrollers。這將打開(kāi)一個(gè)項(xiàng)目初始化頁(yè)面。命名您的項(xiàng)目并選擇下一步。

?

對(duì)于下一個(gè)提示輸入：

芯片類型：MAX32660

板卡類型：EVKit_V1

示例類型：Hello_World

適配器類型：CMSIS-DAP

?

完成后，點(diǎn)擊完成，您應(yīng)該會(huì)看到您的新項(xiàng)目出現(xiàn)在左側(cè)窗口中。雙擊打開(kāi) main.c 文件，并確保工具鏈設(shè)置正確。嘗試構(gòu)建項(xiàng)目，并確認(rèn)新項(xiàng)目已正確創(chuàng)建。如果您收到錯(cuò)誤提示“未解決的包含”，則需要重新鏈接工具鏈的包含文件。可以在此處找到有關(guān)如何重新鏈接這些文件的說(shuō)明：https://maximsupport.microsoftcrmportals.com/en-us/knowledgebase/article/KA-02684。您可能仍然有一些似乎缺少的帶下劃線的內(nèi)含物。重新鏈接包含文件后，只需關(guān)閉并重新打開(kāi)程序，它們就會(huì)消失。

一旦您能夠構(gòu)建項(xiàng)目，您就可以實(shí)現(xiàn)所提供的代碼了。您可以在本文底部找到我的代碼庫(kù)。下載所有文件，并將它們復(fù)制到您創(chuàng)建的新項(xiàng)目中。在此示例中，我將項(xiàng)目命名為“Library_Trial”。另外，請(qǐng)確保您只有一個(gè) main.c 文件。您可以刪除第一次創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)生成的舊 main.c。更新 main.c 后，文件瀏覽器窗口應(yīng)顯示：

?

?

?

編輯 Makefile

現(xiàn)在我們必須編輯 Makefile 以編譯添加的.c 文件。默認(rèn)情況下，Makefile 在構(gòu)建時(shí)只會(huì)編譯 main.c 文件和項(xiàng)目中的任何其他頭文件。我們要確保它也編譯了附加的.c 文件，所以雙擊打開(kāi)它，然后向下滾動(dòng)到第 68 行。你應(yīng)該看到：

SRCS = main.c         

我們要在此處指定附加文件，并在等號(hào)前添加“+”表示多次編譯。確保文件名的拼寫(xiě)與項(xiàng)目文件夾中出現(xiàn)的完全相同，以便編譯器可以找到它們（包括大小寫(xiě)）。修改應(yīng)如下所示：

?

更新并保存 Makefile 后，您需要清理項(xiàng)目并重新構(gòu)建。只需在文件資源管理器中右鍵單擊項(xiàng)目名稱，您應(yīng)該會(huì)看到“清理項(xiàng)目”和“構(gòu)建項(xiàng)目”選項(xiàng)。構(gòu)建時(shí)間可能需要一到五分鐘，這可能是由于項(xiàng)目的圖形內(nèi)容。第一個(gè)構(gòu)建往往需要比以下構(gòu)建稍長(zhǎng)的時(shí)間。

?

運(yùn)行程序

編譯器完成構(gòu)建后，通過(guò)選擇頂部工具欄上的錯(cuò)誤圖標(biāo)進(jìn)入調(diào)試器模式。

?

確保您的 MAX32660 通過(guò)提供的微型 USB 插入計(jì)算機(jī)。調(diào)試器上傳程序后，選擇屏幕頂部的綠色箭頭。

如果系統(tǒng)提示您選擇調(diào)試格式，請(qǐng)選擇“GBD OpenOCD 調(diào)試”下的調(diào)試設(shè)置，并帶有您要調(diào)試的項(xiàng)目名稱。

上傳項(xiàng)目后，選擇屏幕頂部的綠色箭頭開(kāi)始程序。

?

您將看到 Maxim Integrated 徽標(biāo)出現(xiàn)在電子墨水顯示屏上。過(guò)渡應(yīng)該只持續(xù)幾秒鐘，所以你必須快。

?

?

修改

在 Display.h 文件及其各自的.c 文件中，您將找到該項(xiàng)目中使用的基本屏幕寫(xiě)入功能。這些函數(shù)利用保存屏幕數(shù)據(jù)的 DispLUT.h 文件。查找表中保存的每一位用于更改一位（因此，1 個(gè)字節(jié)可以操作 8 個(gè)像素，并且需要 5000 個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)完整的屏幕）。為了為查找表創(chuàng)建新的位圖，您需要下載 Gimp，它可以在https://www.gimp.org/ 找到。

下載后，打開(kāi)程序并選擇：文件 -> 新建。下一個(gè)屏幕，確保輸入 200 x 200 像素。

?

?

下載您想要顯示的圖像的副本。請(qǐng)記住，屏幕是單色的，因此任何具有大量顏色或陰影的照片都可能無(wú)法顯示。在此示例中，我將使用紐約洋基隊(duì)徽標(biāo)的黑白圖像。下載圖像后，將其從下載文件夾拖放到新的 Gimp 項(xiàng)目中。

?

?

現(xiàn)在確保選擇了窗口右下角的圖像層，然后右鍵單擊屏幕中間的圖像。轉(zhuǎn)到圖層-> 縮放圖層

?

設(shè)置新縮放后的圖片大小為200 x 200。如果要保留原圖片比例，只需將較大的維度大小改為200，其他維度會(huì)自動(dòng)更新。這將防止圖像失真拉伸或壓縮圖像。

?

現(xiàn)在您的圖像已正確縮放，您已準(zhǔn)備好導(dǎo)出。轉(zhuǎn)到文件 -> 導(dǎo)出為... 在窗口底部，單擊“選擇文件類型（按擴(kuò)展名）”并滾動(dòng)列表直到找到“X 位圖圖像”。命名文件并點(diǎn)擊導(dǎo)出。將彈出另一個(gè)窗口，只需保留默認(rèn)設(shè)置并再次點(diǎn)擊“導(dǎo)出”即可。

?

現(xiàn)在找到導(dǎo)出的文件，并使用您喜歡的文本編輯器打開(kāi)它。寫(xiě)字板在這里工作正常。使用 CTRL + A 選擇整個(gè)文件內(nèi)容并將其復(fù)制到剪貼板。打開(kāi) Eclipse 并進(jìn)入項(xiàng)目的 SSD1608_Display_LUT.h 文件。找到名為“l(fā)ogo”的 uint8_t 數(shù)組，并將導(dǎo)出的文件內(nèi)容粘貼到大括號(hào)內(nèi)。確保刪除粘貼文件中的任何其他括號(hào)或聲明。

?

?

轉(zhuǎn)到您的 main.c，然后粘貼您的 main 函數(shù)的新代碼：

int main(void)        
{        
    //Initialize SPI        
    SPIinit();        
   //Initialize GPIO Pins        
   pinInit ();        
   //Display new Screen in logo array        
    StartScreen();        
          
   return 0;        
}        

確保保存所有文件，并清理項(xiàng)目。構(gòu)建項(xiàng)目并進(jìn)入調(diào)試器。加載的圖像應(yīng)該出現(xiàn)在您的顯示器上。

記得訪問(wèn)第 2 部分，其中介紹了節(jié)能技術(shù)和測(cè)量。