基于立创·ESP32S3R8N8开发板的桌面气象站

系统简介

本项目是基于立创·ESP32S3R8N8开发板的桌面气象站，我手上有好几块ESP32的开发板，但是我敢说立创·ESP32S3R8N8开发板是颜值最高，速度最快的，没有之一。这个桌面气象站项目，功能包含实时时间的获取、网络天气预报获取、本地气压温度湿度获取、彩色LED灯、按键功能等

PCB设计说明

提示：原理图设计了两种屏幕接口的，间距0.5mm的适合使用插接，间距0.8mm的适合使用焊接，FPC转接板是针对0.8mm的屏幕做延长使用的。

软件说明

提示：部分软件代码

代码块：

// 1、RGBLED控制
#include 

// 初始化灯珠控制实例
Adafruit_NeoPixel pixels(4, 11, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

int16_t idx = 0;            // 当前灯珠指向
unsigned int bright = 0;    // 定义亮度变量
    
//点亮RgbLed任务
void TaskRgbLed(void *parameter)
{
    while(1)
    {
      esp_random();
      pixels.setPixelColor(0,pixels.Color(random(255),random(255),random(255)));
      pixels.setPixelColor(1,pixels.Color(random(255),random(255),random(255)));
      pixels.setPixelColor(2,pixels.Color(random(255),random(255),random(255)));
      pixels.setPixelColor(3,pixels.Color(random(255),random(255),random(255)));

      // bright++;
      // bright%=256;
      bright=20;
      pixels.setBrightness(bright);
      delay(1000);//延时，改变速度
      pixels.show();  // 显示  
    }
}

  xTaskCreate(
  TaskRgbLed,   
  "TaskRgbLed", // 任务名
  10000,     // 任务栈的大小，用于存储任务运行时的上下文信息。简单来说，就是最多存这么多信息
  NULL,      /* Parameter passed as input of the task */
  1,         // 任务优先级, with 1 (configMAX_PRIORITIES - 1) 是最高的，0是最低的.
  NULL);     /* Task handle. */  

// 2、I2C读取压力值
#include "Wire.h"
#define I2C_SDA 15
#define I2C_SCL 16
#define I2C_DEV_ADDR 0x60
float P=0.00;                   //压力
float T=0.00;                   //温度

//读取气压值
void getCps121(){
  float buff[5]={0};              //保存温度和压力原始数据：前三位是压力，后两位是温度
  uint8_t bytesReceived=0;

  Serial.println("正在测量大气压力和温度");

  //发送测试命令MR，唤醒器件并进行一次测量
  Wire.beginTransmission(0x6C);  
  Wire.write(0x30);                          
  Wire.write(0xA);                         
  Wire.endTransmission(true); 

  delay(100);

  //发送读取命令，读取数据
  Wire.beginTransmission(0x6C); 
  Wire.write(0x06);                        
  Wire.endTransmission(true);      
  bytesReceived=Wire.requestFrom(0x6C,5,true);  
  if(bytesReceived==5)
  {
    buff[0] = Wire.read();//读取第一个数据，压力
    buff[1] = Wire.read();//读取第二个数据，压力
    buff[2] = Wire.read();//读取第三个数据，压力  
    buff[3] = Wire.read();//读取第四个数据，温度
    buff[4] = Wire.read();//读取第五个数据，温度 
    
    Serial.println(buff[0]);
    Serial.println(buff[1]);
    Serial.println(buff[2]);
    Serial.println(buff[3]);
    Serial.println(buff[4]);

    //Pressure [kPa] = (Pressure 3rd Byte [23:16] x 65536+Pressure 2nd Byte [15:8] x 256 + Pressure1st Byte [7:0]) / 2^6/1000
    P = ((buff[0]*65536+buff[1]*256 + buff[2])/64)/1000;
    Serial.printf("压力 = %.2f kPa\r\n",P);

    //Positive Temperature [°C] = (Temperature High Byte [15:8] x 256 + Temperature Low Byte [7:0]) / 2^8Negative Temperature [°C] = (Temperature High Byte [15:8] x 256 + Temperature Low Byte [7:0]-65536) / 2^8
    T = (buff[3]*256 + buff[4])/256;
    Serial.printf("温度 = %.2f ℃\r\n",T);
  }
}

// 3、点亮WorkLed任务
void TaskWorkLed(void *parameter)
{
  while(1)
  {
    // 设置48引脚 输出低电平
    digitalWrite(48,LOW);
    digitalWrite(10,LOW);
    //digitalWrite(9,LOW);
    // 延时100ms
    delay(500);
    // 设置48引脚 输出高电平
    digitalWrite(48,HIGH);
    digitalWrite(10,HIGH);
    //digitalWrite(9,HIGH);
    // 延时100ms
    delay(500);

    // 刷新屏幕放到同一个线程中，否则会崩溃
    // 刷新时间
    digitalClockDisplay(); 

    delay(100);

    // 刷新天气
    drawWeather();
  }
  //vTaskDelete(NULL);
}

4、屏幕部分
#include    
#include  
#include  
#include 
#include 
    
//屏幕引脚定义
#define TFT_CS         48
#define TFT_RST        21
#define TFT_DC         40
#define TFT_MOSI       39  // SDA
#define TFT_SCLK       38  // SCL 
    
// 创建TFT对象
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST);
// Adafruit_ST7789 tft = Adafruit_ST7789(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST);

U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2; //设置字体，支持中文

// 屏幕主题、颜色
int Theme=1;
int backColor = BACK_WHITE; // BACK_BLACK;
uint16_t backFillColor = 0x0000;
int penColor = 0x0000;

// 初始化tft
void tftInit(){
  tft.initR(INITR_BLACKTAB);       // 初始化 ST7735S 128x60
  // tft.init(240, 320);           // 初始化 ST7789 320x240
  tft.invertDisplay(false);        // 不启用反色功能
  tft.setSPISpeed(40000000);       // 设置SPI_DEFAULT_FREQ  
  tft.setRotation(1);              // 旋转显示屏方向 0,1

  //设定主题颜色
  if(Theme == 1){ // 原先为黑色主题，改为白色
    backColor = WHITE;
    backFillColor = 0xFFFF;
    penColor = 0x0000;
  }else{
    backColor = BLACK;
    backFillColor = 0x0000;
    penColor = 0xFFFF;
  }
  
  tft.fillScreen(backColor);// 设置屏幕背景颜色
  u8g2.begin(tft);            //将u8g2与Adafruit_ST77xx建立连接，很重要，不写会出错
}

// 按背景颜色刷新整个屏幕
void reflashTFT(){
  tft.fillScreen(backColor);
}

// 屏幕反色显示
void invertDisplayTFT(){
  tft.invertDisplay(true);
  delay(500);
  tft.invertDisplay(false);
  delay(500);
}

// 在指定位置显示文字
void drawtext(uint16_t x,uint16_t y,String text, uint16_t color) {
  // 1、使用u8g2输出，支持中文和字符
  u8g2.setFont(FONT);     // 中文字体 u8g2_font_wqy12_t_gb2312字体多（210000左右） u8g2_font_wqy14_t_chinese1字体少（14000左右）
  u8g2.setFontMode(0);                        // 使用 u8g2 透明模式(默认)
  u8g2.setFontDirection(0);   
  u8g2.setForegroundColor(color);             // 前景色
  u8g2.setBackgroundColor(WHITE);             // 背景色
  u8g2.setCursor(x, y);       // 文字位置
  u8g2.print(text);
}

// 在屏幕上绘制图标
void drawicon()
{
  u8g2.setFont(u8g2_font_siji_t_6x10);   // icon字体
  u8g2.setFontMode(1);                   // 使用 u8g2 透明模式(默认)
  u8g2.setForegroundColor(BLACK);        // 前景色
  u8g2.setBackgroundColor(WHITE);        // 背景色
  u8g2.drawGlyph(5, 12, 0x0e1ff);        // 电源图标 0x0e200
  u8g2.drawGlyph(160-16-5, 12, 0x0e21a); // WiFi图标

  u8g2.drawGlyph(10, 90, 0x0e015);// 时间图标
  u8g2.drawGlyph(10, 40, 0x0e0cc); // 温度图标
  u8g2.drawGlyph(10, 55, 0x0e0cf); // 湿度图标
  u8g2.drawGlyph(80, 40, 0x0e022); // 天气图标
  u8g2.drawGlyph(80, 55, 0x0e083); // 风力图标
}

// 绘制标题
void drawTitle(){
  drawtext(35, 11, "ESP32桌面气象站", BLACK);
}

// 绘制矩形
void drawRectsBackground(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t width,uint16_t height,uint16_t color) {
  //tft.fillScreen(WHITE); 
   tft.drawRect(x, y,width,height, color);
}

// 绘制圆角矩形
void drawRoundRectsBackground(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t width,uint16_t height,int16_t radius,uint16_t color) {
  //tft.fillScreen(WHITE); 
   tft.drawRoundRect(x, y,width,height,radius,color);
}

// 绘制直线
void drawLine(uint16_t x1,uint16_t y1,uint16_t x2,uint16_t y2,uint16_t color) {
     tft.drawLine(x1, y1, x2,  y2, color);
}     

实物展示