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ESP32 beautiful watch

Primary LanguageCGNU General Public License v3.0GPL-3.0

Aniya Watch💖

此项目是根据Monica改编而来。

硬件开源地址:

制作不易,别忘了点一个star🥰🥰🥰🥰🥰🥰

手表功能

  • 蓝牙HID:及开启后可以将手表识别为键盘,在SD卡里面可以存一些密码或者其他东西,在屏幕上点击一下即可在电脑或者手机端输入文本
  • 计步器:BMI270内部硬件计步
  • 可以调节屏幕亮度
  • 自定义表盘
  • 查看天气信息
  • emoji mood 切换emoji表示此刻的心情
  • 查看时间,日期

屏幕型号

该项目代码适配了两个屏幕,一个是1.78寸AMOLED,另一个是1.69寸 ST7789 LCD屏幕。

AMOLED屏幕显示效果好、分辨率高、低功耗,但是界面会有少许的卡顿,但是还能接受。

LCD屏幕功耗高、分辨率低、但是帧数可以稳定在50 FPS左右,界面会丝滑很多。

代码默认适配了AMOLED,如果选择LCD还需要更改很多内容,但是LCD的驱动已经写好了,并且和LVGL对接也没有问题。

硬件

  • 屏幕:1.78寸AMOLED,使用QSPI进行通讯,QSPI是具有四根数据线的SPI,速度就会比单线的快,某宝搜达沃即可
  • 主控:ESP32-S3 8M PSRAM,主频最高240M,并且外置32M华邦FLASH的闪存颗粒
  • BMI270:6轴陀螺仪
  • PCF8563T:RTC日历,断电计时
  • AXP2101:电源管理芯片
  • BMP280: 气压传感器
  • 一个麦克风
  • 一个Type-C口(本次设计中失败之处,因为type-c会占用大量的空间,导致PCB和3D建模都不好绘制)

原理图 PCB 重点

  • TF卡槽的switch用于检测TF卡是否插入,他和VDD3V3相连,千万不要接地
  • AXP2101的DCDC1稳定输出3.3V,所以也就不存在定制芯片的原因,但是这款芯片价格不菲,我是买这家的AXP2101

本次PCB设计为4层,3层信号层以及一个完整的地平面,布线虽然不咋地,但是此次设计已经是我目前绘制过最难的一次PCB

软件

  • 开发环境:WSL2 Ubuntu22.04
  • 开发工具:VScode + Squareline Studio(lvgl官方出的可以图形化生成代码的软件,前提是要有一份移植好的LVGL的工程)
  • 开发框架: IDF5.02
  • 语言:C/C++
  • 图形驱动:lovyanGFX高效便捷的图形驱动,毕竟自己写估计。。。🤯
  • 图形库:LVGL,众所周知,LVGL的难点在于移植,小伙伴们如果解决了移植问题,那基本克服了50%的困难,另外50%是随机的🤣

其实如果使用st或者其他arm的芯片开发lvgl的项目是比较头疼的,光是将文件添加到项目工程里面就搞得头大,而且芯片的RAM和flash不足,如果外扩FLASH或者SDRAM的话资料又比较的少(毕竟我没去找),ESP32的价格和st或者gd的芯片接近,但是性能和功能确实的好几倍。ESP32使用CMake来管理项目,移植更加方便,可以真正的做到AIOT,万物互联,而且ESP32在github的活跃程度还是挺高的。

但是ESP32的入门并不友好,当然有我们熟知的Arduino或者Micropython,这些高度抽象化的封装会导致单片机性能的下降,图形化界面卡顿。Micropython目前来说更像一种玩具,只适合在高性能单片机上运行。IDF更加面向底层,面向原理,执行效率快,功能最齐全,但也更难。

当然工具不分贵贱,大家需要根据自己的实际情况选择适合开发环境🫡

IIC地址问题

IIC地址因为存在最后一位是读(1)还是写(0),而且在函数里面填地址的时候,到底是写添加读写位的地址,还是填原地址

在这里说明一下,ESP32 IDF是需要填写原地址(不加读写位),STM32的IIC需要添加读写位。

Flash大小问题

此次使用的flash大小为32M Bit,而ESP32里Flash大小的单位为Byte,所以在menuconfig里面设置要选4MB,这是一个失误点。先前不知道ESP32 Flash大小单位为Byte,所以在cvs分区表里面检查了无数遍,然后上网搜才知道,最稳妥的办法是勾选Detect Flash size,这样就可以在终端看到日志打印出Flash的大小。

蓝牙键盘功能说明

  • 不建议在不插电源的情况下开启蓝牙功能,因为开启蓝牙后,会明显感觉(物理)到芯片发烫,虽然叫BLE(低功耗蓝牙),咱也不懂
  • 开启蓝牙功能需要在menuconfig里面设置一下,才能开启蓝牙功能

3D建模

本次使用的是Fusion360来绘制该手表的外壳,不得不感叹,我从B站大学毕业,自己画的可能比较粗略,仅供参考。

本次项目耗时将近两个月甚至更多,光是把屏幕驱动起来就花了将近半个月,代码目前还在编写阶段,但是已经有了基本的启动界面

软件流程图

main 文件夹

  • MYUI:本文件的UI部分
  • hal:硬件抽象层, 参考Monica
  • squareline:Squareline Studio生成的代码,用于测试
  • main.cpp:该项目是由C++编写的

components 文件夹

  • LovyanGFX:一个高效的图形库
  • aniya_ble:蓝牙HID驱动代码
  • aniya_wifi:WIFI驱动代码
  • lvgl:lvgl源码

App的创建与删除

其实就是使用了lvgl的各个组件的回调函数来管理APP的生命周期,至于Android的那一套App管理**,不是那么容易实现,MYUI下的APP各自属性都不一样,无法做到Android那一套的统一管理

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