【花雕学编程】Arduino动手做（249）--GC9A01位置随机的字母

  【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
  项目之一百二十七：ESP32+GC9A01之位置随机的红蓝绿颜色十个字母

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
  项目之一百二十七：ESP32+GC9A01之位置随机的红蓝绿颜色十个字母
*/

//       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 <TFT_eSPI.h>

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();
TFT_eSprite spr = TFT_eSprite(&tft);  // 创建精灵

#define SCREEN_WIDTH 240
#define SCREEN_HEIGHT 240
#define REFRESH_INTERVAL 600 // 每 0.6 秒刷新一次

const char* texts[] = {"A", "B", "C", "D", "E", "F", "G"}; // 显示的字符
unsigned long lastUpdate = 0;

void setup() {
    tft.init();
    tft.setRotation(2); // 设定屏幕方向
    tft.fillScreen(TFT_BLACK); // 清空屏幕
    randomSeed(analogRead(0)); // 初始化随机数种子

    spr.createSprite(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT); // 创建精灵
    spr.setTextDatum(MC_DATUM);  // 设置文本居中对齐
}

void loop() {
    if (millis() - lastUpdate > REFRESH_INTERVAL) {
        lastUpdate = millis();
        showRandomTexts();
    }
}

/**
 * 随机显示 10 个字符，颜色随机，位置随机
 */
void showRandomTexts() {
    spr.fillSprite(TFT_BLACK); // 清空精灵背景

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        int x = random(0, SCREEN_WIDTH - 20); // 随机 X 坐标
        int y = random(0, SCREEN_HEIGHT - 20); // 随机 Y 坐标
        spr.setTextColor(getRandomColor(), TFT_BLACK); // 设定随机颜色
        spr.setTextSize(10); // 设置超大字体

        spr.drawString(texts[random(0, 7)], x, y); // 随机位置绘制字符
    }

    spr.pushSprite(0, 0); // 将精灵绘制到屏幕
}

/**
 * 生成随机颜色（红、绿、蓝）
 */
uint16_t getRandomColor() {
    switch (random(0, 3)) {
        case 0: return TFT_RED;
        case 1: return TFT_GREEN;
        case 2: return TFT_BLUE;
    }
    return TFT_WHITE;
}
复制代码

这段 Arduino 代码的主要功能是在 1.28 英寸圆形彩色 TFT 显示屏（GC9A01 驱动）上随机显示 10 个红、绿或蓝色的字母，并且这些字母的位置也是随机的。屏幕会大约每 0.6 秒刷新一次，显示新的随机字母和位置。

更详细地解读：

1、注释说明:
代码开头注释了这是一个基于 "189种传感器模块系列实验" 的项目，具体是针对 1.28 寸圆形 TFT 屏幕 (GC9A01 驱动)。
还给出了 GC9A01 模块与 ESP32 开发板的引脚连接说明，例如 RST 未连接，CS 接 D4，DC 接 D2，SDA 接 D23 (绿色线)，SCL 接 D18 (黄色线)，GND 接 GND，VCC 接 3.3V。

2、库包含:
#include <TFT_eSPI.h>: 包含了用于控制 ESP32 TFT 屏幕的强大库。

3、对象创建:
TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();: 创建了一个 TFT_eSPI 类的对象 tft，用于直接操作屏幕。
TFT_eSprite spr = TFT_eSprite(&tft);: 创建了一个 TFT_eSprite 类的对象 spr，这是一个“精灵”，可以先在内存中绘制图像，然后一次性推送到屏幕上，通常用于提高动画性能，尤其是在频繁更新屏幕内容时。

4、宏定义:
#define SCREEN_WIDTH 240: 定义屏幕宽度为 240 像素。
#define SCREEN_HEIGHT 240: 定义屏幕高度为 240 像素。
#define REFRESH_INTERVAL 600: 定义屏幕刷新的时间间隔为 600 毫秒 (0.6 秒)。

5、显示文本数组:
const char* texts[] = {"A", "B", "C", "D", "E", "F", "G"};: 创建一个包含 7 个大写字母的字符串数组，用于随机选择显示。

6、刷新时间记录:
unsigned long lastUpdate = 0;: 用于记录上次屏幕更新的时间，以便控制刷新频率。

7、setup() 函数 (初始化):
tft.init();: 初始化 TFT 屏幕。
tft.setRotation(2);: 设置屏幕的显示方向（可能是横向显示，具体取决于硬件连接和屏幕方向）。
tft.fillScreen(TFT_BLACK);: 将屏幕填充为黑色，作为初始背景。
randomSeed(analogRead(0));: 使用连接到模拟引脚 A0 的随机噪声来初始化随机数生成器，确保每次启动后随机数序列不同。
spr.createSprite(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT);: 在内存中创建一个与屏幕尺寸相同的精灵缓冲区。
spr.setTextDatum(MC_DATUM);: 设置文本的对齐方式为中间居中 (Middle Center Datum)，这样在指定坐标绘制文本时，文本会以该坐标为中心。

8、loop() 函数 (主循环):
if (millis() - lastUpdate > REFRESH_INTERVAL): 检查自上次屏幕更新以来是否已经过了 REFRESH_INTERVAL 毫秒。
lastUpdate = millis();: 如果时间间隔已到，则更新 lastUpdate 为当前时间。
showRandomTexts();: 调用 showRandomTexts() 函数来生成并显示新的随机字母。

9、showRandomTexts() 函数 (显示随机文本):
spr.fillSprite(TFT_BLACK);: 清空精灵缓冲区，用黑色填充。
for (int i = 0; i < 10; i++): 循环 10 次，绘制 10 个随机字母。
int x = random(0, SCREEN_WIDTH - 20);: 生成一个 0 到屏幕宽度减去 20 的随机 X 坐标，留出一些边距以防止字母超出屏幕。
int y = random(0, SCREEN_HEIGHT - 20);: 生成一个 0 到屏幕高度减去 20 的随机 Y 坐标，同样留出边距。
spr.setTextColor(getRandomColor(), TFT_BLACK);: 设置文本颜色为一个随机的红、绿或蓝色，背景色为黑色（虽然背景已经填充为黑色，但这是 drawString() 函数的参数要求）。
spr.setTextSize(10);: 设置文本的字体大小为 10（这是一个相对较大的字体）。
spr.drawString(texts[random(0, 7)], x, y);: 从 texts 数组中随机选择一个字母，并在随机生成的 (x, y) 坐标处绘制到精灵缓冲区上。
spr.pushSprite(0, 0);: 将精灵缓冲区的内容一次性推送到屏幕的 (0, 0) 坐标处，完成屏幕的更新。

10、getRandomColor() 函数 (生成随机颜色):
switch (random(0, 3)): 生成一个 0 到 2 的随机整数。
根据随机数的值，返回 TFT_RED、TFT_GREEN 或 TFT_BLUE 中的一个颜色常量。
如果随机数不在 0-2 范围内（理论上不会发生，但作为保险），则返回 TFT_WHITE。

总而言之，这段代码演示了如何使用 ESP32 和 TFT_eSPI 库来控制一个圆形彩色 TFT 屏幕，使其能够周期性地显示 10 个随机颜色和随机位置的大写字母。使用了精灵 (Sprite) 技术来提高可能的刷新性能。

实验场景图  动态图