ESP32 1.28寸TFT GC9A01屏 · 动态月相模拟

【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动
项目之五十：GC9A01屏之实现一个动态的全屏月相模拟月盈月亏

实验开源代码

代码

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  【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏 高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动
  项目之五十：GC9A01屏之实现一个动态的全屏月相模拟月盈月亏
*/

//       GC9A01---------- ESP32
//       RST ------------ NC（复位引脚，此处未连接）
//       CS ------------- D4（片选引脚，连接到ESP32的D4引脚）
//       DC ------------- D2（数据/命令选择引脚，连接到ESP32的D2引脚）
//       SDA ------------ D23 (green)（主数据输出引脚，连接到ESP32的D23引脚，绿色线）
//       SCL ------------ D18 (yellow)（时钟信号引脚，连接到ESP32的D18引脚，黄色线）
//       GND ------------ GND（接地引脚，连接到ESP32的接地端）
//       VCC -------------3V3（电源引脚，连接到ESP32的3.3V电源）

#include "SPI.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "Adafruit_GC9A01A.h"

// 定义屏幕引脚
#define TFT_CS 4        // 片选引脚
#define TFT_DC 2        // 数据/命令引脚
#define TFT_RST -1      // 重置引脚（未使用时设置为 -1）

// 初始化屏幕对象
Adafruit_GC9A01A tft = Adafruit_GC9A01A(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

// 屏幕参数
#define SCREEN_WIDTH 240
#define SCREEN_HEIGHT 240
#define MOON_RADIUS 100    // 月亮半径
#define FRAME_DELAY 500    // 帧延迟

// 定义颜色
#define MOON_COLOR tft.color565(255, 223, 0)      // 金黄色月亮
#define BACKGROUND_COLOR tft.color565(10, 10, 50) // 深蓝色背景

// 绘制月相的函数
void drawMoon(float phase) {
    // 清屏，设置深蓝背景
    tft.fillScreen(BACKGROUND_COLOR);

    // 绘制完整金黄色月亮
    tft.fillCircle(SCREEN_WIDTH / 2, SCREEN_HEIGHT / 2, MOON_RADIUS, MOON_COLOR);

    // 动态遮罩实现阴影
    int shadow_x = SCREEN_WIDTH / 2 + (phase - 0.5) * 2 * MOON_RADIUS;

    if (phase < 0.5) {
        // 月亏：右侧被遮盖
        tft.fillCircle(shadow_x, SCREEN_HEIGHT / 2, MOON_RADIUS, BACKGROUND_COLOR);
    } else if (phase < 1.0) {
        // 月盈：左侧被遮盖
        tft.fillCircle(shadow_x, SCREEN_HEIGHT / 2, MOON_RADIUS, BACKGROUND_COLOR);
    }
    // 如果 phase = 0.5 满月，不添加任何遮罩，确保完整显示
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    tft.begin();                   // 初始化屏幕
    tft.setRotation(2);            // 设置屏幕方向
    tft.fillScreen(BACKGROUND_COLOR); // 设置初始背景
}

void loop() {
    static float phase = 0.0;      // 月相值范围 [0.0, 1.0]

    drawMoon(phase);               // 绘制当前月相

    delay(FRAME_DELAY);            // 延长帧间隔，增强动态可见性

    phase += 0.05;                 // 更慢的相位变化
    if (phase > 1.0) {             // 循环回到新月
        phase = 0.0;
    }
}

代码解析

1. 月相阶段控制
使用 phase 参数控制月相循环：

phase 为 0.0 表示“新月”，月亮完全消失。

phase 为 0.5 表示“满月”，整个月亮完全可见。

phase 为 1.0 表示完成一个周期，返回到“新月”。

2. 动态阴影
通过绘制黑色圆形模拟月亮的阴影：

在“新月到满月”阶段（phase >= 0.5），阴影从月亮右侧逐渐消失。

在“满月到新月”阶段（phase < 0.5），阴影从左侧逐渐增大。

3. 动态绘制
每帧重绘月亮和背景，使用颜色对比模拟阴影和月亮的变化。

4. 圆形轨迹控制
使用 fillCircle() 函数绘制月亮和阴影，通过 shadow_x 和 phase 动态调整阴影的中心位置和大小。

5. 效果表现
动态月相：月亮从新月逐渐变为满月，然后再回到新月，完成一次完整循环。

平滑过渡：通过帧速率和阴影圆心位置的渐变，使月相变化自然流畅。