Anzeigedienst

Überblick

Der Anzeigedienst ist ein globaler, threadsicherer Wrapper um den U8G2-Treiber für ein 128×64 SSD1306 OLED. Sie verwenden ihn, um Text und Grafiken aus jeder Aufgabe ohne Flimmern oder Tearing zu rendern. Ein FreeRTOS-Mutex garantiert exklusiven Zugriff beim Zeichnen; Hilfsfunktionen kümmern sich um das Löschen von Regionen, die teilweise Aktualisierung, das Ausschneiden und das Zwischenspeichern von Text.

Voraussetzungen

• ESP32 mit Hardware-I2C verfügbar
• U8G2-Bibliothek in Ihren Firmware-Build integriert
• FreeRTOS (für den Display-Mutex)
• Für SDA/SCL konfigurierte Pins im Pins.h Ihres Boards

Hardwarekonfiguration

Layoutmodell

Der Bildschirm wird als Raster aus 8×8-Pixel-Zellen behandelt:

• Raster: 8 Zeilen × 16 Spalten
• Ursprung: (0,0) oben links
• Zellengröße: 8×8 Pixel

Regionen

Thread-Sicherheit

Der Anzeigedienst stellt einen FreeRTOS-Mutex bereit. Vor dem Zeichnen immer sperren und wieder entsperren, wenn Sie fertig sind.

#pragma once
#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/semphr.h>

extern SemaphoreHandle_t displayMutex;

Grundlegendes Nutzungsmuster

// Acquire, draw, refresh affected region(s), release
if (xSemaphoreTake(displayMutex, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
  // ... drawing commands, e.g.:
  display.drawStr(x, y, "HELLO WORLD");

  // Call an appropriate refresh helper (see below)
  refreshPage();

  xSemaphoreGive(displayMutex);
}

Initialisierung

Rufen Sie initDisplay() einmal beim Start auf.

#pragma once
void initDisplay();

if (xSemaphoreTake(displayMutex, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
  clearPage();
  display.setFont(u8g2_font_spleen5x8_mu);
  display.drawStr(0, 16, "SANITY PASS");
  refreshPage();
  xSemaphoreGive(displayMutex);
}

Löschhilfen

Löschen Sie effizient nur das, was Sie neu zeichnen möchten. Alle Hilfsfunktionen verwenden intern updateDisplayArea(), um eine teilweise Aktualisierung der betroffenen Region durchzuführen.

void clearHeader();
void clearIcons();
void clearFooter();
void clearTimeout();
void clearPage(bool includeFooter = false, bool includeHeader = false);

Aktualisierungs-Hilfsfunktionen

Rufen Sie einen Aktualisierungshelfer auf, nachdem Sie eine Region geändert haben. Diese führen minimale Aktualisierungen der Anzeige durch.

void refreshHeader();
void refreshIcons();
void refreshFooter();
void refreshTimeout();
void refreshPage(bool includeFooter = false, bool includeHeader = false);

Inhaltshelfer

setHeader()

Legt den Kopfzeilentext fest. Der Dienst wandelt den letzten Wert in Großbuchstaben um und speichert ihn zwischen, um redundante Neuzeichnungen zu vermeiden.

void setHeader(String &text);

setFooter()

Legt links- und rechtsbündigen Fußzeilentext fest. Beide werden in Großbuchstaben geschrieben und zwischengespeichert.

void setFooter(String &left, String &right);

• Die linke Zeichenfolge wird am linken Rand des Fußzeilenbereichs ausgerichtet
• Die rechte Zeichenfolge wird am rechten Rand des Fußzeilenbereichs ausgerichtet

drawWrappedText()

Zeichnen Sie Text mit automatischem Zeilenumbruch und optionaler zentrierter Ausrichtung.

int drawWrappedText(int x, int y, const String &text, bool center = false);

Gemeinsame Muster

Zeichnen Sie einen vollständigen Bildschirm

if (xSemaphoreTake(displayMutex, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
  clearPage();
  display.setFont(u8g2_font_spleen5x8_mu);
  display.drawStr(0, 16, "MAIN CONTENT");
  refreshPage();
  xSemaphoreGive(displayMutex);
}

Nur den Header aktualisieren

if (xSemaphoreTake(displayMutex, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
  String headerText = "NEW HEADER"; // case‑insensitive; will be uppercased
  setHeader(headerText);
  // setHeader internally decides whether a refresh is required
  xSemaphoreGive(displayMutex);
}

Zeichnen Sie umbrochenen, zentrierten Text

if (xSemaphoreTake(displayMutex, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
  clearPage();
  int lines = drawWrappedText(0, 16, "Long text that will wrap", /*center=*/true);
  (void)lines; // optionally use the line count
  refreshPage();
  xSemaphoreGive(displayMutex);
}

Zeichnungsrichtlinien

if (xSemaphoreTake(displayMutex, portMAX_DELAY) == pdTRUE) {
  // Drawing
  xSemaphoreGive(displayMutex);
}

clearPage();
display.drawStr(0, 16, "Content");
refreshPage();

// Full‑buffer clears cost time and cause visible flicker
// display.clearBuffer();

Leistungsüberlegungen

• Bei Teilaktualisierungen werden nur die von Ihnen geänderten Regionen neu gezeichnet
• Text-Caching vermeidet unnötige Zeichen-/Aktualisierungszyklen
• Durch das Ausschneiden bleibt das Zeichnen innerhalb des vorgesehenen Bereichs und unnötiges Überzeichnen wird reduziert
• Mutex-geschützte Sequenzen verhindern Bildzerreißen mitten im Frame zwischen Aufgaben

Fehlerbehebung

Abhängigkeiten

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