ESP8266制作的1.44寸TFT显示屏太空人天气时钟（st7735）（增加农历显示）（抄作业）

前言

之前学习律动灯条的时候买了一块esp8266开发板以及1.44寸的tft屏幕，一直闲置，所以学习制作网上爆火的天气时钟。同时为了便携，制作成可充电版本（typec充电）

软件和硬件都在：！！！！！点击这里！！！！！！

硬件制作

因为有现成的esp8266开发板，所以就在画pcb的时候就没有自己做esp8266的外围电路。

TFT的接线为：
这对应的esp8266开发板的D0那一列。

对应TFT引脚：

这里的按键检测电路有问题，原来我以为可以程序设计该引脚为上拉状态，但是参考资料少，所以没找到。

最好设计为下图


这里的原理图和pcb都是修改后的，我自己做的板子有点问题，只好飞线处理了。


洗板水在学校，所以板子看上去黄黄的，松香没洗。

电源管理

这里尝试一节锂电池降压到3.3v后给板子供电，可能因为显示屏缘故，电压不够，所以用两节锂电池串联降压到5v后，从板子的VIN供电。

充电电路参考： 基于CS5090E的5V升压给两节锂电池8.4v充电电路

这里注意1117降压芯片降压后不能和充电电路的5v连在一起，这样电池降压后又给电池充电，形成了回路。1117受不了，我的冒烟了。所以后面用剪刀把板子的线路划断了，然后飞线走的。上面的原理图和pcb是修改后的。

软件抄作业

软件抄作业自这个大佬的：使用esp8266点亮福利屏型号st7735的1.44的TFT屏

软件比较复杂，涉及到物联网的知识，而且arduino编程序都是用的封装好的库，所以不容易理解。包括但不限与json解析，TFT显示，NTP服务器、网络配置等等，比较复杂，我也是抄的作业然后自己修改了一下。软件也放在上面的开源资料里了。

增加了按键控制亮度的问题，实际中发现这个东西是电老虎

  if(digitalRead(D0)==LOW&&key_press==0)
      {    
              lcd_light=lcd_light+20;
              analogWrite(LCD_BL_PIN,50);
      }
1
2
3
4
5

可以控制TFT的LED引脚（背光控制引脚）节省电。

API解析

因为农历生日常常记不住，所以我加了一个农历日期显示，这里就需要自己找API接口，来解析。

char n_nongli[30]   ="";
char n_shengxiao[1]   ="";
String nongli_show;
void nongli_get()
{
     const char* hosts = "lunarapi.top"; 
   // http://lunarapi.top/lunar/getbydate?date=2022-08-02
    // Connect to API
      Serial.print("连接nongli服务器::::");
      Serial.println(hosts);
      // Use WiFiClient class to create TCP connections
      WiFiClient nongclient;
      const int httpPort = 80;
      if (!nongclient.connect(hosts, httpPort)) {
        Serial.println("连接失败");
        return;
      }
      // We now create a URI for the request
   //增加公历日期到url中
     String date;
     date=String(year())+"-";
     if(month()<10)
     {
      date+="0"+String(month())+"-";
     }
     else
     {
      date+=String(month())+"-";
     }
     if(day()<10)
     {
      date+="0"+String(day());
     }
      else
     {
      date+=String(day());
     }
     //
      Serial.println(date);
      String url = "/lunar/getbydate?date="+date;
     
      Serial.print("Requesting URL: ");
      Serial.println(url);
      // This will send the request to the server
      nongclient.print(String("GET ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
                   "Host: " + hosts + "\r\n" +
                   "Connection: close\r\n\r\n");
      delay(1000);
     
      // Read all the lines of the reply from server and print them to Serial
      String nong_data;
      while (nongclient.available()) 
      {
        String line = nongclient.readStringUntil('\r');
        nong_data += line;
      }
      
      nongclient.stop();
      Serial.println();
      Serial.println("关闭连接");
      // Convert to JSON
      String json_nong_data;
      int jsonIndex;

      for (int i = 0; i < nong_data.length(); i++) 
      {
        if (nong_data[i] == '{') {
          jsonIndex = i;
          break;
        }
      }
      // Get JSON data
      json_nong_data = nong_data.substring(jsonIndex);
      Serial.println();

      Serial.println(json_nong_data);
    // String input;

    StaticJsonDocument<512> doc;
    //char state = 0;
    deserializeJson(doc, json_nong_data);
    JsonObject data = doc["data"];
    strcpy(n_nongli, data["lunarDateTime"]); //农历2021年3月2日
    nongli_show=n_nongli;
    Serial.println("nongli: ");
    Serial.println(nongli_show); 
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87

网上都是利用的心知天气的API，但是访问几次就被限制了，或者还要花钱买，我找到另外一个不要钱的，但是访问时需要在url上加上公历的日期。例子如下
http://lunarapi.top/lunar/getbydate?date=2022-08-02

TFT农历显示：

    nongli_get();
    clk.createSprite(120, 18);
    clk.fillSprite(0x0000);
    clk.loadFont(nonglifont_15); 
    clk.setTextDatum(ML_DATUM);
    clk.setTextColor(0xFFFF, 0x0000);
    clk.drawString("农历:"+nongli_show,1,9);
    clk.pushSprite(5,108);
    clk.deleteSprite();
    clk.unloadFont(); //释放加载字体资源
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

这里又涉及到字库的问题了，需要下载一个软件，同时还要转码。

具体操作在：TFT_eSPI添加各种字库

ESP8266之TFT_eSPI库的自定义字体

上图软件在放在开头的资源包里面了。

结尾

时间不够，没有时间去画一个3D的外壳了。

通过做这个，对与网络API接口应用有了一个新的理解，同时因为不学网页开发，所以对json解析也不是很清楚，模仿别人代码试着解析理解了一下。

有兴趣可以把esp8266开发板和TFT集合在一块PCB板子上，就会更加小巧了。

arduino还是比较强大的，有各种库，但是不是专攻的话，不容易理解，因为封装的太好了，而且查找源文件还要到本地的库里面找。

最重要的是，编程不通过，可能是库的版本不对，我把所有库（比较大100多M）也一起发到资源包里面。还是编程不方便。

纠正一下，可能软件上传错了版本：背光引脚程序中要改成D2

下面是软件：
主要的NTP时间获取：

oid digitalClockDisplay()
{
  
  clk.setColorDepth(8);

  /***中间时间区***/
  //时分
  clk.createSprite(75, 28);
  clk.fillSprite(bgColor);
  clk.loadFont(FxLED_32);
  clk.setTextDatum(ML_DATUM);
  clk.setTextColor(timehmfontColor, bgColor);
  clk.drawString(hourMinute(),1,14,7); //绘制时和分
  clk.unloadFont();
  clk.pushSprite(10,19);
  clk.deleteSprite();
  
  //秒
  clk.createSprite(40, 28);
  clk.fillSprite(bgColor);
  
  clk.loadFont(FxLED_32);
  clk.setTextDatum(ML_DATUM);
  clk.setTextColor(timesfontColor, bgColor); 
  clk.drawString(":"+num2str(second()),1,14);
  
  clk.unloadFont();
  clk.pushSprite(83,19);
  clk.deleteSprite();
  /***中间时间区***/

  /***底部***/
  clk.loadFont(zkyyt12);
  clk.createSprite(30, 16);
  clk.fillSprite(bgColor);

  //星期
  clk.setTextDatum(ML_DATUM);
  clk.setTextColor(weekfontColor, bgColor);
  clk.drawString(week(),1,8);
  clk.pushSprite(2,89);
  clk.deleteSprite();
  
  //月日
  clk.createSprite(49,16);
  clk.fillSprite(bgColor);
  clk.setTextDatum(ML_DATUM);
  clk.setTextColor(monthfontColor, bgColor);  
  clk.drawString(monthDay(),1,8);
  clk.pushSprite(36,89);
  clk.deleteSprite();
  
  clk.unloadFont();
  /***底部***/

  
}

//星期
String week(){
  String wk[7] = {"日","一","二","三","四","五","六"};
  String s = "周" + wk[weekday()-1];
  return s;
}

//月日
String monthDay(){
  String s = String(month());
  s = s + "月" + day() + "日";
  return s;
}
//时分
String hourMinute(){
  String s = num2str(hour());
  backLight_hour = s.toInt();
  s = s + ":" + num2str(minute());
  return s;
}

String num2str(int digits)
{
  String s = "";
  if (digits < 10)
    s = s + "0";
  s = s + digits;
  return s;
}

void printDigits(int digits)
{
  Serial.print(":");
  if (digits < 10)
    Serial.print('0');
  Serial.print(digits);
}
//------------------------------------------------------------------------------------


//NTP部分的代码,包含2个函数------------------------------------------------------------

/*-------- NTP code ----------*/

const int NTP_PACKET_SIZE = 48; // NTP时间在消息的前48字节中
byte packetBuffer[NTP_PACKET_SIZE]; //buffer to hold incoming & outgoing packets

time_t getNtpTime()
{
  IPAddress ntpServerIP; // NTP server's ip address

  while (Udp.parsePacket() > 0) ; // discard any previously received packets
  //Serial.println("Transmit NTP Request");
  // get a random server from the pool
  WiFi.hostByName(ntpServerName, ntpServerIP);
  //Serial.print(ntpServerName);
  //Serial.print(": ");
  //Serial.println(ntpServerIP);
  sendNTPpacket(ntpServerIP);
  uint32_t beginWait = millis();
  while (millis() - beginWait < 1500) {
    int size = Udp.parsePacket();
    if (size >= NTP_PACKET_SIZE) {
      Serial.println("可以呀，小伙子，NTP同步成功啦！！！");
      Udp.read(packetBuffer, NTP_PACKET_SIZE);  // read packet into the buffer
      unsigned long secsSince1900;
      // convert four bytes starting at location 40 to a long integer
      secsSince1900 =  (unsigned long)packetBuffer[40] << 24;
      secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[41] << 16;
      secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[42] << 8;
      secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[43];
      //Serial.println(secsSince1900 - 2208988800UL + timeZone * SECS_PER_HOUR);
      return secsSince1900 - 2208988800UL + timeZone * SECS_PER_HOUR;
    }
  }
  //ESP.restart(); //时间获取失败直接重启
  Serial.println("NTP同步失败，别气馁，下次会成功的...");
  return 0; // 无法获取时间时返回0
}

// 向NTP服务器发送请求
void sendNTPpacket(IPAddress &address)
{
  // set all bytes in the buffer to 0
  memset(packetBuffer, 0, NTP_PACKET_SIZE);
  // Initialize values needed to form NTP request
  // (see URL above for details on the packets)
  packetBuffer[0] = 0b11100011;   // LI, Version, Mode
  packetBuffer[1] = 0;     // Stratum, or type of clock
  packetBuffer[2] = 6;     // Polling Interval
  packetBuffer[3] = 0xEC;  // Peer Clock Precision
  // 8 bytes of zero for Root Delay & Root Dispersion
  packetBuffer[12] = 49;
  packetBuffer[13] = 0x4E;
  packetBuffer[14] = 49;
  packetBuffer[15] = 52;
  // all NTP fields have been given values, now
  // you can send a packet requesting a timestamp:
  Udp.beginPacket(address, 123); //NTP requests are to port 123
  Udp.write(packetBuffer, NTP_PACKET_SIZE);
  Udp.endPacket();
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160

初始化和主循环：

void setup() {
 
         Serial.begin(115200);
  
         EEPROM.begin(1024);
        
          if(EEPROM.read(BL_addr)>0&&EEPROM.read(BL_addr)<100)
          LCD_BL_PWM = EEPROM.read(BL_addr); 
  
  
         pinMode(LCD_BL_PIN, OUTPUT);
          analogWrite(LCD_BL_PIN, 150);
    
         pinMode(Button, INPUT);
        
         tft.begin(); /* TFT init */
         tft.invertDisplay(1);//反转所有显示颜色：1反转，0正常
         tft.fillScreen(0x0000);
         tft.setTextColor(TFT_WHITE, 0x0000);
         // 设置屏幕显示的旋转角度，参数为：0, 1, 2, 3
        // 分别代表 0°、90°、180°、270°
        //根据实际需要旋转
          tft.setRotation(4); 
          
          TJpgDec.setJpgScale(1);
          TJpgDec.setSwapBytes(true);
          TJpgDec.setCallback(tft_output);

          targetTime = millis() + 1000; 
        
          Serial.print("正在连接WIFI ");
          Serial.println(ssid);
          WiFi.begin(WiFi.SSID().c_str(),WiFi.psk().c_str());
          
          TJpgDec.setJpgScale(1);
          TJpgDec.setSwapBytes(true);
          TJpgDec.setCallback(tft_output);
          tft.fillScreen(0x0000);
          while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
          {
            loading(70);  
              
            if(loadNum>=94)
            {
              SmartConfig();   
              break;
            }
          }
          delay(10); 
          while(loadNum < 94) //让动画走完
          { 
            loading(1);
          }
        
          Serial.print("本地IP： ");
          Serial.println(WiFi.localIP());
          //Serial.println("启动UDP");
          Udp.begin(localPort);
          //Serial.print("端口号: ");
          //Serial.println(Udp.localPort());
          //Serial.println("等待同步...");
          setSyncProvider(getNtpTime);
          setSyncInterval(setNTPSyncTime*60); //NTP网络同步频率，单位秒。
         
 

          //绘制一个视口

          tft.fillScreen(0x0000);
          tft.fillRoundRect(0,0,128,128,0,bgColor);//实心矩形

        
          //绘制线框
          tft.drawFastHLine(0,0,128,xkColor);

        
          tft.drawFastHLine(0,18,128,xkColor);
          tft.drawFastHLine(0,106,128,xkColor);
          
          tft.drawFastVLine(80,0,18,xkColor);
          
          tft.drawFastHLine(0,88,128,xkColor);
          
          tft.drawFastVLine(32,88,18,xkColor);
          tft.drawFastVLine(85,88,18,xkColor);
          int TCityCODE = 0;
          for(int cnum=5;cnum>0;cnum--)
          {          
            TCityCODE = TCityCODE*100;
            TCityCODE += EEPROM.read(CC_addr+cnum-1); 
            delay(5);
          }
          if(TCityCODE>=101000000 && TCityCODE<=102000000) 
            cityCode = String(TCityCODE);  
          else
           getCityCode();  //获取城市代码                  
          getCityWeater();    
         // get_Bstation_follow();
         // fanspush();  
          nonli_show();       
        
           pinMode(D0,INPUT);
           
}
unsigned long nongliTime = 0;
unsigned long weaterTime = 0;
void loop() {
              key_state();
              
                if (now() != prevDisplay) 
              {
                prevDisplay = now();
                digitalClockDisplay();
              }
 
             if(millis() - weaterTime > 300000){ //5分钟更新一次天气 millis（）五十天后溢出
                weaterTime = millis();
                getCityWeater();   
               // nonli_show();     
              }
               if(millis() - nongliTime > 21600000){ //5分钟更新一次天气
                nongliTime = millis();  
                nonli_show();     
              }

     scrollBanner();
     weatherWarning();
     imgAnim();
     Serial_set();

  }
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131

城市信息获取：

//CityCode文件夹内的js文件搜索可得

String cityCode = "101250101";


// 发送HTTP请求并且将服务器响应通过串口输出
void getCityCode(){
 String URL = "http://wgeo.weather.com.cn/ip/?_="+String(now());
  //创建 HTTPClient 对象

HTTPClient httpClient;
httpClient.begin(wificlient,URL); 
  
  //设置请求头中的User-Agent
  httpClient.setUserAgent("Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 11_0 like Mac OS X) AppleWebKit/604.1.38 (KHTML, like Gecko) Version/11.0 Mobile/15A372 Safari/604.1");
  httpClient.addHeader("Referer", "http://www.weather.com.cn/");
 
  //启动连接并发送HTTP请求
  int httpCode = httpClient.GET();
  Serial.print("Send GET request to URL: ");
  Serial.println(URL);
  
  //如果服务器响应OK则从服务器获取响应体信息并通过串口输出
  if (httpCode == HTTP_CODE_OK) {
    String str = httpClient.getString();
    
    int aa = str.indexOf("id=");
    if(aa>-1)
    {
       //cityCode = str.substring(aa+4,aa+4+9).toInt();
       cityCode = str.substring(aa+4,aa+4+9);
       Serial.println(cityCode); 
       getCityWeater();
    }
    else
    {
      Serial.println("获取城市代码失败");  
    }
    
    
  } else {
    Serial.println("请求城市代码错误：");
    Serial.println(httpCode);
  }
 
  //关闭ESP8266与服务器连接
  httpClient.end();
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48

其他相关代码在资源包里，整体挺多的，放不下了。