非常高兴能参加这次的Follow me 第2期开发板挑战活动，本次项目使用Adafruit ESP32-S3 TFT Feather开发板完成。该开发板采用乐鑫的ESP32-S3芯片，同时内置了一块IPS TFT显示屏，以及炫彩LED灯。内置的模块非常便于像我这样的新手学习和调试。结合Circuit Python的易用性，让开发变得非常好上手。
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任务选择
本次项目选择了以下任务：
任务1：控制屏幕显示中文
任务2：网络功能使用
任务3：控制WS2812B
任务4分任务1：日历&时钟
任务开始前的准备工作：
只需要一块Adafruit ESP32-S3 TFT Feather，一根Type C数据线和一台电脑即可。
进入DFU模式：
将开发板与电脑通过Type C数据线连接，待屏幕显示信息后，连按两下Rst按键，即可进入DFU模式。
烧录Circuit Python：
将Circuit Python的固件直接拷贝到DFU模式下的U盘内，待进度走完即可完成烧录。
拷贝作业所需的库：
将作业所需的库拷贝到DFU模式的U盘根目录下的lib文件夹即可。
完成wifi配置：
在settings.toml中将必要信息填入即可（此处截图时将ssid及密码做了掩码处理）。
至此已完成作业前的准备，下面是每一个任务的具体介绍和关键代码：
任务1：控制屏幕显示中文
任务要求：完成屏幕的控制，并且能显示中文
设计思路：对于显示中文，最大的难题在于解决字体问题。选择合适的字体导入后，创建图像组，将所需显示的文字添加到图像组后，使用板载屏幕进行显示，并创建死循环维持显示。
设计过程及代码：
这里使用Font Forge软件，加载所选择的TTF格式字体后，点击Element菜单下的Bitmap Strikes Available，选择所需的格式和参数。
此处设定字体大小为25，其他参数自动生成。
点击OK后，再点击Element菜单中的Regenerate Bitmap Glyphs，点击OK。
最后点击File菜单中的Generate Fonts后，如图设置格式，即可生成BDF字库
最后打开https://adafruit.github.io/web-bdftopcf/通过网页生成PCF格式字体。
改名后，置于开发板的font文件夹内，即可完成字体的设置。
直接对开发版内的code.py进行编辑，导入所需的模块：
import board
import displayio
from adafruit_display_text import label
from adafruit_bitmap_font import bitmap_font
使用设备自带的屏幕设备
screen = board.DISPLAY
创建显示的图像组
contents = displayio.Group()
设置字体
font = bitmap_font.load_font("/font/font.pcf")
将每一行文字逐行设置，并设定字体，颜色为白色，放大倍率1，并添加到图像组中
text_1 = "人是万物的尺度，"
content_1 = label.Label(font, text=text_1, color=0xffffff, scale=1)
content_1.x = 10
content_1.y = 15
contents.append(content_1)
text_2 = "是存在的事物存在"
content_2 = label.Label(font, text=text_2, color=0xffffff, scale=1)
content_2.x = 10
content_2.y = 40
contents.append(content_2)
text_3 = "的尺度，也是不存"
content_3 = label.Label(font, text=text_3, color=0xffffff, scale=1)
content_3.x = 10
content_3.y = 65
contents.append(content_3)
text_4 = "在的事物不存在的"
content_4 = label.Label(font, text=text_4, color=0xffffff, scale=1)
content_4.x = 10
content_4.y = 90
contents.append(content_4)
text_5 = "尺度。"
content_5 = label.Label(font, text=text_5, color=0xffffff, scale=1)
content_5.x = 10
content_5.y = 115
contents.append(content_5)
将内容显示
screen.show(contents)
创建死循环维持内容持续显示
while True:
pass
至此完成作业1，效果如图：
任务2：网络功能使用
任务要求：完成网络功能的使用，能够创建热点和连接到WiFi
设计思路-创建热点：
利用wifi模块完成热点的创建，并利用任务1中的文字显示功能，将热点的ssid和密码显示在屏幕上。
设计思路-连接wifi：
利用wifi模块完成wifi连接，通过分支结构判断是否成功连接，若成功连接，则将所连接的wifi的ssid和所获取的ip地址显示在屏幕上。
创建热点：
导入所需的模块
import board
import displayio
import wifi
from adafruit_display_text import label
from adafruit_bitmap_font import bitmap_font
直接通过wifi模块完成热点的创建
wifi.radio.start_ap("Rica's wifi", "12345678")
以文字形式，将热点的ssid和密码显示在屏幕上：
screen = board.DISPLAY
contents = displayio.Group()
font = bitmap_font.load_font("/font/font.pcf")
text_1 = "wifi信息："
content_1 = label.Label(font, text=text_1, color=0xffffff, scale=1)
content_1.x = 10
content_1.y = 40
contents.append(content_1)
text_2 = "SSID：Rica's wifi"
content_2 = label.Label(font, text=text_2, color=0xffffff, scale=1)
content_2.x = 10
content_2.y = 65
contents.append(content_2)
text_3 = "密码：12345678"
content_3 = label.Label(font, text=text_3, color=0xffffff, scale=1)
content_3.x = 10
content_3.y = 90
contents.append(content_3)
screen.show(contents)
while True:
pass
效果如图：
连接wifi：
导入所需的模块：
import os
import board
import displayio
import wifi
from adafruit_display_text import label
from adafruit_bitmap_font import bitmap_font
通过wifi模块完成网络的连接，此处获取了配置文件中设置的SSID和密码
wifi.radio.connect(os.getenv('CIRCUITPY_WIFI_SSID'), os.getenv('CIRCUITPY_WIFI_PASSWORD'))
设置显示
screen = board.DISPLAY
contents = displayio.Group()
font = bitmap_font.load_font("/font/font.pcf")
判断是否成功连接，并设置不同的文字输出内容，若成功连接，可显示wifi的SSID以及IP地址
if wifi.radio.connected:
text_1 = f"wifi:{os.getenv('CIRCUITPY_WIFI_SSID')}"
text_2 = "您的IP地址为:"
text_3 = str(wifi.radio.ipv4_address)
else:
text_2 = "wifi连接失败！"
text_3 = "请检查设置！"
将结果进行输出
content_1 = label.Label(font, text=text_1, color=0xffffff, scale=1)
content_1.x = 10
content_1.y = 40
contents.append(content_1)
content_2 = label.Label(font, text=text_2, color=0xffffff, scale=1)
content_2.x = 10
content_2.y = 65
contents.append(content_2)
content_3 = label.Label(font, text=text_3, color=0xffffff, scale=1)
content_3.x = 10
content_3.y = 90
contents.append(content_3)
screen.show(contents)
while True:
pass
效果如图：
任务3：控制WS2812B
任务要求：使用按键控制板载Neopixel LED的显示和颜色切换
设计思路：设置灯珠的数量亮度，初始化灯珠及按键后，通过设置按键功能获取随机的数值作为RGB值，并以此RGB值作为灯珠的颜色显示。
导入所需的库
import board
import time
import neopixel
import digitalio
import random
from adafruit_led_animation.animation.blink import Blink
设置WS2812B，灯珠数量，亮度
led = neopixel.NeoPixel(board.NEOPIXEL, 1, brightness=0.1, auto_write=False, pixel_order=neopixel.GRB)
初始化显示模式
display = Blink(led, speed=0.5, color=(0, 0, 0))
初始化按键功能
button = digitalio.DigitalInOut(board.BOOT0)
button.direction = digitalio.Direction.INPUT
button.pull = digitalio.Pull.UP
初始化RGB随机数
g_num = r_num = b_num = 0
当按下按键后，随机选择颜色并闪烁
while True:
if not button.value:
g_num = random.randrange(0, 256)
r_num = random.randrange(0, 256)
b_num = random.randrange(0, 256)
display = Blink(led, speed=0.5, color=(g_num, r_num, b_num))
else:
pass
time.sleep(0.2)
display.animate()
效果如图：
任务4分任务1：日历&时钟
任务要求：完成一个可通过互联网更新的万年历时钟，并显示当地的天气信息
设计思路：通过互联网获取json格式的时间和天气信息，解析后做格式化输出，并显示在屏幕上
导入所需的模块
import os
import board
import displayio
import wifi
from adafruit_display_text import label
from adafruit_bitmap_font import bitmap_font
import socketpool
import adafruit_requests
import ssl
初始化屏幕，图像组，设置字体
screen = board.DISPLAY
contents = displayio.Group()
font = bitmap_font.load_font("/font/font.pcf")
设置获取时间和天气的url
time_url = "http://quan.suning.com/getSysTime.do"
weather_url = http://t.weather.sojson.com/api/weather/city/101010100
使用requests获取json格式的时间、天气信息，并解析
pool = socketpool.SocketPool(wifi.radio)
requests = adafruit_requests.Session(pool, ssl.create_default_context())
time_data = requests.get(time_url).json()['sysTime2'][:-3]
weather_data = requests.get(weather_url).json()
将天气、时间、温度、湿度等信息做格式化输出
text_1 = weather_data['cityInfo']['city'] + '天气'
text_2 = time_data
text_3 = weather_data['data']['forecast'][0]['week']
text_4 = '温度：' + weather_data['data']['wendu'] + '摄氏度'
text_5 = '湿度：' + weather_data['data']['shidu']
将各信息添加到图像组，并完成图像组的显示
content_1 = label.Label(font, text=text_1, color=0xffffff, scale=1)
content_1.x = 10
content_1.y = 15
contents.append(content_1)
content_2 = label.Label(font, text=text_2, color=0xffffff, scale=1)
content_2.x = 10
content_2.y = 40
contents.append(content_2)
content_3 = label.Label(font, text=text_3, color=0xffffff, scale=1)
content_3.x = 10
content_3.y = 65
contents.append(content_3)
content_4 = label.Label(font, text=text_4, color=0xffffff, scale=1)
content_4.x = 10
content_4.y = 90
contents.append(content_4)
content_5 = label.Label(font, text=text_5, color=0xffffff, scale=1)
content_5.x = 10
content_5.y = 115
contents.append(content_5)
screen.show(contents)
while True:
pass
效果如图：
项目总结：
项目介绍：
该项目基于Adafruit ESP32-S3 TFT Feather开发板实现，主要功能利用板载TFT显示屏、WIKFI模块以及炫彩LED灯实现。
项目预期目标：
完成对TFT显示屏的控制，并输出多行中文显示；
完成网络功能的使用，并成功创建热点，连接到wifi，同时屏幕可显示热点/wifi信息；
完成炫彩灯珠的控制，并通过按键控制随机的颜色变化；
完成上述功能的综合运用，通过wifi获取时间及当地天气信息，并通过屏幕显示。
项目实施过程中的挑战
开发板本身已具有丰富的板载模块，同时固件的烧录非常简单，结合CPY多样的库，项目整体难度不高，但还是遇到了如下2方面的挑战：
1，项目前期的准备工作
对于项目前期的准备主要是固件烧录，库的导入，wifi配置文件的设置，这些部分已经有了充分的教程，在认真学习后，比较顺利，只是库的导入由于经验不足，没有在前期计划好所需要用到的库，频繁的做了很多次“写代码-发现缺少必须的库-找到相应的库-导入“的重复操作。
2，中文字库的解决
由于字库文件本身的大小问题，板载存储没有足够的空间，所以需要对字体文件进行压缩。这个过程花了非常多的时间，也走了不少弯路。项目开始时找到的办法是在字库中只保留必要的字符来减小体积，但是这种做法针对成熟的项目开发是可行的，对于边调试边思考下一步该怎么做的新手，可能会造成重复调整字库的麻烦。在请教了群友之后找到了一个替代解决方案：将字库尽可能的压缩，在保证完整性的情况下塞进内部存储中。虽然体积依然较大，但是对于调试项目是足够的。
总结：
该项目很适合像我这样的新手作为上手的第一个项目，通过这个项目学到了以下内容：
DFU模式下CPY固件的烧录
DFU模式下库的导入
中文字库的修改及导入
settings.toml配置文件的编辑
板载模块（屏幕、wifi模块、LED）的调用
创建图像组显示文字
wifi的连接
热点的创建
通过requests模块获取信息
json信息的解析
心得体会：
本人作为一个小白，一直以来对单片机都有兴趣，但是毫无头绪，也找不到合适的空间和渠道，本次活动很好的给了一个入门单片机开发的抓手：
项目难度合理，教程很多，适合上手；
cpy易用，减少了写代码的难度，可以将更多精力用在对硬件的学习上；
论坛、微信群交流频繁，新手有问题能找到参考和问询的渠道；
有报销作为激励，新手容易坚持下去。
虽然这次活动出现了物流的小插曲，但是瑕不掩瑜，完成这个项目给了我很大的信心去更深入的了解单片机这个领域，感谢DigiKey和EEWORLD带来这么好的活动，下次有机会我还会参加更多项目，学习更多技能。
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