135-1821-9792

2020征文-鸿蒙开发板6.WiFiIoT智能家居套件-温度传感器和OLED实践

想了解更多内容，请访问：

和华为官方合作共建的鸿蒙技术社区

https://harmonyos./#zz

这是一份迟来的文章，代码写好几天了，由于太忙，一直没来得及上传。

在开发板套件中，有一个OLED屏幕扩展板，温湿度传感器扩展板，本次我们就用这两个扩展板来实现一个简易数字温度计。初步的打算是做一个仪表盘，用指针指示温度和湿度，但是由于OLED只有128*64，因此仪表盘不会很清晰，我们在旁边再用数字直接显示一下。虽然简陋一点，但是只要原理学会了，其他复杂的仪表盘我们同样可以做出来。

OLED屏幕为128*64的点阵，通信接口为I2C0，从机地址为0x3C

温湿度传感器AHT20，通信接口也是I2C0，从机地址为0x38

熟悉I2C的朋友都知道，I2C是多从机模式，只要从机地址不同，我们可以挂在同一个总线下，进行复用。

既然如此，那我们就可以同时使用这两个扩展板。

1. OLED驱动

OLED驱动开发方法，参考许思维老师的代码 https://gitee.com/hihopeorg/harmonyos-ssd1306

此处不再赘述

2. 温湿度传感器AHT20驱动

参考许思维老师的代码 https://gitee.com/hihopeorg/harmonyos-aht20

此处不再赘述。

3. 画表盘

由于表盘是半个圆，而且一般是从9点钟方向开始，顺指针旋转，与实际的温度值相对应，9点钟对应最小值，3点钟对应最大值，

因此我们画表盘的时候最好从9点钟对应的角度为0, 12点钟对应的角度90度，3点钟对应的角度为180度。

画表盘就是设置好圆心(x,y)和半径r，然后计算圆周上的两个点，将相邻的两个点调用画直线函数连接起来。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. /*DrawArc.画一个半圆 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. * start_angle in degree 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. * sweep in degree 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7. * x，y是圆心的位置 
    8. 
  
  
  
  
  8.  
    9. 
  
  
  
  
  9. * radius是半径 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11. * start_angle 起始角度，9点钟作为0角度 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13. * sweep 扫描角度 
    14. 
  
  
  
  
  14.  
    15. 
  
  
  
  
  15. * 从9点钟开始作为0角度，顺时针旋转 
    16. 
  
  
  
  
  16.  
    17. 
  
  
  
  
  17. */ 
    18. 
  
  
  
  
  18.  
    19. 
  
  
  
  
  19. void ssd1306_DrawArc_from9(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t radius, uint16_t start_angle, uint16_t sweep, SSD1306_COLOR color) { 
    20. 
  
  
  
  
  20.  
    21. 
  
  
  
  
  21. float approx_degree; 
    22. 
  
  
  
  
  22.  
    23. 
  
  
  
  
  23. uint32_t approx_segments; 
    24. 
  
  
  
  
  24.  
    25. 
  
  
  
  
  25. uint8_t xp1,xp2; 
    26. 
  
  
  
  
  26.  
    27. 
  
  
  
  
  27. uint8_t yp1,yp2; 
    28. 
  
  
  
  
  28.  
    29. 
  
  
  
  
  29. uint32_t count = 0; 
    30. 
  
  
  
  
  30.  
    31. 
  
  
  
  
  31. uint32_t loc_sweep = 0; 
    32. 
  
  
  
  
  32.  
    33. 
  
  
  
  
  33. float rad; 
    34. 
  
  
  
  
  34.  
    35. 
  
  
  
  
  35. loc_sweep = ssd1306_NormalizeTo0_360(sweep); 
    36. 
  
  
  
  
  36.  
    37. 
  
  
  
  
  37. count = (ssd1306_NormalizeTo0_360(start_angle)); 
    38. 
  
  
  
  
  38.  
    39. 
  
  
  
  
  39. approx_segments = loc_sweep; 
    40. 
  
  
  
  
  40.  
    41. 
  
  
  
  
  41. approx_degree = 1; 
    42. 
  
  
  
  
  42.  
    43. 
  
  
  
  
  43. while(count < approx_segments) 
    44. 
  
  
  
  
  44.  
    45. 
  
  
  
  
  45. { 
    46. 
  
  
  
  
  46.  
    47. 
  
  
  
  
  47. rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
    48. 
  
  
  
  
  48.  
    49. 
  
  
  
  
  49. xp1 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
    50. 
  
  
  
  
  50.  
    51. 
  
  
  
  
  51. yp1 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
    52. 
  
  
  
  
  52.  
    53. 
  
  
  
  
  53. count++; 
    54. 
  
  
  
  
  54.  
    55. 
  
  
  
  
  55. if(count != approx_segments) 
    56. 
  
  
  
  
  56.  
    57. 
  
  
  
  
  57. { 
    58. 
  
  
  
  
  58.  
    59. 
  
  
  
  
  59. rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
    60. 
  
  
  
  
  60.  
    61. 
  
  
  
  
  61. } 
    62. 
  
  
  
  
  62.  
    63. 
  
  
  
  
  63. else 
    64. 
  
  
  
  
  64.  
    65. 
  
  
  
  
  65. { 
    66. 
  
  
  
  
  66.  
    67. 
  
  
  
  
  67. rad = ssd1306_DegToRad(loc_sweep); 
    68. 
  
  
  
  
  68.  
    69. 
  
  
  
  
  69. } 
    70. 
  
  
  
  
  70.  
    71. 
  
  
  
  
  71. xp2 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
    72. 
  
  
  
  
  72.  
    73. 
  
  
  
  
  73. yp2 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
    74. 
  
  
  
  
  74.  
    75. 
  
  
  
  
  75. ssd1306_DrawLine(xp1,yp1,xp2,yp2,color); 
    76. 
  
  
  
  
  76.  
    77. 
  
  
  
  
  77. } 
    78. 
  
  
  
  
  78.  
    79. 
  
  
  
  
  79. return; 
    80. 
  
  
  
  
  80.  
    81. 
  
  
  
  
  81. } 
    82.

 4.画指针

画指针比较简单，就是在圆周上找一个点，将这个点和圆心连接，就变成了一个指针，改变半径的大小，就可以实现指针的长短。

难点是如何将指针的角度和实际的温度值对应起来。假设温度的范围为-15摄氏度到45摄氏度，共60摄氏度，则每一个角度对应的温度值为60/180;

如果当前温度是20度，则对应的角度为20*60/180度。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. /* 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. 画一条圆心到圆周的直线，实现指针 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. */ 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7. void ssd1306_draw_line_of_arc(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t radius, uint16_t angle,SSD1306_COLOR color) 
    8. 
  
  
  
  
  8.  
    9. 
  
  
  
  
  9. { 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11. float approx_degree; 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13. uint8_t xp1; 
    14. 
  
  
  
  
  14.  
    15. 
  
  
  
  
  15. uint8_t yp1; 
    16. 
  
  
  
  
  16.  
    17. 
  
  
  
  
  17. uint32_t count = 0; 
    18. 
  
  
  
  
  18.  
    19. 
  
  
  
  
  19. float rad; 
    20. 
  
  
  
  
  20.  
    21. 
  
  
  
  
  21. count = (ssd1306_NormalizeTo0_360(angle)); 
    22. 
  
  
  
  
  22.  
    23. 
  
  
  
  
  23. approx_degree = 1; 
    24. 
  
  
  
  
  24.  
    25. 
  
  
  
  
  25. rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
    26. 
  
  
  
  
  26.  
    27. 
  
  
  
  
  27. xp1 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
    28. 
  
  
  
  
  28.  
    29. 
  
  
  
  
  29. yp1 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
    30. 
  
  
  
  
  30.  
    31. 
  
  
  
  
  31. ssd1306_DrawLine(x, y, xp1, yp1, color); 
    32. 
  
  
  
  
  32.  
    33. 
  
  
  
  
  33. } 
    34.

 5. 画刻度

画刻度的方法，可以参考上面画指针的方法，从同一个角度画出的直线，与两个同圆心不同半径的圆的交点，将这两个交点连接起来就是刻度

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. /* 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. 画一条刻度线 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. */ 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7. void ssd1306_draw_line_of_kedu(uint8_t x, uint8_t y, uint8_t radius, uint16_t angle,SSD1306_COLOR color) 
    8. 
  
  
  
  
  8.  
    9. 
  
  
  
  
  9. { 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11. float approx_degree; 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13. uint8_t xp1,xp2; 
    14. 
  
  
  
  
  14.  
    15. 
  
  
  
  
  15. uint8_t yp1,yp2; 
    16. 
  
  
  
  
  16.  
    17. 
  
  
  
  
  17. uint32_t count = 0; 
    18. 
  
  
  
  
  18.  
    19. 
  
  
  
  
  19. float rad; 
    20. 
  
  
  
  
  20.  
    21. 
  
  
  
  
  21. count = (ssd1306_NormalizeTo0_360(angle)); 
    22. 
  
  
  
  
  22.  
    23. 
  
  
  
  
  23. approx_degree = 1; 
    24. 
  
  
  
  
  24.  
    25. 
  
  
  
  
  25. rad = ssd1306_DegToRad(count*approx_degree); 
    26. 
  
  
  
  
  26.  
    27. 
  
  
  
  
  27. xp1 = x - (int8_t)(cos(rad)*radius); 
    28. 
  
  
  
  
  28.  
    29. 
  
  
  
  
  29. yp1 = y - (int8_t)(sin(rad)*radius); 
    30. 
  
  
  
  
  30.  
    31. 
  
  
  
  
  31. xp2 = x - (int8_t)(cos(rad)*(radius-4));//刻度线的长度为4 
    32. 
  
  
  
  
  32.  
    33. 
  
  
  
  
  33. yp2 = y - (int8_t)(sin(rad)*(radius-4)); 
    34. 
  
  
  
  
  34.  
    35. 
  
  
  
  
  35. ssd1306_DrawLine(xp1, yp1, xp2, yp2, color); 
    36. 
  
  
  
  
  36.  
    37. 
  
  
  
  
  37. } 
    38.

 6. 使用上面几个函数，画出我们设计的温度表

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. //更新温度和湿度 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. void ssd1306_update_temper(float temp, float humi) 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. { 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7. int angle = 0; 
    8. 
  
  
  
  
  8.  
    9. 
  
  
  
  
  9. char buf[100] = {0}; 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11. ssd1306_Fill(Black); 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13. uint8_t x,y,r; 
    14. 
  
  
  
  
  14.  
    15. 
  
  
  
  
  15. //温度表盘，半圆形 
    16. 
  
  
  
  
  16.  
    17. 
  
  
  
  
  17. x=30; 
    18. 
  
  
  
  
  18.  
    19. 
  
  
  
  
  19. y=28; 
    20. 
  
  
  
  
  20.  
    21. 
  
  
  
  
  21. r=28; 
    22. 
  
  
  
  
  22.  
    23. 
  
  
  
  
  23. ssd1306_DrawCircle(x,y,2,White); 
    24. 
  
  
  
  
  24.  
    25. 
  
  
  
  
  25. ssd1306_SetCursor(x-r, y); 
    26. 
  
  
  
  
  26.  
    27. 
  
  
  
  
  27. ssd1306_DrawString("-15", Font_6x8, White); 
    28. 
  
  
  
  
  28.  
    29. 
  
  
  
  
  29. ssd1306_SetCursor(x+r-6, y); 
    30. 
  
  
  
  
  30.  
    31. 
  
  
  
  
  31. ssd1306_DrawString("45", Font_6x8, White); 
    32. 
  
  
  
  
  32.  
    33. 
  
  
  
  
  33. ssd1306_SetCursor(x-6, y-r+6); 
    34. 
  
  
  
  
  34.  
    35. 
  
  
  
  
  35. ssd1306_DrawString("15", Font_6x8, White); 
    36. 
  
  
  
  
  36.  
    37. 
  
  
  
  
  37. ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r, 0, 180, White); 
    38. 
  
  
  
  
  38.  
    39. 
  
  
  
  
  39. //ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r-1, 0, 180, White); 
    40. 
  
  
  
  
  40.  
    41. 
  
  
  
  
  41. ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,45,White); 
    42. 
  
  
  
  
  42.  
    43. 
  
  
  
  
  43. ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,90,White); 
    44. 
  
  
  
  
  44.  
    45. 
  
  
  
  
  45. ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,135,White); 
    46. 
  
  
  
  
  46.  
    47. 
  
  
  
  
  47. angle = (int)((temp + 15 )*180/60); 
    48. 
  
  
  
  
  48.  
    49. 
  
  
  
  
  49. ssd1306_draw_line_of_arc(x, y, r-2,angle, White); 
    50. 
  
  
  
  
  50.  
    51. 
  
  
  
  
  51. ssd1306_SetCursor(x+r+6, y-r/2); 
    52. 
  
  
  
  
  52.  
    53. 
  
  
  
  
  53. sprintf(buf, "%.1fC", temp); 
    54. 
  
  
  
  
  54.  
    55. 
  
  
  
  
  55. ssd1306_DrawString(buf, Font_7x10, White); 
    56. 
  
  
  
  
  56.  
    57. 
  
  
  
  
  57. //湿度表盘，半圆形 
    58. 
  
  
  
  
  58.  
    59. 
  
  
  
  
  59. x=30; 
    60. 
  
  
  
  
  60.  
    61. 
  
  
  
  
  61. y=55; 
    62. 
  
  
  
  
  62.  
    63. 
  
  
  
  
  63. r=22; 
    64. 
  
  
  
  
  64.  
    65. 
  
  
  
  
  65. ssd1306_DrawCircle(x,y,2,White); 
    66. 
  
  
  
  
  66.  
    67. 
  
  
  
  
  67. ssd1306_SetCursor(x-r-4, y); 
    68. 
  
  
  
  
  68.  
    69. 
  
  
  
  
  69. ssd1306_DrawString("20", Font_6x8, White); 
    70. 
  
  
  
  
  70.  
    71. 
  
  
  
  
  71. ssd1306_SetCursor(x+r-6, y); 
    72. 
  
  
  
  
  72.  
    73. 
  
  
  
  
  73. ssd1306_DrawString("100", Font_6x8, White); 
    74. 
  
  
  
  
  74.  
    75. 
  
  
  
  
  75. ssd1306_SetCursor(x-6, y-r+6); 
    76. 
  
  
  
  
  76.  
    77. 
  
  
  
  
  77. ssd1306_DrawString("60", Font_6x8, White); 
    78. 
  
  
  
  
  78.  
    79. 
  
  
  
  
  79. ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r, 0, 180, White); 
    80. 
  
  
  
  
  80.  
    81. 
  
  
  
  
  81. //ssd1306_DrawArc_from9(x, y, r-1, 0, 180, White); 
    82. 
  
  
  
  
  82.  
    83. 
  
  
  
  
  83. ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,45,White); 
    84. 
  
  
  
  
  84.  
    85. 
  
  
  
  
  85. ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,90,White); 
    86. 
  
  
  
  
  86.  
    87. 
  
  
  
  
  87. ssd1306_draw_line_of_kedu(x,y,r,135,White); 
    88. 
  
  
  
  
  88.  
    89. 
  
  
  
  
  89. angle = (int)((humi - 20 )*180/80); 
    90. 
  
  
  
  
  90.  
    91. 
  
  
  
  
  91. ssd1306_draw_line_of_arc(x, y, r-2,angle, White); 
    92. 
  
  
  
  
  92.  
    93. 
  
  
  
  
  93. ssd1306_SetCursor(x+r+6, y-r/2); 
    94. 
  
  
  
  
  94.  
    95. 
  
  
  
  
  95. sprintf(buf, "%%%.1f", humi); 
    96. 
  
  
  
  
  96.  
    97. 
  
  
  
  
  97. ssd1306_DrawString(buf, Font_7x10, White); 
    98. 
  
  
  
  
  98.  
    99. 
  
  
  
  
  99. //ssd1306_TestArc(); 
    100. 
  
  
  
  
  100.  
    101. 
  
  
  
  
  101. ssd1306_UpdateScreen(); 
    102. 
  
  
  
  
  102.  
    103. 
  
  
  
  
  103. } 
    104.

 7. I2C管脚的初始化和任务初始化

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. void Ssd1306TestTask(void* arg) 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. { 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. (void) arg; 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7. uint32_t retval = 0; 
    8. 
  
  
  
  
  8.  
    9. 
  
  
  
  
  9. GpioInit(); 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11. IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_13, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_13_I2C0_SDA); 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13. IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_14, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_14_I2C0_SCL); 
    14. 
  
  
  
  
  14.  
    15. 
  
  
  
  
  15. I2cInit(WIFI_IOT_I2C_IDX_0, OLED_I2C_BAUDRATE); 
    16. 
  
  
  
  
  16.  
    17. 
  
  
  
  
  17. WatchDogDisable(); 
    18. 
  
  
  
  
  18.  
    19. 
  
  
  
  
  19. usleep(20*1000); 
    20. 
  
  
  
  
  20.  
    21. 
  
  
  
  
  21. ssd1306_Init(); 
    22. 
  
  
  
  
  22.  
    23. 
  
  
  
  
  23. ssd1306_Fill(Black); 
    24. 
  
  
  
  
  24.  
    25. 
  
  
  
  
  25. ssd1306_SetCursor(0, 0); 
    26. 
  
  
  
  
  26.  
    27. 
  
  
  
  
  27. ssd1306_DrawString("Hello HarmonyOS!", Font_7x10, White); 
    28. 
  
  
  
  
  28.  
    29. 
  
  
  
  
  29. uint32_t start = HAL_GetTick(); 
    30. 
  
  
  
  
  30.  
    31. 
  
  
  
  
  31. ssd1306_UpdateScreen(); 
    32. 
  
  
  
  
  32.  
    33. 
  
  
  
  
  33. uint32_t end = HAL_GetTick(); 
    34. 
  
  
  
  
  34.  
    35. 
  
  
  
  
  35. printf("ssd1306_UpdateScreen time cost: %d ms.\r\n", end - start); 
    36. 
  
  
  
  
  36.  
    37. 
  
  
  
  
  37. // 
    38. 
  
  
  
  
  38.  
    39. 
  
  
  
  
  39. retval = AHT20_Calibrate(); 
    40. 
  
  
  
  
  40.  
    41. 
  
  
  
  
  41. printf("AHT20_Calibrate: %d\r\n", retval); 
    42. 
  
  
  
  
  42.  
    43. 
  
  
  
  
  43. TestGetTick(); 
    44. 
  
  
  
  
  44.  
    45. 
  
  
  
  
  45. while (1) { 
    46. 
  
  
  
  
  46.  
    47. 
  
  
  
  
  47. float temp = 0.0, humi = 0.0; 
    48. 
  
  
  
  
  48.  
    49. 
  
  
  
  
  49. //retval = AHT20_StartMeasure(); 
    50. 
  
  
  
  
  50.  
    51. 
  
  
  
  
  51. //printf("AHT20_StartMeasure: %d\r\n", retval); 
    52. 
  
  
  
  
  52.  
    53. 
  
  
  
  
  53. retval = AHT20_GetTemperHumi(&temp, &humi); 
    54. 
  
  
  
  
  54.  
    55. 
  
  
  
  
  55. printf("AHT20_GetMeasureResult: %d, temp = %.2f, humi = %.2f\r\n", retval, temp, humi); 
    56. 
  
  
  
  
  56.  
    57. 
  
  
  
  
  57. ssd1306_update_temper(temp, humi); 
    58. 
  
  
  
  
  58.  
    59. 
  
  
  
  
  59. sleep(1); 
    60. 
  
  
  
  
  60.  
    61. 
  
  
  
  
  61. //ssd1306_TestAll(); 
    62. 
  
  
  
  
  62.  
    63. 
  
  
  
  
  63. } 
    64. 
  
  
  
  
  64.  
    65. 
  
  
  
  
  65. } 
    66.

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