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电子纸是近些年兴起的一种传统纸质图书的替代品，实现电子纸技术的途径主要包括有胆固醇液晶显示技术、电泳显示技术（EPD）以及电润湿显示技术等。支持电子纸显示的是点只墨水，电子墨水其实是一种新型材料，它是化学、物理学和电子学多学科发展的产物，这种材料可被印刷到任何材料的表面来显示文字或图像信息。由于电子墨水是一种液态材料，所以被形象地称为电子墨“水”。 这次实验是演示通过pcDuino驱动电子纸模块显示pcDuino的logo图片和图片转换二进制代码的软件Image2Lcd的使用讲解。 实验的展示效果图：
器件清单： pcDuino V2 X1 电子纸模块 X1 3.3V电源模块 X1 由于电子纸模块页面刷新时功耗较高，pcDuino无法为其提供显示时的功耗，所以需要为电子纸外接3.3V电源，需要注意的是将pcDuino和外接电源共地。 电路的连接： 在此使用的是Arduino上的3.3V为电子纸模块供电，电路连线图如下：
电子纸模块的驱动代码如下： #include "core.h"//pcDuino包含的核心头文件 #include "ls.h"//包含待显示的图片 #define STATUS_PIN 9//定义电子纸的状态引脚 #define CS_PIN 10//定义电子纸的片选引脚 #define MISO_PIN 11//主输入从输出引脚 #define MOSI_PIN 12//主输出从输入引脚 #define SCK_PIN 13//定义时钟引脚 #define FRAME_END_LEN 11//定义刷新次数（我使用的理想值为11，可自行修改） unsigned char SoftSpiTransfer(unsigned char data)//模拟SPI时序 { unsigned char cnt; unsigned char rst; rst = 0; for(cnt = 0;cnt < 8 ;cnt ++) { rst <<= 1; if(data & 0x80) digitalWrite(MOSI_PIN,HIGH); else digitalWrite(MOSI_PIN,LOW); digitalWrite(SCK_PIN,HIGH); digitalWrite(SCK_PIN,LOW); rst |= digitalRead(MISO_PIN); data <<= 1; } return rst; } void ClearScring(void)//清屏函数 { bool DeviceStatus;//定义一个状态量 DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN); digitalWrite(CS_PIN,LOW); SoftSpiTransfer(3); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop");//嵌入汇编的延时指令，下同 } digitalWrite(CS_PIN,HIGH); } void SetImageWide(unsigned int wide)//设置图片宽度的函数 { bool DeviceStatus; DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN); digitalWrite(CS_PIN,LOW); SoftSpiTransfer(1); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); } DeviceStatus = !DeviceStatus; SoftSpiTransfer(wide >> 8); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); } DeviceStatus = !DeviceStatus; SoftSpiTransfer(wide & 0xff); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); } digitalWrite(CS_PIN,HIGH); } void SetImageHigh(unsigned int high)//设置图片高度的函数 { bool DeviceStatus; DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN); digitalWrite(CS_PIN,LOW); SoftSpiTransfer(2); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); } DeviceStatus = !DeviceStatus; SoftSpiTransfer(high >> 8); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); } DeviceStatus = !DeviceStatus; SoftSpiTransfer(high & 0xff); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); } digitalWrite(CS_PIN,HIGH); } void SendImage(const unsigned char * pic)//显示图片的函数 { bool DeviceStatus; unsigned char data; unsigned char cnt0; unsigned int cnt1; unsigned long time; DeviceStatus = digitalRead(STATUS_PIN); digitalWrite(CS_PIN,LOW); SoftSpiTransfer(4); while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); } DeviceStatus = !DeviceStatus; for(cnt0 = 0;cnt0 < FRAME_END_LEN; cnt0 ++) { Serial.println("New Line"); for(cnt1 = 0; cnt1 < 120000; cnt1 ++) { data = gImage[cnt1]; SoftSpiTransfer(data); time = 0; while(digitalRead(STATUS_PIN) == DeviceStatus) { asm("nop"); time ++; if(time > 1000000) { Serial.println("Error");//超时串口提示错误 digitalWrite(CS_PIN,HIGH); return; } } DeviceStatus = !DeviceStatus; } } digitalWrite(CS_PIN,HIGH); } void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(STATUS_PIN, INPUT); pinMode(CS_PIN, OUTPUT); pinMode(MOSI_PIN, OUTPUT); pinMode(MISO_PIN, INPUT); pinMode(SCK_PIN, OUTPUT); digitalWrite(CS_PIN,HIGH); digitalWrite(STATUS_PIN,HIGH); digitalWrite(SCK_PIN,LOW); } void loop() { char cmd; if(Serial.available())//如果串口接收到数据 { cmd = Serial.parseInt(); switch(cmd) { case 1: SetImageWide(600); Serial.println("Set Image Wide Complete !"); break; case 2: SetImageHigh(800); Serial.println("Set Image High Complete !"); break; case 3: Serial.println("Start Clear Scring !"); ClearScring(); Serial.println("Clear Scring Complete !"); break; case 4: Serial.println("Start Send Image Data!"); SendImage(gImage); Serial.println("Send Image Data Complete !"); break; default: Serial.println("Unknow instruction !"); break; } } }
将图片转换为二进制的工具有蛮多，我就讲讲在windows下使用Image2Lcd这块软件吧。 以本实验的结果为例： 下载Image2Lcd后打开如下应用程序：
进入主程序后：
第一步：点击“打开”，选择图片； 第二步：点击“输出数据类型”选项卡，选择“C语言数组”，将图片保存为头文件ls.h用以输出； 第三步：点击“扫描模式”，选择水平扫描，因为本电子纸模块的扫描是从上往下从左往右依次显示的，及图中0->X换列Y->X的显示方向的；
第四步：点击“输出灰阶”选项卡选择4灰，这是由于使用的电子纸模块显示模式为四灰阶的； 第五步：最大宽度和最大高度输入800和600并点击右侧三角保存默认； 第六步：勾选“自右至左扫描”，原因详见第三步； 第七步：点击保存按钮，输入***.h保存（***为你取的名字，这里需要和代码中一致，我的为ls.h） 由于显示的800*600数据较多，pcDuino显示刷新的时间较长，所以需要耐心的等待。
本次试验使用的电子纸是四灰阶的，所以每个像素点使用两位二进制数，显示屏的分辨率是800X600，所以有效的数据是800*600/4=120000，故ls.h里面的数据个数为120000个字节。 要显示其他的图片时修改代码里对应的参数和对应的头文件即可。 上述代码通过串口（波特率为9600）发送ASCII的1，2，，3，4来控制电子纸的显示，首先需要设置图片显示的宽和高为800*600（指令1和2），然后清除屏幕（指令3），最后就是发送图片数据（指令4）。
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发表于 2014-1-16 10:17:55
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