【花雕学编程】Arduino动手做（249）--GC9A01旋转缩放彩虹球

  【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
  项目之七十二：GC9A01园屏之围绕中心旋转的动态缩放彩虹球

实验开源代码

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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
  项目之七十二：GC9A01园屏之围绕中心旋转的动态缩放彩虹球
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//       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"                      // **包含 SPI 库，用于 TFT 屏幕通信**
// SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速的、全双工、同步的通信总线，
// 这里包含该库是为了实现与 TFT 屏幕进行数据传输等通信操作。
#include "Adafruit_GFX.h"             // **包含 Adafruit GFX 图形库，用于绘制图形**
// Adafruit_GFX 库提供了一系列基础的图形绘制函数，如绘制点、线、圆、三角形等，
// 方便在屏幕上进行图形显示的操作。
#include "Adafruit_GC9A01A.h"         // **包含 GC9A01A 屏幕驱动库**
// 该库是专门针对 GC9A01A 型号的 TFT 屏幕的驱动库，
// 包含了初始化屏幕、设置屏幕参数以及控制屏幕显示等相关函数。

#define TFT_CS 4                      // **定义 TFT 屏幕片选引脚**
// 片选引脚（Chip Select，CS）用于在多个设备连接到同一总线上时，
// 选择要进行通信的特定设备，这里设置为引脚 4。
#define TFT_DC 2                      // **定义 TFT 屏幕数据/命令选择引脚**
// 数据/命令选择引脚（Data/Command，DC）用于区分传输的数据是命令还是实际显示的数据，
// 这里设置为引脚 2。
#define TFT_RST -1                    // **屏幕复位引脚（-1 表示未使用）**
// 复位引脚（Reset，RST）用于对屏幕进行复位操作，使其恢复到初始状态，
// 这里设置为 -1 表示不使用该引脚进行复位。

Adafruit_GC9A01A tft = Adafruit_GC9A01A(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST); // **创建 TFT 屏幕对象**
// 使用前面定义的引脚参数创建一个 Adafruit_GC9A01A 类型的对象 tft，
// 通过这个对象可以调用相关函数来操作 GC9A01A 屏幕。

#define SCREEN_WIDTH 240
// 定义屏幕的宽度为 240 像素。
#define SCREEN_HEIGHT 240
// 定义屏幕的高度为 240 像素。
#define CENTER_X SCREEN_WIDTH / 2
// 计算屏幕的水平中心位置，即宽度的一半。
#define CENTER_Y SCREEN_HEIGHT / 2
// 计算屏幕的垂直中心位置，即高度的一半。
#define BASE_RADIUS 40   // **基础半径**
// 定义图形绘制中使用的基础半径值，后续会根据缩放因子进行调整。
#define ROTATION_SPEED 10.05  // **旋转速度**
// 定义图形旋转的速度，每次循环中旋转角度的增加量。
#define SCALE_SPEED 10.02  // **缩放速度**
// 定义图形缩放的速度，每次循环中缩放因子的变化量。

float rotationAngle = 0;
// 初始化旋转角度为 0，用于控制图形的旋转。
float scaleFactor = 1.0;
// 初始化缩放因子为 1.0，表示图形初始大小为原始大小。
bool growing = true;  // **控制放大或缩小状态**
// 定义一个布尔变量 growing，用于控制图形是处于放大还是缩小的状态，
// 初始状态为 true，表示处于放大状态。

uint16_t rainbowColors[] = {
    tft.color565(255, 0, 0),   // 红色
    tft.color565(255, 165, 0), // 橙色
    tft.color565(255, 255, 0), // 黄色
    tft.color565(0, 255, 0),   // 绿色
    tft.color565(0, 0, 255),   // 蓝色
    tft.color565(75, 0, 130),  // 靛蓝
    tft.color565(148, 0, 211)  // 紫色
};
// 定义一个数组 rainbowColors，存储了彩虹颜色的 16 位 RGB 格式值，
// 使用 tft.color565 函数将 24 位 RGB 颜色值转换为 16 位 RGB 格式，用于图形填充颜色。

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    // 初始化串口通信，波特率设置为 115200，用于调试时输出信息。
    tft.begin();
    // 初始化 GC9A01A 屏幕，设置屏幕的基本参数和状态。
    tft.setRotation(1);
    // 设置屏幕的旋转角度，这里设置为 1，表示顺时针旋转 90 度。
}

void loop() {
    tft.fillScreen(tft.color565(0, 0, 0));
    // 用黑色（RGB 值为 0, 0, 0）填充整个屏幕，清除之前的显示内容。

    float currentRadius = BASE_RADIUS * scaleFactor;  // **根据缩放系数调整半径**
    // 根据当前的缩放因子计算出当前图形绘制的半径。

    for (int i = 0; i < 7; i++) {
        // 循环 7 次，用于绘制 7 个不同颜色的三角形，形成类似彩虹的效果。
        float angleStart = (i * 51.43 + rotationAngle) * M_PI / 180;
        // 计算每个三角形起始边的角度，通过当前循环索引 i、旋转角度 rotationAngle 以及弧度转换公式计算得到。
        float angleEnd = ((i + 1) * 51.43 + rotationAngle) * M_PI / 180;
        // 计算每个三角形结束边的角度。

        tft.fillTriangle(CENTER_X, CENTER_Y,
                         CENTER_X + currentRadius * cos(angleStart), CENTER_Y + currentRadius * sin(angleStart),
                         CENTER_X + currentRadius * cos(angleEnd), CENTER_Y + currentRadius * sin(angleEnd),
                         rainbowColors[i]);
        // 在屏幕中心绘制一个填充三角形，根据当前计算的半径、角度以及对应的颜色值，
        // 使用 fillTriangle 函数绘制三角形。
    }

    rotationAngle += ROTATION_SPEED;  // **旋转更新**
    // 增加旋转角度，使下一次绘制的三角形位置发生旋转变化。

    if (growing) {  // **动态缩放**
        scaleFactor += SCALE_SPEED;
        // 如果处于放大状态，增加缩放因子，使图形变大。
        if (scaleFactor >= 1.3) growing = false;  // **达到最大值后开始缩小**
        // 当缩放因子达到或超过 1.3 时，将 growing 设置为 false，进入缩小状态。
    } else {
        scaleFactor -= SCALE_SPEED;
        // 如果处于缩小状态，减小缩放因子，使图形变小。
        if (scaleFactor <= 0.7) growing = true;  // **达到最小值后开始放大**
        // 当缩放因子达到或低于 0.7 时，将 growing 设置为 true，进入放大状态。
    }

    delay(500);
    // 延迟 500 毫秒，控制图形变化的速度，使效果更明显。
}
复制代码

这段代码是用于驱动 GC9A01A TFT 屏幕，呈现动态的彩色图形效果，下面是简要解读：
1、库与引脚定义
• 引入SPI、Adafruit_GFX和Adafruit_GC9A01A库，为屏幕通信和图形绘制提供支持。
• 定义了 TFT 屏幕的片选、数据 / 命令选择和复位引脚，创建了屏幕对象。
2、常量与变量设置
• 设定屏幕的宽高、中心位置、基础半径、旋转和缩放速度等常量。
• 定义旋转角度、缩放因子和控制缩放状态的布尔变量。
• 存储了彩虹的 7 种颜色值。
3、初始化部分（setup函数）
• 初始化串口通信，用于调试信息输出。
• 初始化屏幕并设置旋转角度。
4、循环部分（loop函数）
• 每次循环先将屏幕填充为黑色，清除之前的显示。
• 依据缩放因子调整图形半径。
• 循环绘制 7 个彩色三角形，形成类似彩虹的图案。
• 不断更新旋转角度，实现图形旋转。
• 动态调整缩放因子，使图形在放大和缩小状态间切换。
• 每次循环结束后延迟 500 毫秒，控制图形变化的速度。

实验场景图  动态图

实验场景图  动态图