1071 字

5 分钟

树莓派 Pico 驱动墨水屏显示信息

2024-08-18

树莓派

/

Pico

/

墨水屏

墨水屏#

显示屏为 2.13 寸黑白电子墨水屏，于微雪电子购买，并利用树莓派 Pico 驱动以显示信息。

树莓派 Pico 环境搭建#

于树莓派 5 上进行环境搭建。

创建 pico 文件夹并进入。

1
mkdir pico
2
cd pico

Raspberry Pi Pico SDK#

参考 GitHub 页面。

安装依赖#

安装 CMake 和 GCC 编译器及其相关依赖。

1
sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi libstdc++-arm-none-eabi-newlib

克隆存储库#

1
git clone https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git

添加环境变量#

1
vi ~/.bashrc

添加 PICO_SDK_PATH 路径。

1
export PICO_SDK_PATH=/home/ubuntu/pico/pico-sdk

使环境变量立即生效。

1
source ~/.bashrc

picotool#

参考 GitHub 页面。

首先于 pico-sdk 路径下克隆相关库。

1
cd /home/ubuntu/pico/pico-sdk
2
git submodule update --init lib/mbedtls
3
git submodule update --init

若因为网络原因无法完成克隆，可参考错误信息手动克隆至相关目录下。

1
Submodule 'lib/mbedtls' (https://github.com/Mbed-TLS/mbedtls.git) registered for path 'lib/mbedtls'
2
Submodule 'lib/btstack' (https://github.com/bluekitchen/btstack.git) registered for path 'lib/btstack'
3
Submodule 'lib/cyw43-driver' (https://github.com/georgerobotics/cyw43-driver.git) registered for path 'lib/cyw43-driver'
4
Submodule 'lib/lwip' (https://github.com/lwip-tcpip/lwip.git) registered for path 'lib/lwip'
5
Submodule 'tinyusb' (https://github.com/hathach/tinyusb.git) registered for path 'lib/tinyusb'

安装依赖#

1
sudo apt install build-essential pkg-config libusb-1.0-0-dev cmake

克隆存储库#

1
cd ~/pico
2
git clone https://github.com/raspberrypi/picotool.git

编译安装#

1
cd picotool
2
mkdir build
3
cd build
4
cmake ..
5
make -j8
6
sudo make install

去除 `sudo` 权限#

1
cd ~/pico/picotool
2
sudo cp udev/99-picotool.rules /etc/udev/rules.d/

树莓派 Pico 部分程序#

例程下载#

1
cd ~/pico
2
wget  https://www.waveshare.net/w/upload/2/27/Pico_ePaper_Code.zip
3
unzip Pico_ePaper_Code.zip -d Pico_ePaper_Code
4
cd Pico_ePaper_Code

编写程序#

1
cd c
2
mv main.c main.c.bak
3
vi main.c

程序为以下内容。

1
#include "DEV_Config.h"
2
#include "GUI_Paint.h"
3
#include "ImageData.h"
4
#include "Debug.h"
5
#include <stdlib.h>
6
#include "EPD_2in13_V4.h"
7
#include "string.h"
8

9
int main(void)
10
{
11
    stdio_init_all();
12
    unsigned char data[100]={0};
13
    unsigned char cpu[100]={0};
14
    unsigned char cpu_i[100]={0};
15
    unsigned char cpu_o[100]={0};
16
    unsigned char mem_p[100]={0};
17
    unsigned char mem_u[100]={0};
18
    unsigned char mem_t[100]={0};
19
    unsigned char disk_p[100]={0};
20
    unsigned char disk_u[100]={0};
21
    unsigned char disk_t[100]={0};
22
    unsigned char ipv4[100]={0};
23
    unsigned char ipv6[100]={0};
24

25
    if(DEV_Module_Init()!=0){
26
        return -1;
27
    }
28

29
    EPD_2in13_V4_Init();
30
    EPD_2in13_V4_Clear();
31

32
    UBYTE *BlackImage;
33
    UWORD Imagesize = ((EPD_2in13_V4_WIDTH % 8 == 0)? (EPD_2in13_V4_WIDTH / 8 ): (EPD_2in13_V4_WIDTH / 8 + 1)) * EPD_2in13_V4_HEIGHT;
34
    if((BlackImage = (UBYTE *)malloc(Imagesize)) == NULL) {
35
        return -1;
36
    }
37
    Paint_NewImage(BlackImage, EPD_2in13_V4_WIDTH, EPD_2in13_V4_HEIGHT, 90, WHITE);
38
        Paint_Clear(WHITE);
39

40
    int n=0;
41
    int count=0;
42

43
    while(1){
44

45
    n+=1;
46

47
    printf("input name: ");
48
    scanf("%s", data);
49
    printf("\nHello, %s\n\n", data);
50
    sscanf(data, "%[^,],%[^,],%[^,],%[^,],%[^,],%[^,],%[^,],%[^,],%[^,],%[^,],%s", &cpu, &cpu_i, &cpu_o, &mem_p, &mem_u, &mem_t, &disk_p, &disk_u, &disk_t, &ipv4, &ipv6);
51
    printf("%s\n",cpu);
52
    printf("%s\n\n",cpu_i);
53

54
    EPD_2in13_V4_Init_Fast();
55
    Paint_NewImage(BlackImage, EPD_2in13_V4_WIDTH, EPD_2in13_V4_HEIGHT, 90, WHITE);
56
    Paint_SelectImage(BlackImage);
57

58
    Paint_ClearWindows(70, 20, 70 + Font20.Width * 4, 20 + Font20.Height, WHITE);
59
    Paint_ClearWindows(151, 24, 151 + Font16.Width *4, 24 + Font16.Height, WHITE);
60
    Paint_ClearWindows(206, 24, 206 + Font16.Width *4, 24 + Font16.Height, WHITE);
61
    Paint_ClearWindows(70, 40, 70 + Font20.Width * 4, 40 + Font20.Height, WHITE);
62
    Paint_ClearWindows(151, 44, 151 + Font16.Width *4, 44 + Font16.Height, WHITE);
63
    EPD_2in13_V4_Display_Partial(BlackImage);
64
    //DEV_Delay_ms(500);
65
    Paint_DrawString_EN(70, 20, &cpu, &Font20, WHITE, BLACK);
66
    Paint_DrawString_EN(151, 24, &cpu_i, &Font16, WHITE, BLACK);
67
    Paint_DrawString_EN(206, 24, &cpu_o, &Font16, WHITE, BLACK);
68
    Paint_DrawString_EN(70, 40, &mem_p, &Font20, WHITE, BLACK);
69
    Paint_DrawString_EN(151, 44, &mem_u, &Font16, WHITE, BLACK);
70
    EPD_2in13_V4_Display_Partial(BlackImage);
71
    DEV_Delay_ms(500);
72
    EPD_2in13_V4_Sleep();
73
    DEV_Delay_ms(4000);
74

75
    if(n>=50 || count==0){
76
        count=1;
77
        n=0;
78
        EPD_2in13_V4_Init_Fast();
79
        Paint_NewImage(BlackImage, EPD_2in13_V4_WIDTH, EPD_2in13_V4_HEIGHT, 90, WHITE);
80
        Paint_Clear(WHITE);
81

82
        Paint_DrawString_EN(27, 0, "Raspberry Pi 5", &Font20, WHITE, BLACK);
83
        Paint_DrawString_EN(0, 20, "CPU:     %", &Font20, WHITE, BLACK);
84
        Paint_DrawString_EN(195, 24, "|", &Font16, WHITE, BLACK);
85
        Paint_DrawString_EN(0, 40, "Mem:     %", &Font20, WHITE, BLACK);
86
        Paint_DrawString_EN(195, 44, "/", &Font16, WHITE, BLACK);
87
        Paint_DrawString_EN(206, 44, &mem_t, &Font16, WHITE, BLACK);
88
        Paint_DrawString_EN(0, 60, "Disk:    %", &Font20, WHITE, BLACK);
89
        Paint_DrawString_EN(195, 64, "/", &Font16, WHITE, BLACK);
90
        Paint_DrawString_EN(70, 60, &disk_p, &Font20, WHITE, BLACK);
91
        Paint_DrawString_EN(151, 64, &disk_u, &Font16, WHITE, BLACK);
92
        Paint_DrawString_EN(206, 64, &disk_t, &Font16, WHITE, BLACK);
93
        Paint_DrawString_EN(0, 82, "IPv4:", &Font16, WHITE, BLACK);
94
        Paint_DrawString_EN(55, 80, &ipv4, &Font20, WHITE, BLACK);
95
        Paint_DrawString_EN(0, 102, "IPv6:", &Font16, WHITE, BLACK);
96
        Paint_DrawString_EN(55, 106, &ipv6, &Font8, WHITE, BLACK);
97
        EPD_2in13_V4_Display_Base(BlackImage);
98
        DEV_Delay_ms(3000);
99
    }
100

101
    }
102

103
    EPD_2in13_V4_Sleep();
104
    free(BlackImage);
105
    BlackImage = NULL;
106
    DEV_Delay_ms(2000);
107
    return 0;
108
}

加入头文件路径#

编辑 ~/pico/Pico_ePaper_Code/c/CMakeLists.txt 文件。

1
# add a header directory
2
include_directories(./lib/e-Paper)

编译程序#

1
mkdir build
2
cd build
3
cmake ..
4
make -j8

运行程序#

按住树莓派 Pico 上的 BOOTSEL 按键，同时使用 Micro USB 数据线将 树莓派 Pico 连接至 树莓派 5，连接后放开按键，即可看到树莓派 Pico 的存储空间。

挂载树莓派 Pico 存储。

1
sudo mount /dev/sda1 /mnt/pico

复制 epd.uf2 文件。

1
sudo cp -v epd.uf2 /mnt/pico/

释放树莓派 Pico 存储。

1
sudo umount /mnt/pico

此时树莓派 Pico 将自动运行程序。

树莓派 5 部分程序#

树莓派 5 部分为 Python 程序。

安装完整版 `Python`#

1
sudo apt update
2
sudo apt install python3-full

编写程序#

1
cd ~
2
mkdir python
3
cd python
4
vi pico.py

添加以下程序。

1
import psutil
2
import serial
3
import time
4

5
pico=serial.Serial("/dev/ttyACM0",115200)
6

7
while True:
8

9
    print("Raspberry Pi 5")
10

11
    cpu=psutil.cpu_percent(1)
12
    cpu_temp=psutil.sensors_temperatures()
13
    print(f"CPU: {cpu}% {cpu_temp['cpu_thermal'][0].current}C/{cpu_temp['rp1_adc'][0].current}C")
14
    cpu_i=round(cpu_temp['cpu_thermal'][0].current,1)
15
    cpu_o=round(cpu_temp['rp1_adc'][0].current,1)
16

17

18
    mem=psutil.virtual_memory()
19
    print(f"Mem: {mem.percent}%({((mem.total-mem.available)/1024**3):.2f}GB/{(mem.total/1024**3):.2f}GB)")
20
    mem_p=mem.percent
21
    mem_u=round(((mem.total-mem.available)/1024**3),2)
22
    mem_t=round((mem.total/1024**3),2)
23

24
    disk=psutil.disk_usage('/')
25
    print(f"Disk: {disk.percent}%({(disk.used/1024**3):.2f}GB/{(disk.total/1024**3):.2f}GB)")
26
    disk_p=disk.percent
27
    disk_u=round((disk.used/1024**3),1)
28
    disk_t=round((disk.total/1024**3),1)
29

30
    net=psutil.net_if_addrs()
31
    print(f"IPv4: {net['eth0'][0].address}")
32
    print(f"IPv6: {net['eth0'][1].address}")
33
    ipv4=net['eth0'][0].address
34
    ipv6=net['eth0'][1].address
35

36
    data=str(cpu)+','+str(cpu_i)+','+str(cpu_o)+','+str(mem_p)+','+str(mem_u)+','+str(mem_t)+','+str(disk_p)+','+str(disk_u)+','+str(disk_t)+','+str(ipv4)+','+str(ipv6)+'\n'
37
    print(data)
38
    pico.write(data.encode("utf-8"))
39

40
    time.sleep(5)

虚拟环境#

创建虚拟环境。

1
python3 -m venv venv

进入虚拟环境。

1
source venv/bin/activate

安装第三方库。

1
pip install psutil pyserial

添加执行权限。

1
chmod +x pico.py

运行程序。

1
python3 pico.py

退出虚拟环境。

1
deactivate

开机自动运行#

利用 bash 脚本与 systend 服务使其成为守护进程。

编写 `bash` 脚本#

1
vi pico.sh

添加以下内容。

1
#!/usr/bin/bash
2
source /home/ubuntu/python/venv/bin/activate
3
python3 /home/ubuntu/python/pico.py

添加执行权限。

1
chmod +x pico.sh

添加系统服务。

1
cd /etc/systemd/system
2
sudo vi pico.service

添加以下内容。

1
[Unit]
2
Description=pico e-Paper
3
After=network-online.target
4
Wants=network-online.target
5

6
[Service]
7
TimeoutStartSec=0
8
ExecStart=/home/ubuntu/python/pico.sh
9
Restart=on-failure
10
RestartSec=5s
11

12
[Install]
13
WantedBy=multi-user.target