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【花雕学编程】Arduino动手做(249)---ESP32 1.28寸 TFT GC9A01屏幕之动态旋转阿基米德螺线 简单

头像 驴友花雕 2025.03.27 9 0

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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

  项目实验之三十四:动态旋转阿基米德螺线

 

实验开源代码

 

 


 

代码
/*
  【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
  项目实验之三十四:动态旋转阿基米德螺线
*/

//       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 "SPI.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "Adafruit_GC9A01A.h"

// 定义屏幕引脚
#define TFT_CS 4        // 片选引脚
#define TFT_DC 2        // 数据/命令引脚
#define TFT_RST -1      // 重置引脚(未使用时设置为 -1)

// 初始化屏幕对象
Adafruit_GC9A01A tft = Adafruit_GC9A01A(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

// 定义阿基米德螺线参数
#define CENTER_X 120       // 屏幕中心 X
#define CENTER_Y 120       // 屏幕中心 Y
#define MAX_RADIUS 120     // 最大半径
#define FACTOR 10          // 螺线增长因子
#define STEP 0.1           // 每次增加的角度步进(弧度)
#define ROTATION_SPEED 5   // 螺线旋转速度(度/帧)

// 绘制动态旋转阿基米德螺线
void drawRotatingSpiral(float rotationAngle) {
    float theta = 0;  // 初始化角度为 0
    int prevX = CENTER_X, prevY = CENTER_Y; // 螺线起点

    while (theta < MAX_RADIUS / FACTOR) {
        // 计算极坐标 r 和旋转后的笛卡尔坐标 (x, y)
        float r = FACTOR * theta;
        float adjustedTheta = theta + rotationAngle * 3.14159 / 180; // 添加旋转角度
        int x = CENTER_X + r * cos(adjustedTheta);
        int y = CENTER_Y + r * sin(adjustedTheta);

        // 连接当前点和前一个点
        tft.drawLine(prevX, prevY, x, y, GC9A01A_CYAN);

        // 更新前一个点和角度
        prevX = x;
        prevY = y;
        theta += STEP; // 增加角度
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);          // 初始化串口通信
    Serial.println("Dynamic Rotating Archimedean Spiral");

    tft.begin();                   // 初始化屏幕
    tft.setRotation(0);            // 设置屏幕方向
    tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK); // 清屏设置为黑色背景
}

void loop() {
    static float rotationAngle = 0;  // 初始化旋转角度

    // 清屏并绘制新的螺线
    tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK);  // 清屏
    drawRotatingSpiral(rotationAngle);

    // 更新旋转角度
    rotationAngle += ROTATION_SPEED;
    if (rotationAngle >= 360) {
        rotationAngle = 0; // 重置角度循环
    }

    delay(50); // 控制帧速率
}

代码说明

1、动态旋转:

使用 rotationAngle 变量动态调整螺线的角度,让螺线逐帧旋转。

2、极坐标和笛卡尔转换:

通过极坐标公式 $r = a\theta$ 计算螺线,并添加旋转角度实现动态效果。

3、流畅动画:

每帧清除屏幕内容并重新绘制螺线,确保动画流畅自然。

4、可调整参数:

FACTOR 决定螺线的扩展速度,STEP 控制螺线的曲线密度,ROTATION_SPEED 设置旋转速度。

5、效果描述

屏幕中央显示一个青色的阿基米德螺线,逐步扩展并缓慢旋转。

螺线的动态旋转让视觉效果更具吸引力,适合展示数学几何动态特性。

实验场景图  动态图

 

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