TFT LCD 디스플레이로 그래프 표시 ST7735(0.96 inch, 80*160 pixel TFT color display with ST7735 controller)

이번 목적

그래프 작성 및 표시 (Arduino UNO 버전)

그래프 작성 및 표시 + 가변 저항 (ESP32 버전)

도서관

Adafruit_GFX.h
Adafruit_ST7735.h

필요

TFT LCD 디스플레이에 연결(SPI 정보)

【빈 GPIO 핀에 접속】
RST: reset line
CS :chip select line
DC : data/command line
※빈 GPIO 핀을 설정하면, 어느 핀이라도 OK인 것 같다
↑ 망설인 곳

【마이컴에 의해 고정된 SPI 전용 핀】
SCLK
미소
MOSI
SS
※SPI의 핀은 마이크로 컴퓨터에 의해 지정되고 있다

Arduino UNO SPI 배선

//디스플레이 배선
CS : 6
RST: 5
DC : 7
SCL : 13
SDA : 11
VCC : 5V
GNS: GND

ESP32의 SPI 배선

※GPIO15에 가변 저항을 붙이고 있습니다.

Arduino UNO 그래프 표시 스크립트

st7735_0.96inch_display.ino

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include <SPI.h>

//ディスプレイの配線
#define TFT_CS     6
#define TFT_RST    5
#define TFT_DC     7
#define TFT_SCLK 13
#define TFT_MOSI 11

//Display Size
#define display_width 160
#define display_height 80

//ST7735のクラス定義
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS,  TFT_DC, TFT_RST);

int display_pixel_x,display_pixel_y,Offset_pixel=20;
int16_t max_result;
int16_t result = 100;
float multiplier = 1.0f;

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);

  // Use this initializer (uncomment) 
  //if you're using a 0.96" 180x60 TFT
  tft.initR(INITR_MINI160x80);

  //画面のローテーション
  tft.setRotation(3);

  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  TextWrap("Agricalture Chair System", ST7735_BLUE);
  delay(1000);
}

void loop() {  
  result = result -1;

  if(result < 0) result = 100;

  //Show Word
  TextWrap("ThreshHold", ST7735_RED);

  //Max update
  max_result = MaxUpdate(max_result, result);

  //Draw LineGraph
  DrawLineGraph(result, max_result);

  //Draw Axis
  DrawAxis_x();

  Serial.println(result);
  delay(10);
}

void TextWrap(char *text, uint16_t color) {
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.setTextSize(2);
  tft.setTextColor(color);
  tft.setTextWrap(true);
  tft.print(text);
}

int16_t MaxUpdate(int16_t max_result, int16_t result){
  //Max update
  if(max_result < result){
    max_result = result;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }

  return max_result;
}

void DrawLineGraph(int value ,int max_result){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_result = map(value,0,max_result,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_result, ST7735_WHITE);

  display_pixel_y = graph_result;
  display_pixel_x++;

  //update line display
  if(display_pixel_x + Offset_pixel > display_width){
    display_pixel_x = 0;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }  
}

int16_t map_normalize(int16_t value, int16_t max_result){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_result = map(value,0,max_result,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_result, ST7735_WHITE);
}

void DrawAxis_x(){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  int16_t axis_x = 45;
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, axis_x, display_width, axis_x, ST7735_RED);
  tft.drawLine(20, display_min_height, 20, display_max_height, ST7735_RED);

  tft.setTextSize(1);
  tft.setCursor(0, axis_x);
  tft.print("0");
  tft.setCursor(0, display_min_height);
  tft.print("20");
  tft.setCursor(0, display_max_height);
  tft.print("-20");
}

ESP32 그래프 표시 스크립트

st7735_0.96inch_display.ino

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include <SPI.h>

//ディスプレイの配線
#define TFT_CS   5
#define TFT_RST  4   //空いてるピンでOK⇒16pinも可能
#define TFT_DC   22  //空いてるピンでOK⇒17pinも可能
#define TFT_SCLK 18
#define TFT_MOSI 23

//Display Size
#define display_width 160
#define display_height 80

//ST7735のクラス定義
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST);

int display_pixel_x,display_pixel_y,Offset_pixel=20;
int16_t max_value;
int16_t value = 100;
float multiplier = 1.0f;

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);

  // Use this initializer (uncomment) 
  //if you're using a 0.96" 180x60 TFT
  tft.initR(INITR_MINI160x80);

  //画面のローテーション
  tft.setRotation(3);

  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  TextWrap("Agricalture Chair System", ST7735_BLUE);
  delay(1000);

  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  max_value = 40;
}

void loop() {
  int16_t value = analogRead(15) / 100;

  //Show Word
  TextWrap("VALUE: ", ST7735_BLUE);

  //値の更新表示
  tft.fillRect(80, 0, 160, 20, ST7735_BLACK);
  tft.print(value-20);

  //Max update
  max_value = MaxUpdate(max_value, value);

  //Draw LineGraph
  DrawLineGraph(value, max_value);

  //Draw Axis
  DrawAxis_x();

  Serial.println(value);
  delay(10);
}

void TextWrap(char *text, uint16_t color) {
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.setTextSize(2);
  tft.setTextColor(color);
  tft.setTextWrap(true);
  tft.print(text);
}

int16_t MaxUpdate(int16_t max_value, int16_t value){
  //Max update
  if(max_value < value){
    max_value = value;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }

  return max_value;
}

void DrawLineGraph(int value ,int max_value){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_value = map(value,0,max_value,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_value, ST7735_WHITE);

  display_pixel_y = graph_value;
  display_pixel_x++;

  //update line display
  if(display_pixel_x + Offset_pixel > display_width){
    display_pixel_x = 0;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }  
}

int16_t map_normalize(int16_t value, int16_t max_value){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_value = map(value,0,max_value,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_value, ST7735_WHITE);
}

void DrawAxis_x(){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  int16_t axis_x = 45;
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, axis_x, display_width, axis_x, ST7735_RED);
  tft.drawLine(20, display_min_height, 20, display_max_height, ST7735_RED);

  tft.setTextSize(1);
  tft.setCursor(0, axis_x);
  tft.print("0");
  tft.setCursor(0, display_min_height);
  tft.print("20");
  tft.setCursor(0, display_max_height);
  tft.print("-20");
}

ST7735 DataSheet

참고 사이트

Arduino Mini

ESP32

ESP32 Developer (SwitchScience)

Arduino Uno

ATtiny85