===== Эксперимент 46. Подключаем TFT дисплей =====

В комплектацию конструктора в версии MAXI входит TFT дисплей. Thin Film Transistor (TFT) – это система производства жидкокристаллических дисплеев, в основе которой лежит активная матрица из тонкопленочных транзисторов. При подаче напряжения на такую матрицу, кристаллы поворачиваются друг к другу, что приводит к образованию черного цвета. Отключение электричества дает противоположный результат — кристаллы образовывают белый цвет. Изменения подаваемого напряжения позволяет формировать любой цвет на каждом отдельно взятом пикселе. Дисплей имеет сложное многослойное строение и чтобы понять его принцип действия потребуются некоторые знания физики, поэтому здесь мы не будем рассказывать это. 

<WRAP center round info 60%>
[[https://ru.wikipedia.org/wiki/Жидкокристаллический_дисплей|Подробнее об устройстве жидко- кристаллических дисплеев]]
</WRAP>

Управление матрицей кристаллов берет на себя встроенный в дисплей контроллер. А мы будем управлять этим контроллером. Для этого нам потребуется специальная библиотека. Кроме того нам потребуется библиотека со шрифтом, чтобы отображать текст.

<WRAP center round download 60%>
{{ :products:esp-iot:tft.zip |}}
</WRAP>


Как и в прошлый раз, в архиве находятся два варианта файлов — в виде исходный текстов (в папке py) и предварительно откомпилированные (в папке mpy). Мы рекомендуем загружать в микроконтроллер откомпилированные версии файлов, а файлы в исходных кодах использовать только для самостоятельного изучения.

Для обмена данными с дисплеем используется шина SPI. SPI (англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus — последовательный периферийный интерфейс, шина SPI) — последовательный синхронный стандарт передачи данных в режиме полного дуплекса, предназначенный для обеспечения простого и недорогого высокоскоростного сопряжения микроконтроллеров и периферии. SPI также иногда называют четырёхпроводным (англ. four-wire) интерфейсом.

Для работы с SPI требуется специальная библиотека, но она уже встроена, поэтому дополнительно загружать ее не потребуется.

<WRAP center round info 60%>
[[https://ru.wikipedia.org/wiki/Serial_Peripheral_Interface|Подробнее о шине SPI]]
</WRAP>

В разных партиях конструктора версии MAXI может лежать дисплей одного из двух видов − либо с 8 выводами, либо с 11. В дальнейшем мы будем приводить монтажную схему для обоих дисплеев, но вам необходимо руководствоваться схемой для своего типа дисплея.

==== Схема эксперимента ====

{{ :products:esp-iot:exp21_mont.png?direct&600 |}}
//Рисунок 1. Монтажная схема эксперимента для дисплея с 8 выводами//

{{ :products:esp-iot:exp21_mont_11pin.png?direct&600 |}}
//Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента для дисплея с 11 выводами//
==== Программный код эксперимента ====
Напишем приветственную надпись на дисплее. 

<file python Exp46.py[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
from machine import Pin, SPI
from tft import TFT_GREEN
import font
_init()

dc  = Pin(4, Pin.OUT) 
cs  = Pin(2, Pin.OUT)
rst = Pin(5, Pin.OUT)

spi = SPI(1, baudrate=40000000, polarity=0, phase=0)

tft = TFT_GREEN(128, 160, spi, dc, cs, rst, rotate=0)

tft.initr()

tft.clear(tft.rgbcolor(0,0, 0))
tft.text(0,0,"Hello, World!", font.terminalfont, tft.rgbcolor(255, 255, 255), 1)
</file>

Подключаем библиотеки для работы в портами ввода-вывода, шиной SPI, дисплеем и шрифт.
<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="1"]>
from machine import Pin, SPI
from tft import TFT_GREEN
import font
</code>

TFT дисплей не имеет встроенного знакогенератора, он ничего не знает о буквах и о том как они выглядят. Дисплей — это просто большой массив точек, которые могут светиться различным цветом. Чтобы иметь возможность выводить на дисплей текст, нужно описать какие точки светятся, а какие нет в каждом из символов. Именно эти данные и находятся в файле шрифта ''font''.

Настраиваем выводы, используемые для дисплея
<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="6"]>
dc  = Pin(4, Pin.OUT) 
cs  = Pin(2, Pin.OUT)
rst = Pin(5, Pin.OUT)
</code>

Настраиваем шину SPI. Объявляем скорость шины и ее параметры.
<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="10"]>
spi = SPI(1, baudrate=40000000, polarity=0, phase=0)
</code>

Создаем объект дисплея и задаем его параметры, такие как ширина и высота дисплея в пикселях и какие выводы микроконтроллера используются для управления.
<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="12"]>
tft = TFT_GREEN(128, 160, spi, dc, cs, rst, rotate=0)
</code>

Вызываем функцию инициализации дисплея. Прежде чем мы сможем работать с дисплеем, мы должны настроить встроенный в него контроллер. Это делает функция инициализации.
<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="14"]>
tft.initr()
</code>

Когда дисплей инициализирован мы можем управлять изображением на нем. Сначала закрасим его черным цветом, а потом напишем текст.
<code python[enable_line_numbers="2", start_line_numbers_at="16"]>
tft.clear(tft.rgbcolor(0, 0, 0)) 
tft.text(0,0,"Hello, World!", font.terminalfont, tft.rgbcolor(255, 255, 255), 1)
</code>

Как мы уже знаем из [[products:laboratory_iot:exp11|эксперимента с RGB светодиодом]] любой цвет можно отобразить с помощью трех составляющих: красного, зеленого и синего. Для задания цвета мы используем ''tft.rgbcolor(0, 0, 0)''. В качестве параметров передаем соответственно красный, зеленый, синий. Если все нули, никакой цвет не светится — это черный. 

Для вывода текста используем метод ''tft.text''. Параметры:
  * координата X
  * координата Y
  * строка для отображения
  * шрифт
  * цвет шрифта
  * размер шрифты

Координата 0,0 находится в верхнем левом углу. Максимальная — в нижнем правом.
{{ :products:esp-iot:exp21_coords.png?nolink |}}
//Рисунок 3. Отсчет координат на дисплее//

==== Дополнительное задание ====
<WRAP center round tip 60%>
  - Выведи другой текст по середине дисплея
  - Выведи несколько строк разными цветами друг под другом
</WRAP>