如何去实现一种带LCD显示的重力时钟设计呢

　　由于到货比较慢。所以之前我就用别的器件代替试做了一下第一个，重力时钟。等到到货的时候我已经差不多做出来了。所以我现在非常清楚需要哪些资源。
　　总共要初始化的部分：一个I2C总线、一个SPI总线、两个定时器、四个GPIO初始化上拉、一个串口、蜂鸣器
　　还是挺简单的哈。
　　大一寒假开始学长让我们自学32，当作进实验室的考核。进了实验室后，也都是凭着兴趣在学。现在大三了。感觉这个板子上的还好。有些时候遇到那种看不到的坑。那是最难受的。整一个月都整不出来的那种。
　　与mpu6050通讯的总线I2C
　　MPU6050以及BH1750（I2C）
　　两个定时器：
　　我喜欢用定时器中断完成我需要的任务
　　另外一个定时器提供1ms的标准时钟，用于更新实时时间。
　　四个GPIO的初始化
　　用于按键的闲杂功能。
　　这几个引脚在硬件上都被上拉了。所以，理论上是不需要初始化上拉的。但是我还是决定，初始化上拉一下。然后低电平检测。
　　KEYS：（这个按键分布真是一点也不友好啊）
　　说实话，我是没有用过LCD显示屏的，之前的项目中也是用的OLED代替LCD显示屏。所以，我预测在LCD显示屏上开发的是时间将会最久。
　　串口（USART2）
　　使用DMA通讯，用DMA的话，占的时钟资源比较少。主要是打算使用串口，修改时钟数据。为此我特地写了一个小型的下位机。上位机用python获取当前的时间。然后通过串口发送到单片机。这样改的时间就会比较准确。用按键改时间实在是太鸡肋了。
　　硬禾给的下载器上有一路的USART，那就不用多余的线，就非常完美。
　　PA3：RX
　　PA2：TX
　　蜂鸣器（PC10）
　　
　　用于整点报时。PC10.我模电学的不是很扎实。这个电路应该是给低电平蜂鸣器不响。给高电平蜂鸣器响吧。
　　那就下拉输出初始化。
　　对我这个方案有些不理解的可以看一下我之前的心得，也在这个文件夹里。
　　好了，方案已经出来了，现在开干。
　　首先，先初始化所有的资源。用CUBEMX就是这么自信。不会出错。定时器和串口都要中断使能。
　　时钟
　　常规的72M
　　
　　定时器
　　定时器2：7200的分频，记100个数。就是10ms，优先级设为一，其他都不变
　　定时器3：7200的分频，记10个数。就是标准的1ms
　　I2C2总线
　　串口初始化
　　初始化为异步串口，其他不用动，添加DMA，RX，TX都要添加。以防之后有可能要用到。
　　四个GPIO
　　初始化就行。上不上拉的都无所谓了。
　　蜂鸣器
　　初始化就完事了，电路中本身就下拉了。
　　SPI初始化
　　这里是我最不熟练的部分了，所以初始化起来。我打算小心再小心。首先上网搜资料。嘿嘿。
　　在网上搜了一圈资料之后果然没有现成的。这个SPI就先不初始化了。以后再说。测试一下各个功能是否正常。
　　模块验证
　　mpu6050验证通过
　　串口验证通过
　　蜂鸣器
　　打算让他响1s，再停一秒的。结果发现好像就接上了一下。之后就没声了。而且需要耳贴近才能听到。后来我才意识到。这应该就是传说中的无源蜂鸣器。
　　那只能再改了，还好用hal库的话比较方便。在群友的建议下。我打算使用4K的PWM使蜂鸣器响。
　　在修改的时候我好像悲催的发现PC10引脚好像不能直接输出PWM。我的天。
　　现在我能想到的是利用定时器四来翻转IO达到输出PWM的目的。哎呀，干嘛这么麻烦。用延时函数凑合得了。
　　经过了一夜的纠结后，我还是打算用TIM4的定时器中断来产生PWM波脉冲。打算利用他的PWM模块产生的中断。进入来操作IO口。
　　搜罗了网上的资料之后，发现无源蜂鸣器的最佳频率为3K-4K之间。取了一个裕度后，我打算将PWM的频率设置在5K左右。即0.2MS
　　利用公式：Tout = （（ARR + 1）*（PSC + 1）） / Tclk
　　非常容易计算出来。Tout = 0.2 *10-3s、ARR+1 = 2000、Tclk = 72 *106、 PSC+1 = 7（算出来是7.2由于不能取小数，所以我取7）
　　为了贪图方便。我就把蜂鸣器的操作都放在了主函数里面，不高兴再开一个文件了。
　　刚刚，我突然发现我好像想多了，我想着改他的占空比了。这种无源蜂鸣器干嘛改占空比啊。直接在中断服务函数中翻转电平不久好了？
　　所以，最终的方案啊，不分频，直接修改ARR来改变他的频率。
　　至此，蜂鸣器验证完毕。
　　LCD屏幕验证
　　在网上找了好多资料，学习了DRAM等一些莫名其妙的操作后，突然想起来。原理图上好像有对应的型号。将型号输入到某宝里说不定能搜到对应的资料。
　　
　　结果真搜到了一个对应的资料。不知道效果怎么样。
　　
　　看了一圈例程，没有RBT的例程，真的非常可惜，随便打开一个看看。非常轻松的读出。程序用的是软件SPI。先在cube中初始化。
　　经过了半天的修改移植，总算是能显示图片了。但是文字还是不能显示。不过能显示图片就说明能打点了。那就好办了。先把我之前拿到的OLED的API拿出来修改一下。
　　改了半天，发现要把整个工程都改过来太麻烦了。我打算创建以LCD_API。文件里面包含了所有的需要用到的函数。
　　经过了一个晚上的奋斗。总算使能把时钟显示出来了。明天找个时间。把表盘大小和数字改一下。
　　遇到的问题2（刷新太慢）
　　那最常见的方法，用空间换时间呗。
　　现在是可以成功显示时钟了。但是也遇到了一个问题。就是LCD的刷新率太慢。导致画面有停顿感。所以我打算用显示图片的方法。来些屏幕。但是我现在对LCD的数组不是很清楚。不知道他的数组是怎么来显示颜色的。所以主要任务是把数组整明白。
　　先用Image2lcd软件提取一副240*240的图像试一下。看看提取出来的数组会有多大。
　　这里随便引入一张图片，
　　在photoshop中转换成240*240的彩色图片。
　　将图片在LCD中过一遍：
　　const unsigned char gImage_LCD_TEMP［115200］ 出来了115200大的数组。也就是这个数组里面有115200个数据。
　　用计算机算一下：240 * 240 * 2 = 115200 ，也就是说。LCD屏幕一个像素点占两个char型。也就是16位。
　　。。。啊，感觉好复杂。要写算法的话。啊啊啊。
　　现在先试一下做个一8*8的黑白图片
　　就像这样
　　
　　转换后：
　　const unsigned char gImage_xuexi［128］ = { /* 0X00，0X10，0X08，0X00，0X08，0X00，0X01，0X1B， */ 0X00，0X00，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF， 0XFF，0XFF，0X00，0X00，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF， 0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0X00，0X00，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF， 0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0X00，0X00，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF， 0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0X00，0X00，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF， 0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0X00，0X00，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF， 0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0X00，0X00，0XFF，0XFF， 0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0XFF，0X00，0X00， }; 可以很清楚得窥见。黑色为0x00，白色为0xff
　　在我将一张图片塞进程序里之后我突然发现。stm32好像没有那么多的空间塞一张图片。
　　
　　仔细算一下，115200*8 = 921600 = 1110 0001 0000 0000 0000b说不定真超了。
　　不得不说。这坑啊。哎。
　　现在得解决方案有两个：
　　做一个sd卡的外设。
　　在原有程序的基础上修修补补
　　我选择后者。因为懒。我打算将会旋转的部分刷新。也就是在刷新之前，填成黑色。
　　看起来这个方案失败了。果然不出所料的在闪。
       看起来不得不使用三位数组来完成这个任务了。
　　看了一下三维数组的介绍。发现这里图形数组的用法和三维图形如出一辙。所以我打算多花点时间使用方案2.
　　看了一下红色是 0xF800 这里稍微记一下。一会儿会用到。
　　好了初始化SD卡。还好我之前做过的BADAPPLE有用到SD卡。
　　不对！！！这个RBT没有SDIO接口。我靠真的到处都是坑啊。
　　在经历了一天的挣扎后。总算，时钟是有点象样了。但是。这个时钟不能旋转。也就是说。不得不用缓存数组。而要用缓存数组。则不得不用SD卡。
　　经历了几天的挣扎。我还是决定使用SD卡。
　　
　　那有了SD卡这个外部存储之后做事就变得简单了。
　　先写一个图片缓存函数240* 240* 2 = 115200
　　讲真，这个大小用串口发送数据。的话要1/8秒才能完成。换句话说。就是8帧的刷新率。就这刷新率。也最多能当个钟用了
　　就是最基本的打点函数。
　　里面有我关于图片数组的见解。我在这里简单重复一下。现在需要准备一个三维数组。分别是长度、宽度和深度（颜色）。在c语言中。如果要定义对数组处理的函数。就需要弄清楚指针和数组的关系。
　　以二位数组为例：如果要处理char类型二位数组。可以定义一个指向char的指针。然后将二位数组得到首地址赋给指针。然后对指针进行操作。这样做可以，但是不严谨，而且繁琐：首先二位数组的首地址是指向数组的指针，而不是指向char的指针。直接赋值并不严谨。其次，需要知道数组和指针的增量关系然后构筑算法来解决这个问题。繁琐。
　　也可以使用二重指针。定义一个固定深度的指针。指向数组指针。到时候取用的时候只需要按照数组的表达方式就可以取到对应的值。这种方法的缺点是。你必须知道你要处理的指针的深度。
　　
　　还有一些别的赋值方法。这里就不介绍了。参照上面的图片看吧。
　　在函数的多维数组中，第一括号知识表明这是一个指针，里面的内容可以省略外，后面的括号里的内容都不能省略。
　　由于一副图片太大，以至于stm32没有足够的RAM来存放这张图片，所以需要直接在内存卡上直接处理数组
　　相信大叫都知道文件这种东西。但是要仔细说明文件的本质，这还是有点难度的。所以在这之前，先要明白文件是什么。
　　
　　SD卡的读取思路
　　我是这样想的，以3行为一个单位。循环读取80次就是240行。每一次循环把3行的数据打印在屏幕上。每一行的数据是240*2.一次读取
　　240 * 3 * 2 = 1440为1k多的数据。还是可以接受的。
　　现在打算把图片的数据存在SD卡中。然后用f_read读取数据。
　　现在能隐约看到原图了。
　　但是图片好像是有点彩色上的失真。
　　和原图对比一下
　　我换了一种编写文件的方式。发现多少有丢包的现象不知道是为什么
　　关于操作SD卡中数组的事情。我就直接放在了LCD.c这个文件里了。
　　SD卡显示图片失败。我把原因归结于：刷新太耗费时间。导致SD卡指针忙碌。
　　刚刚我测试了一下，结果发现。如果把数组放在SD卡里面读写实在是太慢了。整个过程有27秒。这个方法果断放弃。
　　经过实验证明。用这个LCD屏不闪是不可能的了所以我要做的，就是尽量让他不要闪
　　关于局部刷新
　　由于我使用的是局部刷新。如果刷新速度太快。会导致画面闪烁。而如果刷新太慢又会导致有小点残留在画面当中。这是我不能仍受的。所以我打算把那一块用矩形填起来。
　　要按照时间的规律去刷新的话。也能节省一部分资源。不能按照时间刷新了看来。只能按照坐标刷新。对应的分针在哪个块就刷新哪快。
　　关于时钟延迟初始化
　　经过群友提醒，我发现这个板子由于是旁路时钟。所以会出现上电瞬间。时钟初始化失败。
　　
　　直接将HSE的timout改大一点就行
　　
　　这里的数值改成1000U。上电后没有初始化失败的情况了。
　　现在时钟刷新已经算是流畅了，写上位机
　　现在加入下位机。之前有写过类似的。所以写起来应该会很快。现在加个串口接收。用DMA。
　　上位机发送代码格式请看下图
　　头文字为 ：time：
　　char *datare;
　　char time_begin［］ = “time：”;
　　char s_hour［］ = “hour：”;
　　char s_minument［］ = “minument：”;
　　char s_sec［］ = “sec：”;
　　int fresh_temp_sec;
　　void fresh_s_time（char *temp）
　　{
　　for（fresh_temp_sec = -1; fresh_temp_sec《2; fresh_temp_sec++）
　　RoundClock_CLR_ALL（WatchHour，WatchMiniute，WatchSec+fresh_temp_sec）;
　　while（*temp ！= ‘’）
　　{
　　switch（*temp++）
　　{
　　case ‘h’：
　　WatchHour = （*temp-‘0’）*10 + （*（temp+1）-‘0’）;
　　temp+=2;
　　break;
　　case ‘m’：
　　WatchMiniute = （*temp-‘0’）*10 + （*（temp+1）-‘0’）;
　　temp+=2;
　　break;
　　case ‘s’：
　　WatchSec = （*temp-‘0’）*10 + （*（temp+1）-‘0’）;
　　temp+=2;
　　break;
　　case ‘y’：
　　watch_date.years = （*temp-‘0’）*10 + （*（temp+1）-‘0’）;
　　temp+=2;
　　break;
　　case ‘M’： //月份
　　watch_date.months = （*temp-‘0’）*10 + （*（temp+1）-‘0’）;
　　temp+=2;
　　break;
　　case ‘d’：
　　watch_date.days = （*temp-‘0’）*10 + （*（temp+1）-‘0’）;
　　temp+=2;
　　break;
　　}
　　}
　　}
　　void HAL_UART_RxCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）
　　{
　　int i=0，m;
　　m=strlen（time_begin）;
　　if（huart-》Instance == USART2）
　　{
　　datare = （char *）rx_buffer;
　　for（i=0; i《rx_len-m; i++）
　　{
　　if（strncmp（datare+i，time_begin，m）==0） //找到头
　　{
　　datare+=m+i;//取有效数据
　　fresh_s_time（datare）;
　　}
　　}
　　memset（rx_buffer，0，sizeof（rx_buffer））;//只能在中断里做，因为时间资源被占用完了。
　　HAL_UART_Receive_DMA（&huart2，rx_buffer，BUFFER_SIZE）;//重新打开DMA接收
　　}
　　}
　　蜂鸣器的问题：
　　void MX_TIM4_Init（void）
　　{
　　TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
　　TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
　　htim4.Instance = TIM4;
　　htim4.Init.Prescaler = 72;
　　htim4.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
　　htim4.Init.Period = 250;
　　htim4.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
　　htim4.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
　　if （HAL_TIM_Base_Init（&htim4） ！= HAL_OK）
　　{
　　Error_Handler（）;
　　}
　　sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
　　if （HAL_TIM_ConfigClockSource（&htim4， &sClockSourceConfig） ！= HAL_OK）
　　{
　　Error_Handler（）;
　　}
　　sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
　　sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
　　if （HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization（&htim4， &sMasterConfig） ！= HAL_OK）
　　{
　　Error_Handler（）;
　　}
　　}
　　所以延时1s为4000个数
　　按键问题
　　在开发的过程中，发现由于过程工程所使用的时钟资源太多了。导致WHILE中的时钟资源已经很少了。所以我打算更改按键扫描的策略。改用外部中断。
　　还有好多以前在while里面能解决的问题。都只能放在中断里面了。资源消耗太多。
　　完事收工
　　完成功能介绍：
　　时间显示功能。能显示单片机中记录的时间。其时间可以用上位机的特定的指令修改。格式如下
　　“time:y%M%md%dYh%Hm%Ms%S” 可以显示时间可以精确到秒。支持多次修改。
　　整点报时功能。具体就是到了几点就会响几下。可以通过按键来取消报点功能。报点功能是否有效。屏幕左上角会显示。
　　根据重力调整时钟位置。注：由于数字是由字库显示的。所以数字和字符的朝向不能改变。
　　整个时钟会随着重力的改变而改变方向。
　　显示考研剩余天数。因为我是2022考研狗。所以需要时刻显示天数提醒我自己。由于天数计算的函数没有设计完全。题目中也没有要求。所以就不显示了。
　　SD卡图片显示函数。（需要提前将数组转化存入SD卡）不演示
　　按键对应不同的功能：
　　控制报时是否有效
　　关闭背光
　　开启背光
　　未定义
　　注：按键功能定义不能太长。程序可能会跑飞。
　　由于要保证屏幕的刷新率和反应速度，很多地方我都进行了简化处理。如果想加入更多的功能。比如卡尔曼滤波。可以考虑减小屏幕的刷新率。
　　所用板子资源介绍：
　　定时器2、3、4
　　LCD——SPI协议
　　按键——外部中断
　　MPU6050——I2C协议
　　可以显示时间可以精确到秒。支持多次修改。
　　整点报时功能。具体就是到了几点就会响几下。可以通过按键来取消报点功能。报点功能是否有效。屏幕左上角会显示。
　　根据重力调整时钟位置。注：由于数字是由字库显示的。所以数字和字符的朝向不能改变。
　　整个时钟会随着重力的改变而改变方向。
　　显示考研剩余天数。因为我是2022考研狗。所以需要时刻显示天数提醒我自己。由于天数计算的函数没有设计完全。题目中也没有要求。所以就不显示了。
　　SD卡图片显示函数。（需要提前将数组转化存入SD卡）不演示
　　按键对应不同的功能：
　　控制报时是否有效
　　关闭背光
　　开启背光
　　未定义
　　注：按键功能定义不能太长。程序可能会跑飞。
　　由于要保证屏幕的刷新率和反应速度，很多地方我都进行了简化处理。如果想加入更多的功能。比如卡尔曼滤波。可以考虑减小屏幕的刷新率。
　　所用板子资源介绍：
　　定时器2、3、4
　　LCD——SPI协议
　　按键——外部中断
　　MPU6050——I2C协议
　　SD卡——硬件SPI及FATFS