【花雕学编程】Arduino动手做（249）--GC9A01屏幕的动态波浪

  【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
  项目实验之四十：GC9A01屏之使用正弦函数的动态波浪

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
  项目实验之四十：GC9A01屏之使用正弦函数的动态波浪
*/

//       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);

// 定义波浪参数
#define WAVE_HEIGHT 68   // 波浪的高度（振幅）
#define WAVE_SPEED 3.2   // 波浪的传播速度
#define WAVE_PERIOD 0.1  // 波浪的周期（波长控制）
#define FRAME_DELAY 50   // 帧间延迟时间（控制帧速率）

// 定义屏幕参数
#define SCREEN_WIDTH 240
#define SCREEN_HEIGHT 240

int frame = 0; // 用于跟踪波浪动画帧

void setup() {
    Serial.begin(115200);          // 初始化串口
    Serial.println("Wave Animation");

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

void loop() {
    tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK); // 每帧清屏以消除残影

    for (int x = 0; x < SCREEN_WIDTH; x++) {
        // 计算波浪的 y 坐标
        int y = SCREEN_HEIGHT / 2 + WAVE_HEIGHT * sin((x + frame) * WAVE_PERIOD);

        // 在当前 (x, y) 绘制波浪像素
        tft.drawPixel(x, y, GC9A01A_CYAN); // 波浪使用青色（Cyan）显示
    }

    frame++; // 帧数递增，模拟波浪的动态传播
    delay(FRAME_DELAY); // 帧延迟，控制动画速度
}
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代码解读

1. 基本逻辑
波浪效果通过使用 正弦函数 (sin) 来生成平滑的波形。

每一帧波浪的相位会根据变量 frame 更新，从而实现动态的波浪效果。

2. 主要参数
WAVE_HEIGHT：控制波浪的高度（即振幅），值越大波浪幅度越高。

WAVE_SPEED：影响波浪传播的速度，值越大动画变化越快。

WAVE_PERIOD：决定波浪的周期（波形的宽度），值越大波浪更平缓。

FRAME_DELAY：每帧的延迟时间，控制动画流畅度与整体速度。

3. 绘制波浪
正弦计算：

int y = SCREEN_HEIGHT / 2 + WAVE_HEIGHT * sin((x + frame) * WAVE_PERIOD);
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这里的 sin 生成一个关于 x 和 frame 的动态变化值。

x 是屏幕的横坐标，每个像素点的波动随 x 变化。

frame 是每帧动画的增量，用于制造波浪的移动效果。

绘制像素： 每个 (x, y) 点的波浪由 tft.drawPixel() 方法绘制，生成一个动态的水波线条。

4. 动态更新
每一帧，通过增加 frame 的值实现波浪前进，给人一种波浪传播的错觉。

5. 程序效果
波浪会从屏幕的一侧开始生成并动态移动，看起来像一条流动的水波。

可以根据需要调整参数（如波高、波速等）来实现不同的波浪效果。

实验场景图  动态图

实验场景图  动态图

动态波浪效果

• 模拟水波或正弦波的动态流动，通过逐帧计算像素点位置实现。
  
• 关键点：使用 sin() 或 cos() 函数，逐步调整波浪的相位和振幅。
  
  

for (int x = 0; x < tft.width(); x++) {
    int y = CENTER_Y + 20 * sin((x + frame) * 0.2);  // 正弦波
    tft.drawPixel(x, y, GC9A01A_CYAN);
}
frame++;
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