micropython gui_T-Watch手表初试micropython之电子秤教程

本帖最后由 沧海笑1122 于 2019-7-14 22:52 编辑

【项目的故事】

在极客玩具中，我一直喜欢穿戴类和小车类。前后做过两只运动心率表，并且参与过麦步手表的测试。TTGO最新出品了一块叫做T-Watch的手表，实际上，是一个可以做手表的穿戴平台，就将我原来的一个基于esp32的电子秤玩具移植到这块手表上，成为一个手表电子秤。使得大家对这个新玩具能有所了解吧。

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2019-7-14 22:40 上传

【T-watch的主要配置】

芯片：ESP32(配置比较强：FLASH QSPI闪存16 MB / PSRAM 8 MB)

PMU电源管理：Axp202

显示屏：1.54英寸LCD电容式触摸屏

传感器：BMA423三轴加速度计，集成步数算法，活动/跟踪识别，高级识别手势

RTC

CF8563

自定义按钮：一只(gpio36)

从硬件来看，亮点有这么几处：一是psram8兆(手表也提供了TF卡槽)，二是PMU电源管理，可以对屏幕等外设进行单独电源管理；三是1.54寸彩屏＋电容触摸；四是三轴加速度以及RTC授时等。

外观：42.5(宽)*46.5(长)*20(厚度),这是我手工测量，可能略有误差，但是也很精巧了。其中为了穿插表带，厚度至少多出来了4mm空间。

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2019-7-14 22:40 上传

【micropython电子秤移植】

T-Watch出厂时，内置的是一个arduino的demo，是一块很漂亮的带有记步功能以及BLE\WIFI\PMU等设置的手表。带屏幕关闭以及唤醒，如果你希望单纯的手表，实际上就可以直接上手了。

这是一个成熟项目，我已经在esp32(mpy)上实现过，是基于M5STACK的平台。

这次移植，主要是要解决PMU电源管理的驱动以及TFT显示器的驱动问题。

(1)感谢TTGO的高手lewis师兄，他将axp202的电源管理模块的驱动移植到了Mpy上，而且是非常完整的移植，对axp202的功能全部开放，方便玩家调用。我这次电子秤移植实际上只是使用到了很少一部分。

(2)这块手表的显示器驱动IC是ST7789V，这是常用于智能手表的驱动芯片。Lewis师兄将其移植到了mpy上，从玩家讨论来看，也有国外玩家先后尝试了mpy以及纯C两种7789的驱动后，据说后者的速度明显提升，但我们这次用的还是lewis师兄移植的mpy库，可以感受到，在整体刷屏上，速度的确比较慢，这也是后续需要完善的吧。

我在lewis师兄的工作基础上，借鉴了github上一位玩家的9341库，将字符显示以及画点、画线、实线矩形等功能做了一点移植。这样，手表电子秤的基本功能就具备了。

【制作中干货一二】

一是关于字模的制作

参考github玩家对9341的使用，玩家提供了一个转换工具，叫做font_to_py.py，这是一个非常有用的小工具，可以转换ttf字库至python库，然后由mpy直接调用。非常方便。

Step1：[mw_shl_code=python,true]import freetype[/mw_shl_code]

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这个叫做 freetype的模块需要自行pip安装

Step2:寻找自己喜欢的字库，我找到了一款七段数码管的字库，digital-7.ttf，然后转变为Mpy可以调用的字库。

[mw_shl_code=python,true]Python font_to_py.py digital-7.ttf 32 digital-7.py[/mw_shl_code]

其中32就是生成新字库的高度。然后你就可以看到，多了一个名为digital-7.py的七段数码管字模文件啦。

二是代码，由于注释比较详细，请玩家自行查阅

[mw_shl_code=python,true]#--------------------------------

# date:2019-07-03

# 项目：基于T-watch+hx711的电子秤

# ST7789以及apx202，来自lewis师兄提供，st7789的部分功能(画线、画点以及text显示来自https://github.com/jeffmer/micropython-ili9341)

# HX711库，来自https://pypi.org/

# 实现功能：校准以及校准参数存储，电子秤称重

#---------------------------------

import time

import ustruct

import framebuf

#import glcdfont

import tt14

#import tt24

#import tt32

import digital7

import bauhs93

from utime import sleep_us

from micropython import const

from machine import Pin, SPI

from hx711 import HX711

from st7789class import ST7789

#---------TFT pin 定义

TFT_RST_PIN = const(0)

TFT_LED_PIN = const(12)

TFT_DC_PIN = const(27)

TFT_CS_PIN = const(5)

TFT_CLK_PIN = const(18)

TFT_MISO_PIN = const(2)

TFT_MOSI_PIN = const(19)

OPEN_AXP202 = True

buttonA = Pin(36, Pin.IN)     # create input pin on GPIO36

if OPEN_AXP202:

import axp202  #导入AXP202电源模块管理库

def color565(r, g, b):

return (r & 0xf8) << 8 | (g & 0xfc) << 3 | b >> 3

global val_cort  #存放电子秤校正系数

def drawbutton():

#显示按钮以及文字

display.erase()

display.set_pos(150,20)

display.set_font(tt14)

display.print('CORR')

display.rect(130,10,80,30,0xF700)  #button_CORR

class Scales(HX711):

def __init__(self, d_out, pd_sck):

super(Scales, self).__init__(d_out, pd_sck)

self.offset = 0

def reset(self):

self.power_off()

self.power_on()

def tare(self):

self.offset = self.read()

#self.offset = val_tare

def raw_value(self):

return self.read() - self.offset

def stable_value(self, reads=10, delay_us=500):

values = []

for _ in range(reads):

values.append(self.raw_value())

sleep_us(delay_us)

return self._stabilizer(values)

@staticmethod

def _stabilizer(values, deviation=10):

weights = []

for prev in values:

weights.append(sum([1 for current in values if abs(prev - current) / (prev / 100) <= deviation]))

return sorted(zip(values, weights), key=lambda x: x[1]).pop()[0]

if OPEN_AXP202:

a = axp202.PMU()

a.setChgLEDMode(axp202.AXP20X_LED_BLINK_1HZ) #充电led模式

a.enablePower(axp202.AXP202_LDO2) #打开LDO2路电源

a.setLDO2Voltage(3300) #设置电压3.3v

bl = Pin(TFT_LED_PIN, Pin.OUT)

bl.value(1)  #屏幕背光打开

spi = SPI(baudrate=40000000, miso=Pin(TFT_MISO_PIN), mosi=Pin(

TFT_MOSI_PIN, Pin.OUT), sck=Pin(TFT_CLK_PIN, Pin.OUT))

display = ST7789(spi, cs=Pin(TFT_CS_PIN), dc=Pin(TFT_DC_PIN), rst=None)   #声明一个ST7789实例

'''

1、建立一个scale实例

2、从tare.txt当中提取皮重数据---赋值val_tare,设置偏移量用于去皮纠偏

'''

scales = Scales(d_out=21, pd_sck=22)

#读出预存的校正系数

with open('cort.txt', 'r') as myfile:

val_cort=float(myfile.read().replace('\n', ''))  #读出预存的校正系数

myfile.close()

scales.tare() #初始化时进行一次去皮

display.erase()

display.set_pos(100,100)

display.set_font(bauhs93) #设置字体bauhs93

display.print('TTGO')

time.sleep(3)

display.erase()

#显示按钮以及文字

drawbutton()

while True:

if buttonA.value()==0: #校准按钮

time.sleep(0.2)

display.erase()

display.set_pos(100,100)

display.set_font(tt14)

display.print(&quot

ut 100g please..") #请先放上100g的砝码

sleep_us(5000000)

val100 = scales.stable_value()  #把100g的对应稳定读数放入val100

display.print(str(val100)) #屏显200g对应度数

display.print(&quot

ut 200g please..") #请先放上100g的砝码

sleep_us(5000000)

val200 = scales.stable_value()  #把200g的对应稳定读数放入val200

display.set_pos(100,160)

display.print(str(val200)) #屏显200g对应度数        '''计算校正系统'''

val_cort=100/(val200-val100)

display.print(str(val_cort)) #屏显校正系数

display.print("take away 200g..")

sleep_us(5000000)

'''将系数放入cort.txt当中'''

f = open('cort.txt', 'w')  #打开cort.txt文件，以write方式，准备写入参数

f.write(str(val_cort))   #把刚才计算的校正系统写入cort.txt中

f.close()

display.erase()

#显示按钮以及文字

drawbutton()

display.set_pos(80,100)

display.set_font(digital7)

display.print('                           ')

val = val_cort*scales.stable_value() #带有折算补偿系数的计算，如-0.00051235

print(val)

display.set_pos(80,100)

display.set_font(digital7) #设置七段式数码管字体

display.print(str("{:.1f}".format(val)))

sleep_us(1000000)[/mw_shl_code]

【图片一组】

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分别是电子秤的校准以及测量过程，我用了两个砝码(100、200克)进行校准，没有考虑温度补偿，设立了一个文本文件存储补偿系数，下次开机时，直接读取就可以了，这就是Mpy的方便之处，不像arduino在esp32中，还需要模拟eeprom库开写入类似的系数。

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【小结】

TWatch优势：(1)硬件配置较好，包括psram\tf卡槽等，套件中提供了一个开发者底板，里面用排母引出来了大量gpio，还有一个IIC扩展槽。姿态传感器以及RTC非常容易开发出好玩的穿戴应用。(2)tw并非是一块手表，而是一个像手表的极客平台。这次TTGO专门考虑了将成熟的手表固件准备了可烧写的文件格式，玩家即便不懂编程，也可以将分享的固件烧写到手表里，从而享受不同的体验。

后续需要提升的希望：(1)希望在mpy的支持方面加大力度，尤其是GUI的开发，类似scratch等，esp32的硬件不断强大、程序的复杂性也日益提升，无论从降低玩家门槛、提升用户体验还是提升工作效率等方面而言，mpy都值得更加关注。(2)进一步丰富社区，在手表固件的开发、分享等方面做得更好。

【分享】

手表电子秤所需要的micropython代码、st7789库、hx711库以及fonts字模，均打包在附件中，与各位玩家分享。

2019-7-14 22:42 上传

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