C/C++ 开发

本章节包含以下部分，请按需阅读：

• 配置开发环境
• 示例程序

配置开发环境

请参考 安装和配置 Pico C/C++ 开发环境教程 下载安装 Pico VS Code。

示例程序

C/C++ 示例程序位于 示例程序包 的 examples\C 目录中。

示例程序	基础例程说明	依赖库
01_GUI	液晶 GUI 显示程序	-
02_ES8311	开发板音频测试程序	-
03_FatFs	FAT 文件系统，SD 卡 支持 SPI/SDIO 通讯	-

01_GUI

【程序说明】

• 使用 SPI 与 液晶通讯，并通过 GUI 实现显示文本和图片等功能。

【硬件连接】

• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

底层硬件接口

我们对硬件操作进行了底层的封装，由于硬件平台不一样，内部的实现是不一样的，如果需要了解内部实现可以去对应的目录中查看，在 DEV_Config.c(.h) 可以看到很多定义，在目录：lib\Config

• 模块初始化与退出的处理

  void DEV_Module_Init(void);
  void DEV_Module_Exit(void);

  提示

  这里是处理使用液晶屏前与使用完之后一些 GPIO 的处理。

• GPIO 读写

  void 	DEV_Digital_Write(uint_16 Pin, uint_8 Value);
  uint_8 	DEV_Digital_Read(uint_16 Pin);

• SPI 写数据

  void DEV_SPI_WriteByte(uint_8 Value);

上层应用

对于屏幕而言，如果需要进行画图、显示中英文字符、显示图片等怎么办，这些都是上层应用做的。这有很多小伙伴有问到一些图形的处理，我们这里提供了一些基本的功能 在如下的目录中可以找到 GUI，在目录：lib\GUI\GUI_Paint.c(.h)

在如下目录下是 GUI 依赖的字符字体，在目录：lib\Fonts

• 新建图像属性：新建一个图像属性，这个属性包括图像缓存的名称、宽度、高度、翻转角度、颜色

  void Paint_NewImage(uint16_t *image, uint16_t Width, uint16_t Height, uint16_t Rotate, uint16_t Color)
  参数：
      image:  图像缓存的名称，实际上是一个指向图像缓存首地址的指针；
      Width:  图像缓存的宽度；
      Height: 图像缓存的高度；
      Rotate: 图像的翻转的角度
      Color:  图像的初始颜色；

• 选择图像缓存：选择图像缓存，选择的目的是你可以创建多个图像属性，图像缓存可以存在多个，你可以选择你所创建的每一张图像

  void Paint_SelectImage(uint8_t *image)
  参数：
      image: 图像缓存的名称，实际上是一个指向图像缓存首地址的指针；

• 图像旋转：设置选择好的图像的旋转角度，最好使用在 Paint_SelectImage() 后，可以选择旋转 0、90、180、270 度

  void Paint_SetRotate(uint16_t Rotate)
  参数：
      Rotate: 图像选择角度，可以选择 ROTATE_0、ROTATE_90、ROTATE_180、ROTATE_270 分别对应 0、90、180、270 度

  提示

  不同选择角度下，坐标对应起始像素点不同，这里以 1.14 为例，四张图，按顺序为 0°， 90°， 180°， 270°。仅做为参考。

  

• 图像镜像翻转：设置选择好的图像的镜像翻转，可以选择不镜像、关于水平镜像、关于垂直镜像、关于图像中心镜像。

  void Paint_SetMirroring(uint8_t mirror)
  参数：
      mirror: 图像的镜像方式，可以选择 MIRROR_NONE、MIRROR_HORIZONTAL、MIRROR_VERTICAL、MIRROR_ORIGIN 分别对应不镜像、关于水平镜像、关于垂直镜像、关于图像中心镜像

• 设置点在缓存中显示位置和颜色：这里是 GUI 最核心的一个函数、处理点在缓存中显示位置和颜色。

  void Paint_SetPixel(uint16_t Xpoint, uint16_t Ypoint, uint16_t Color)
  参数：
      Xpoint: 点在图像缓存中 X 位置
      Ypoint: 点在图像缓存中 Y 位置
      Color:  点显示的颜色

• 图像缓存填充颜色：把图像缓存填充为某颜色，一般作为屏幕刷白的作用。

  void Paint_Clear(uint16_t Color)
  参数：
      Color: 填充的颜色

• 图像缓存部分窗口填充颜色：把图像缓存的某部分窗口填充为某颜色，一般作为窗口刷白的作用，常用于时间的显示，刷白上一秒。

  void Paint_ClearWindows(uint16_t Xstart, uint16_t Ystart, uint16_t Xend, uint16_t Yend, uint16_t Color)
  参数：
      Xstart: 窗口的 X 起点坐标
      Ystart: 窗口的 Y 起点坐标
      Xend:   窗口的 X 终点坐标
      Yend:   窗口的 Y 终点坐标
      Color:  填充的颜色

• 画点：在图像缓存中，在（Xpoint, Ypoint）上画点，可以选择颜色，点的大小，点的风格

  void Paint_DrawPoint(uint16_t Xpoint, uint16_t Ypoint, uint16_t Color, DOT_PIXEL Dot_Pixel, DOT_STYLE Dot_Style)
  参数：
      Xpoint: 点的 X 坐标
      Ypoint: 点的 Y 坐标
      Color:  填充的颜色
      Dot_Pixel: 点的大小，提供默认的 8 种大小点
          typedef enum {
              DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
              DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
              DOT_PIXEL_3X3  , 	 	// 3 X 3
              DOT_PIXEL_4X4  , 	 	// 4 X 4
              DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
              DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
              DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
              DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
          } DOT_PIXEL;
      Dot_Style: 点的风格，大小扩充方式是以点为中心扩大还是以点为左下角往右上扩大
          typedef enum {
          DOT_FILL_AROUND  = 1,		
          DOT_FILL_RIGHTUP,
          } DOT_STYLE;

• 画线：在图像缓存中，从 (Xstart, Ystart) 到 (Xend, Yend) 画线，可以选择颜色，线的宽度，线的风格

  void Paint_DrawLine(uint16_t Xstart, uint16_t Ystart, uint16_t Xend, uint16_t Yend, uint16_t Color, LINE_STYLE Line_Style , LINE_STYLE Line_Style)
  参数：
      Xstart: 线的 X 起点坐标
      Ystart: 线的 Y 起点坐标
      Xend:   线的 X 终点坐标
      Yend:   线的 Y 终点坐标
      Color:  填充的颜色
      Line_width: 线的宽度，提供默认的 8 种宽度
          typedef enum {
              DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
              DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
              DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
              DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
              DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
              DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
              DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
              DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
          } DOT_PIXEL;
      Line_Style: 线的风格，选择线是以直线连接还是以虚线的方式连接
          typedef enum {
              LINE_STYLE_SOLID = 0,
              LINE_STYLE_DOTTED,
          } LINE_STYLE;

• 画矩形：在图像缓存中，从 (Xstart, Ystart) 到 (Xend, Yend) 画一个矩形，可以选择颜色，线的宽度，是否填充矩形内部

  void Paint_DrawRectangle(uint16_t Xstart, uint16_t Ystart, uint16_t Xend, uint16_t Yend, uint16_t Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
  参数：
      Xstart: 矩形的 X 起点坐标
      Ystart: 矩形的 Y 起点坐标
      Xend:   矩形的 X 终点坐标
      Yend:   矩形的 Y 终点坐标
      Color:  填充的颜色
      Line_width: 矩形四边的宽度，提供默认的 8 种宽度
          typedef enum {
              DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
              DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
              DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
              DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
              DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
              DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
              DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
              DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
          } DOT_PIXEL;
      Draw_Fill: 填充，是否填充矩形的内部
          typedef enum {
              DRAW_FILL_EMPTY = 0,
              DRAW_FILL_FULL,
          } DRAW_FILL;

• 画圆：在图像缓存中，以 (X_Center Y_Center) 为圆心，画一个半径为 Radius 的圆，可以选择颜色，线的宽度，是否填充圆内部

  void Paint_DrawCircle(uint16_t X_Center, uint16_t Y_Center, uint16_t Radius, uint16_t Color, DOT_PIXEL Line_width, DRAW_FILL Draw_Fill)
  参数：
      X_Center: 圆心的 X 坐标
      Y_Center: 圆心的 Y 坐标
      Radius：  圆的半径
      Color:    填充的颜色
      Line_width: 圆弧的宽度，提供默认的 8 种宽度
          typedef enum {
              DOT_PIXEL_1X1  = 1,	// 1 x 1
              DOT_PIXEL_2X2  , 		// 2 X 2
              DOT_PIXEL_3X3  ,		// 3 X 3
              DOT_PIXEL_4X4  ,		// 4 X 4
              DOT_PIXEL_5X5  , 		// 5 X 5
              DOT_PIXEL_6X6  , 		// 6 X 6
              DOT_PIXEL_7X7  , 		// 7 X 7
              DOT_PIXEL_8X8  , 		// 8 X 8
          } DOT_PIXEL;
      Draw_Fill: 填充，是否填充圆的内部
          typedef enum {
              DRAW_FILL_EMPTY = 0,
              DRAW_FILL_FULL,
          } DRAW_FILL;

• 写 Ascii 字符：在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一个 Ascii 字符，可以选择 Ascii 码可视字符字库、字体前景色、字体背景色

  void Paint_DrawChar(uint16_t Xstart, uint16_t Ystart, const uint8_t Ascii_Char, sFONT* Font, uint16_t Color_Foreground, uint16_t Color_Background)
  参数：
      Xstart: 字符的左顶点 X 坐标
      Ystart: 字体的左顶点 Y 坐标
      Ascii_Char：Ascii 字符
      Font: Ascii 码可视字符字库，在 Fonts 文件夹中提供了以下字体：
          font8：5*8 的字体
          font12：7*12 的字体
          font16：11*16 的字体
          font20：14*20 的字体
          font24：17*24 的字体
      Color_Foreground: 字体颜色
      Color_Background: 背景颜色

• 写英文字符串：在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一串英文字符，可以选择 Ascii 码可视字符字库、字体前景色、字体背景色

  void Paint_DrawString_EN(uint16_t Xstart, uint16_t Ystart, const uint8_t * pString, sFONT* Font, uint16_t Color_Foreground, uint16_t Color_Background)
  参数：
      Xstart:  字符的左顶点 X 坐标
      Ystart:  字体的左顶点 Y 坐标
      pString: 字符串，字符串是一个指针
      Font: Ascii 码可视字符字库，在 Fonts 文件夹中提供了以下字体：
          font8：5*8 的字体
          font12：7*12 的字体
          font16：11*16 的字体
          font20：14*20 的字体
          font24：17*24 的字体
      Color_Foreground: 字体颜色
      Color_Background: 背景颜色

• 写中文字符串：在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一串中文字符，可以选择 GB2312 编码字符字库、字体前景色、字体背景色

  void Paint_DrawString_CN(uint16_t Xstart, uint16_t Ystart, const uint8_t * pString, cFONT* font, uint16_t Color_Foreground, uint16_t Color_Background)
  参数：
      Xstart:  字符的左顶点 X 坐标
      Ystart:  字体的左顶点 Y 坐标
      pString: 字符串，字符串是一个指针
      Font: GB2312 编码字符字库，在 Fonts 文件夹中提供了以下字体：
          font12CN：ascii 字符字体 11*21，中文字体 16*21
          font24CN：ascii 字符字体 24*41，中文字体 32*41
      Color_Foreground: 字体颜色
      Color_Background: 背景颜色

• 写数字：在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，写一串数字，可以选择 Ascii 码可视字符字库、字体前景色、字体背景色

  void Paint_DrawNum(uint16_t Xpoint, uint16_t Ypoint, uint32_t Nummber, sFONT* Font, uint16_t Digit,uint16_t Color_Foreground, uint16_t Color_Background);
  参数：
      Xstart:  字符的左顶点 X 坐标
      Ystart:  字体的左顶点 Y 坐标
      Nummber: 显示的数字，这里使用的是 32 位长的 int 型保存，可以最大显示到 2147483647
      Font: Ascii 码可视字符字库，在 Fonts 文件夹中提供了以下字体：
          font8：5*8 的字体
          font12：7*12 的字体
          font16：11*16 的字体
          font20：14*20 的字体
          font24：17*24 的字体
          Digit: 显示小数点位数
      Color_Foreground: 字体颜色
      Color_Background: 背景颜色

• 显示时间：在图像缓存中，在 (Xstart Ystart) 为左顶点，显示一段时间，可以选择 Ascii 码可视字符字库、字体前景色、字体背景色；

  void Paint_DrawTime(uint16_t Xstart, uint16_t Ystart, PAINT_TIME *pTime, sFONT* Font, uint16_t Color_Background, uint16_t Color_Foreground)
  参数：
      Xstart: 字符的左顶点 X 坐标
      Ystart: 字体的左顶点 Y 坐标
      pTime:  显示的时间，这里定义好了一个时间的结构体，只要把时分秒各位数传给参数；
      Font: Ascii 码可视字符字库，在 Fonts 文件夹中提供了以下字体：
          font8：5*8 的字体
          font12：7*12 的字体
          font16：11*16 的字体
          font20：14*20 的字体
          font24：17*24 的字体
      Color_Foreground: 字体颜色
      Color_Background: 背景颜色

【运行效果】

• 使用 VS Code 导入并编译 01_GUI 工程，编译完成后，烧录 build 目录下 uf2 尾缀文件，或直接烧录 firmware\C 目录下 01_GUI.uf2 进行快速验证。

  

02_ES8311

【程序说明】

• 使用 PIO 模拟的 I2S 与 ES8311 通讯，实现音频的输入与输出。

【硬件连接】

• 连接喇叭
• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• Es8311_Init()：初始化 ES8311。
• Es8311_Sample_Frequency_Config()：配置采样率。
• Es8311_Microphone_Config()：配置麦克风。
• Es8311_Microphone_Gain_Set()：设置麦克风增益。
• Es8311_Voice_Volume_Set()：设置音量。
• Sine_440hz_Out()：输出 440 Hz 正弦波。
• Happy_Birthday_Out()：生日快乐电子乐。
• Loopback_Test()：录音播放测试。
• Music_Out()：播放音乐。

【运行效果】

• 使用 VS Code 导入并编译 02_ES8311 工程，编译完成后，烧录 build 目录下 uf2 尾缀文件，或直接烧录 02_ES8311\uf2 目录下 uf2 尾缀文件进行快速验证。

03_FatFs

【程序说明】

• 使用 SPI 或 PIO 模拟的 SDIO 与 SD 卡通讯，实现类似于 busybox 或 DOS 的命令行界面。

【硬件连接】

• 插入 SD 卡
• 使用 USB 线把板子接入电脑

【代码分析】

• sd_init_driver()：初始化 SD 卡驱动。
• getchar_timeout_us()：获取串口输入。
• process_stdio()：处理串口输入。

【运行效果】

1. 使用 putty 或者 mobaxterm 等终端工具，打开开发板对应的 USB 串行端口

2. 按 Enter 键启动命令行界面 (CLI)。您应该会看到类似这样的提示：

   >

3. 输入 help 指令可以得到可用指令，如下

   > help
   setrtc <DD> <MM> <YY> <hh> <mm> <ss>:
   Set Real Time Clock
   Parameters: new date (DD MM YY) new time in 24-hour format (hh mm ss)
       e.g.:setrtc 16 3 21 0 4 0
   
   date:
   Print current date and time
   
   lliot <drive#>:
   !DESTRUCTIVE! Low Level I/O Driver Test
       e.g.: lliot 1
   
   format [<drive#:>]:
   Creates an FAT/exFAT volume on the logical drive.
       e.g.: format 0:
   
   mount [<drive#:>]:
   Register the work area of the volume
       e.g.: mount 0:
   
   unmount <drive#:>:
   Unregister the work area of the volume
   
   chdrive <drive#:>:
   Changes the current directory of the logical drive.
   <path> Specifies the directory to be set as current directory.
       e.g.: chdrive 1:
   
   getfree [<drive#:>]:
   Print the free space on drive
   
   cd <path>:
   Changes the current directory of the logical drive.
   <path> Specifies the directory to be set as current directory.
       e.g.: cd 1:/dir1
   
   mkdir <path>:
   Make a new directory.
   <path> Specifies the name of the directory to be created.
       e.g.: mkdir /dir1
   
   ls:
   List directory
   
   cat <filename>:
   Type file contents
   
   simple:
   Run simple FS tests
   
   big_file_test <pathname> <size in bytes> <seed>:
   Writes random data to file <pathname>.
   <size in bytes> must be multiple of 512.
       e.g.: big_file_test bf 1048576 1
       or: big_file_test big3G-3 0xC0000000 3
   
   cdef:
   Create Disk and Example Files
   Expects card to be already formatted and mounted
   
   start_logger:
   Start Data Log Demo
   
   stop_logger:
   Stop Data Log Demo