摘要
这片文章主要是记录自己的整活过程，涉及到的技术包括.NET IoT, .NET Web, .NET MAUI,框架采用的也是最新的.NET 7。
本人是用的树莓派Zero 2 W（ubuntu-22.04）进行开发测试，但是.NET IoT库也有社区张高兴提交的香橙派GPIO引脚的映射，香橙派型号对应的驱动。主要预算不够的.NET开发老哥可以尝试用香橙派改改代码跑跑看，回头我再实机测试。
.NET IoT操作SPI编写屏幕驱动
有图有真相
关于什么是SPI大家可以先看完张高兴的一篇文章温习下：
张高兴的 .NET IoT 入门指南：（四）使用 SPI 进行通信
在知道什么是SPI之后，大概应该知道我们要做什么了，我们买的屏幕通讯协议有很多种，我呢恰好选择了这个SPI协议的屏幕，厂家的文档中心，会有详细介绍。
SPI初始化=>传输图片数据=>屏幕正常显示
上图表示我们需要如何传输图片数据，才能正常使用，下面我引用文档的介绍。
本款LCD使用的内置控制器为ST7789V3，是一款240 x RGB x 320像素的LCD控制器,而本LCD本身的像素为172(H)RGB x 320(V),同时由于初始化控制可以初始化为横屏和竖屏两种，因此LCD的内部RAM并未完全使用。
该LCD支持12位，16位以及18位每像素的输入颜色格式，即RGB444，RGB565，RGB666三种颜色格式，本例程使用RGB565的颜色格式，这也是常用的RGB格式
LCD使用四线SPI通信接口，这样可以大大的节省GPIO口，同时通信是速度也会比较快
我买的屏幕分辨率是172 * 320的，支持16位色，一张图片传输的总数据为172 * 320 * 2字节。
大家可以参考文档里的python代码和我的实现进行学习屏幕驱动的简单编写，由于我不是专业的嵌入式我就不展开了。
屏幕芯片驱动程序的构造函数
public ST7789V3(int dataCommandPin,
SpiDevice sensor,
int resetPin = -1,
PwmChannel? pwmBacklight = null,
PinNumberingScheme pinNumberingScheme = PinNumberingScheme.Logical,
GpioController? gpioController = null,
bool shouldDispose = true)
{
if (dataCommandPin < 0)
{
throw new ArgumentOutOfRangeException();
}
_dataCommandPin = dataCommandPin;
_pwmBacklight = pwmBacklight;
_pwmBacklight?.Start();
_sensor = sensor ?? throw new ArgumentNullException(nameof(sensor));
_gpio = gpioController ?? new GpioController(pinNumberingScheme);
_resetPin = resetPin;
_shouldDispose = shouldDispose || gpioController is null;
Initialize();
}
数据传输的代码如下：
public void SpiWrite(bool isData, ReadOnlySpan<byte> writeData)
{
Console.WriteLine($"writeData length:{writeData.Length}");
_gpio.Write(_dataCommandPin, isData ? PinValue.High : PinValue.Low);
if (writeData.Length > 4096)
{
for (int i = 0; i < 26; i++)
{
var query = writeData[(i * 4096)..((i * 4096) + 4096)];
_sensor.Write(query);
}
var dataLcdList1 = writeData[(26 * 4096)..110080];
_sensor.Write(dataLcdList1);
}
else
{
_sensor.Write(writeData);
}
}
SPI对数据一次传输的长度有限制，也就是4096字节，所以大家要注意手动分段传输。
目前驱动部分测试是OK的，但是由于图片数据转换到RGB565的时候会有问题，导致有些彩色不太正常，不过黑白ok，就暂时这样使用了。
.NET IoT操作I2C控制16路舵机驱动器
这个舵机驱动部分，社区已经有贡献了，所以我直接通过.NET IoT进行一次封装就可以控制16路舵机驱动器了，有兴趣的可以看下源码和我COPY官方的测试程序。
服务端搭建
先来张架构图:
树莓派主要是用来跑用.NET编写的web服务，然后调用上面提到的驱动驱动屏幕和舵机驱动板，进行相关硬件的操作。
协议文件主要定义了播放图片到屏幕，播放视频到屏幕，四足机器人的舵机控制。
服务端很简单，只做简单的数据转发，不处理数据，数据处理放在客户端也就是MAUI程序里进行。
客户端搭建
客户端采用MAUI框架，用到了MAUI对应的windows的特有的库，比如opencvsharp，MAUI客户端的功能目前比较单一，还是等我测试完毕，再加新功能吧。
总结
对于使用.NET进行全场景的开发进行了实践，发现其实还是大有可为的，能够很快的实现一些功能，而不用再花很多的时间学习其他的技术栈。但是MAUI由于平台的不同，有些功能还是需要针对特定的平台进行单独处理，这个就增加了开发的复杂性。
来张四足机器人的全图吧，代码是实现完了，可惜因为疫情，有些零件快递收不到，先来张实体图吧，到时候会把屏幕也放上去，有比较感兴趣的话可以关注我B站账号，到时候放视频上去。
