最近在玩电子墨水屏，记录一下电子墨水屏的驱动过程

硬件

4.2寸的电子墨水屏，驱动ic是SSD1619
驱动板淘宝买的，也可以自己画板集成到自己的主控板上也行，原理图可参考：https://oshwhub.com/ludas/mo-shui-ping-qu-dong
ESP32-S3开发板

接线

#define  EPD_SCK  36
#define  EPD_MOSI  35
#define  EPD_CS  10
#define  EPD_RST  11
#define  EPD_DC  12
#define  EPD_BUSY  13

软件

在Github上找到一个开源的Arduino驱动库：https://github.com/HalfSweetStudio/EPaperDrive

踩坑

LittleFS字体的文件系统

驱动程序最开始我是参考的上面那个开源项目里的examples，用的硬件SPI的那个例程，改为我的接线方式后，烧录进去后发现文字乱码，图标可以正常显示出来，所以猜到应该是字符编码问题，仔细看代码这几行：

EPD.SetHardSPI(&SPI);
LittleFS.begin();
EPD.SetFS(&LittleFS); //设置存放字体的文件系统，传入的为该文件系统的操作指针，可自行修改

EPD.EPD_Set_Model(HINKE0266A15A0);                  //设置屏幕类型，具体型号可以参考文档
EPD.EPD_init_Full();                                //全刷初始化，使用全刷波形
EPD.clearbuffer();                                  //清空缓存(全白)
EPD.fontscale = 2;                                  //字体缩放系数(支持1和2,对图片也有效，用完记得重新改成1)
EPD.SetFont(FONT12);                                //选择字体，具体支持的字体见文档

EPaperDrive 的字体文件存储在 LittleFS 中，而 Arduino 工程只烧录了程序，没有把 data 目录中的字体文件烧录到 ESP32 的文件系统分区。

里面包含多个字体和图标文件，例如：

data/
├── font10
├── font12
├── font32
├── font60
├── font70
├── weathericon
├── weathericon32
├── weathericon50
└── weathericon80

所以EPD.DrawUTF()函数实际上不仅仅是在显存里画几个字符。

它还需要：

从 LittleFS 找到对应字体文件
读取字体数据
根据字符编码查找字模
将字模绘制到 EPDbuffer
最后通过 SSD1619 刷新到电子纸

给 LittleFS 分配分区

可以在 Arduino 工程目录中创建分区文件partitions.csv:

# Name,     Type, SubType, Offset,   Size,      Flags
nvs,        data, nvs,     0x9000,   0x5000,
app0,       app,  factory, 0x10000,  0x400000,
spiffs,     data, spiffs,  0x410000, 0xBE0000,

这里：

app0      0x10000

开始存放程序。
而：

spiffs    0x410000

开始作为文件系统分区。
分区大小：

0xBE0000

约为：

11.875 MiB

足够存放 EPaperDrive 示例中的字体和图标文件。

制作 LittleFS 镜像

有了data目录以后，需要使用 ESP32 Arduino 工具链中的mklittlefs工具制作文件系统镜像。
macOS 下，我使用 Arduino-ESP32 自带的：

~/Library/Arduino15/packages/esp32/tools/mklittlefs/4.0.2-db0513a/mklittlefs \
  -c data \
  -b 4096 \
  -p 256 \
  -s 0xBE0000 \
  littlefs.bin

成功后会生成littlefs.bin，文件大小大约12 MB

烧录 LittleFS

接下来需要把littlefs.bin烧录到0x410000这个地址
例如 ESP32-S3：

~/Library/Arduino15/packages/esp32/tools/esptool_py/5.3.1/esptool \
  --chip esp32s3 \
  --port /dev/cu.usbmodem5C830274731 \
  --baud 921600 \
  write-flash 0x410000 littlefs.bin

验证字体文件

重新运行 ESP32 程序：

if (!LittleFS.begin()) {
    Serial.println("LittleFS mount failed");
    return;
}
Serial.println("LittleFS mounted");
if (LittleFS.exists("/font12")) {
    Serial.println("/font12 exists");
} else {
    Serial.println("/font12 NOT FOUND");
}

正常情况下应该看到：

LittleFS mounted
/font12 exists

此时再调用：

EPD.fontscale = 1;
EPD.SetFont(FONT12);

EPD.DrawUTF(0, 0, "这个是局刷的测试");
EPD.DrawUTF(30, 0, "一二三四五六七八九十");
EPD.DrawUTF(60, 0, "Hello World!!!");

中文和英文就可以正常显示。

显示大量中文太慢

能正常显示中文后又发现刷新大量文字时特别慢，需要十几秒，后来发现是EPD.DrawUTF()函数会对每个字符都打开字体文件查找，耗费大量时间，后来又找到这个驱动：https://oshwhub.com/shilihualang/han-jia-qian-gai-zhuang-ji-jian-kai-fa-ban
我跟他用的同款屏幕，而且他这个版本和前面那个 EPD.DrawUTF() 最大的区别是：这里用的是 GUI_Paint 的 Paint_DrawString_CN() + Font12CN，字模直接编译进程序，不需要每个汉字去 LittleFS 查字库，所以明显快很多，实测刷新一整屏的汉字大概3秒多

旋转竖屏

Paint_NewImage(
BlackImage,
EPD_4IN2_WIDTH,
EPD_4IN2_HEIGHT,
ROTATE_270,
WHITE
);

这个函数的第四个参数就是旋转270度竖屏，但是发现不管用，看了下源码：

void  Paint_NewImage(UBYTE *image, UWORD Width, UWORD Height, UWORD Rotate, UWORD Color)
{
	Paint.Image = NULL;
	Paint.Image = image;
	Paint.WidthMemory = Width;
	Paint.HeightMemory = Height;
	Paint.Color = Color;
	Paint.Scale = 2;
	Paint.WidthByte = (Width % 8 == 0)? (Width / 8  ): (Width / 8 + 1);
	Paint.HeightByte = Height;
	// printf("WidthByte = %d, HeightByte = %d\r\n", Paint.WidthByte, Paint.HeightByte);
	// printf(" EPD_WIDTH / 8 = %d\r\n", 122 / 8);
	Paint.Rotate = Rotate;
	Paint.Mirror = MIRROR_NONE;
	if(Rotate == ROTATE_0 || Rotate == ROTATE_180)  {
		Paint.Width = Width;
		Paint.Height = Height;
	}  else  {
		Paint.Width = Height;
		Paint.Height = Width;
	}
	Paint_SetMirroring(1);
	Paint_SetRotate(Rotate);
}

最后那行改改就好了

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4.2寸电子墨水屏驱动（驱动IC SSD1619）

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