【花雕学编程】Arduino动手做（249）---GC9A01 缩放彩虹球

  【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
  项目之七十：GC9A01园屏之缩小与放大循环显示的七彩虹

实验开源代码

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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
  项目之七十：GC9A01园屏之缩小与放大循环显示的七彩虹
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//       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"                      // **包含 SPI 库，用于 TFT 屏幕通信**
#include "Adafruit_GFX.h"             // **包含 Adafruit GFX 图形库，用于绘制图形**
#include "Adafruit_GC9A01A.h"         // **包含 GC9A01A 屏幕驱动库**

#define TFT_CS 4                      // **定义 TFT 屏幕片选引脚**
#define TFT_DC 2                      // **定义 TFT 屏幕数据/命令选择引脚**
#define TFT_RST -1                    // **屏幕复位引脚（-1 表示未使用）**

Adafruit_GC9A01A tft = Adafruit_GC9A01A(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST); // **创建 TFT 屏幕对象**

// 定义屏幕的宽度，单位为像素
#define SCREEN_WIDTH 240
// 定义屏幕的高度，单位为像素
#define SCREEN_HEIGHT 240
// 计算屏幕的中心点横坐标
#define CENTER_X SCREEN_WIDTH / 2
// 计算屏幕的中心点纵坐标
#define CENTER_Y SCREEN_HEIGHT / 2
// 定义彩虹背景的旋转速度，值越大旋转越快
#define ROTATION_SPEED 15.5

// 定义一个包含七种颜色的数组，用于表示彩虹的七种颜色
// 每种颜色使用tft.color565函数将RGB值转换为屏幕支持的16位颜色值
const uint16_t rainbowColors[7] = {
    tft.color565(255, 0, 0),    // 红色
    tft.color565(255, 165, 0),  // 橙色
    tft.color565(255, 255, 0),  // 黄色
    tft.color565(0, 255, 0),    // 绿色
    tft.color565(0, 127, 255),  // 青色
    tft.color565(0, 0, 255),    // 蓝色
    tft.color565(139, 0, 255)   // 紫色
};

// 定义一个浮点型变量，用于记录当前彩虹背景的旋转角度
float angle = 0;

// setup函数在程序开始时只执行一次，用于初始化操作
void setup() {
    // 初始化串口通信，设置波特率为115200，方便调试信息的输出
    Serial.begin(115200);
    // 初始化屏幕，使屏幕进入可操作状态
    tft.begin();
    // 设置屏幕的旋转方向，这里设置为旋转2次（具体旋转效果取决于屏幕驱动）
    tft.setRotation(2);
    // 用黑色填充整个屏幕，清空屏幕内容
    tft.fillScreen(tft.color565(0, 0, 0));
}

// loop函数会不断循环执行，实现动态效果
void loop() {
    // 每次循环开始时，用黑色填充整个屏幕，清除上一帧的绘制内容
    tft.fillScreen(tft.color565(0, 0, 0));

    // 外层循环遍历从屏幕中心到边缘的每个半径
    for (int r = 0; r < SCREEN_WIDTH / 2; r++) {
        // 内层循环遍历以当前半径为圆周的每个角度（从0到360度）
        for (int theta = 0; theta < 360; theta++) {
            // 计算旋转后的角度，将当前角度加上总的旋转角度
            float rotatedTheta = theta + angle;
            // 如果旋转后的角度超过360度，减去360度，实现循环效果
            if (rotatedTheta >= 360) {
                rotatedTheta -= 360;
            }
            // 根据旋转后的角度计算当前点应该使用的彩虹颜色索引
            // 将360度平均分为7份，根据旋转后的角度确定落在哪个区间
            int colorIndex = (int)(rotatedTheta / (360.0 / 7)) % 7;
            // 从彩虹颜色数组中获取对应的颜色值
            uint16_t color = rainbowColors[colorIndex];

            // 根据当前半径和角度，使用三角函数计算出该点在屏幕上的横坐标
            int x = CENTER_X + r * cos(radians(theta));
            // 根据当前半径和角度，使用三角函数计算出该点在屏幕上的纵坐标
            int y = CENTER_Y + r * sin(radians(theta));

            // 在计算得到的坐标位置绘制一个像素点，颜色为前面获取的彩虹颜色
            tft.drawPixel(x, y, color);
        }
    }

    // 更新旋转角度，每次循环增加一个固定的旋转速度值
    angle += ROTATION_SPEED;
    // 如果旋转角度超过360度，减去360度，保证角度在0到360度之间循环
    if (angle >= 360) {
        angle -= 360;
    }

    // 延迟10毫秒，控制彩虹背景的旋转速度，避免旋转过快
    delay(50);
}
复制代码

代码说明：
1. 库文件引入与屏幕初始化：
◦ 引入 SPI.h、Adafruit_GFX.h 和 Adafruit_GC9A01A.h 这几个库文件，用于和屏幕进行通信并绘制图形。
◦ 定义屏幕的片选引脚、数据 / 命令引脚和复位引脚，创建屏幕对象 tft。
2. 常量和变量定义：
◦ SCREEN_WIDTH 和 SCREEN_HEIGHT 分别代表屏幕的宽度和高度。
◦ CENTER_X 和 CENTER_Y 表示屏幕的中心点坐标。
◦ ROTATION_SPEED 是彩虹背景的旋转速度。
◦ rainbowColors 数组存储了七种彩虹颜色。
◦ angle 变量用于记录当前的旋转角度。
3. setup 函数：
◦ 初始化串口通信，波特率设为 115200。
◦ 初始化屏幕，设置旋转方向，清屏。
4. loop 函数：
◦ 每次循环先清屏。
◦ 运用嵌套循环遍历屏幕上的每个点，根据当前的旋转角度 angle 计算出旋转后的角度 rotatedTheta。
◦ 依据 rotatedTheta 确定当前点应使用的彩虹颜色索引 colorIndex。
◦ 计算出当前点的坐标 (x, y)，并使用 tft.drawPixel 函数绘制该点。
◦ 更新旋转角度 angle，若超过 360 度则减去 360 度，以实现循环旋转。
◦ 延迟 10 毫秒，控制旋转速度。
你可以把这段代码上传到 Arduino 开发板上，就能看到七色彩虹背景球大小缩放的效果。

实验场景图  动态图

实验场景图  动态图