上一篇技术文章“Smart Display RS485 Introduction”对 RS485 和 Modbus 协议进行了初步介绍。本文将通过多页面示例进一步介绍几种常用的 Smart Display 开发技巧，包括：

• 如何使用 Button widget 切换页面。
• 如何在页面切换后更新 widget 数值。
• 如何通过蜂鸣器产生不同时长的提示音。
• 如何使用 Graph widget。

 

准备材料

• 一款配备 RS485 接口的 Smart Display。本示例使用 3.5" Smart Display。
• Arduino（Uno 或 Mega2560）。
• Arduino RS485 扩展板（Link to DFRobot）。
• 可变电阻（VR）。

 

接线方式

• 可变电阻：Vcc 接 5V，GND 接 GND，输出端连接至 Arduino A0。
• 将 RS485 扩展板的 A 端连接至 Smart Display RS485+。
• 将 RS485 扩展板的 B 端连接至 Smart Display RS485-。

 

示例内容

本项目包含三个页面，可通过 Button widget 在页面之间进行切换。各页面的内容和功能如下：

页面 1：
右侧设有一个用于切换至下一页的按钮，其下方设有一个 Horizontal Slider，用于调节屏幕亮度。预览图如下：

页面 2：
左侧设有返回上一页的按钮，右侧设有切换至下一页的按钮。此外，下方还有三个按钮，可分别产生短、中、长三种不同时长的蜂鸣提示音。

页面 3：
左侧设有返回上一页的按钮。使用可变电阻模拟模拟量输入，并将结果显示在 Graph widget 上。

由于本示例使用了 RS485 扩展板，在开始编程前，请通过库管理器（Library Manager）下载所需的库：

创建页面内容

首先，使用 GUI Builder 创建页面内容。每个页面中的 Text widget 都可以直接输入文字，因此无需在程序中另外定义。

各 widget 的详细内容如下表所示：

您可以根据现有材料选择 Smart Display 型号，并使用不同的 widget 创建不同的界面。需要注意的是，每个页面的 widget ID 和 type 必须与程序中的定义保持一致。为避免增加复杂度，建议根据此表提供的 widget ID 和 type 创建页面内容。

接下来进入程序部分。

示例说明

(1) 引入文件

下载 ModbusMaster 库后，请确保使用 #include 指令将其引入：

此外，我们还将一些与 Smart Display 相关的常量放在 SmartDisplayModbus.h 中，以便统一管理。请确保同时将该文件引入。

(2) Widget ID 与寄存器地址转换

上一篇文章介绍了 widget ID 与寄存器地址的转换方法，如下所示：

不过，该表格是基于早期每个页面最多包含 10 个 widget 的设计。目前，每个页面最多可包含 64 个 widget。该表格仍适用于前 10 个 widget，但从第 11 个 widget 开始，需要切换到新的寄存器区域。因此，我们定义了以下宏：

为了便于使用，我们定义了一个根据 widget ID 进行读写的函数，并在函数中完成寄存器地址转换：

(3) Widget ID 与 GUI 设计

使用 GUI Builder 设计页面内容时，我们已经提到 widget ID 必须保持一致。因此，程序中定义了以下 widget ID 常量：

使用这些常量定义有助于识别 widget 类型，并方便与实际页面设计进行对照。如果后续修改 GUI 设计，请记得核对这些数值，以避免出现错误。

(4) 蜂鸣器

固件通过计数器延迟一段时间后向蜂鸣器发送 0/1 信号使其发声，并使用其他计数器控制声音的启动和停止时间。为了使蜂鸣器发声，需要写入以下四个寄存器：

为了调整声音持续时间，我们创建一个传入 SMARTDISPLAY_BUZZER_HIGH 参数的函数来控制蜂鸣器发声。示例如下：

只有当 SMARTDISPLAY_BUZZER_ACTIVE 的值与上一次写入的值不同时，蜂鸣器才会发声。因此，该变量在函数中以 static 形式保存，并在每次调用前进行反向处理。

最后，在页面处理函数中，即可根据按钮状态产生不同时长的蜂鸣声：

(5) 页面切换

切换页面前，需要先进入 CONFIG_MODE。设置新页面后，再切换至 DISPLAY_MODE。切换页面时，Smart Display 会重新加载新页面上的所有 widget。为了避免在 Smart Display 完成加载前进行读写操作，通常需要加入一段延迟时间。延迟时间的长短取决于页面的复杂程度。如果页面切换后出现异常，可以尝试适当延长延迟时间，确认问题是否得到解决。

页面切换后，新页面上的 widget 会恢复为默认值。因此，我们建立了一套处理流程，用于执行页面切换、记录 widget 数值以及恢复 widget 数值。

首先，定义用于页面处理的函数指针，以便建立页面表，并为每个页面指定对应的处理函数：

接着建立页面表：

常量 MAX_WIDGETS_PER_PAGE 定义了每个页面需要记录数值的 widget 数量。如果后续增加了 widget，请记得同步更新该值。

最后，在 loop() 函数中处理页面切换和 widget：

如果当前页面 _curPage 与下一页面 _nextPage 不同，则将页面切换标志 newPage 设为 true。这样页面处理函数就会知道需要进行初始化。下面以 Page0 为例：

如果传入的 init 参数为 true，表示刚进入该页面，我们会将 WIDGET_P0_BUTTON_NEXT 的值设为 0。这是因为切换到新页面时，按钮的默认值为 0。我们希望只有在按钮被按下时（即数值从 0 变为 1）才执行特定指令（本例中为切换至 PAGE_1）。因此，需要将其重新设为 0，因为该值之前可能已经因按钮被按下而变为 1。

Slider widget 加载时的初始值同样为 0，但之前可能已经通过该 widget 调整过亮度，因此需要将其恢复为当前的亮度值 _brightness。

在其他情况下（init 为 false），可以根据 widget 的数值是否发生变化进行相应处理。最后，将所有 widget 的数值保存下来，供下一次处理时参考。

对于下一页面 _nextPage 的设置，可以使用以下函数：

页面处理函数会检查 widget 的内容。如果检测到按钮数值从 0 变为 1，即可调用该函数发出页面切换请求。示例如下：

(6) Graph Widget

Graph widget 可以将写入的数值以图形方式显示。在本示例中，我们将可变电阻连接至 A0 来模拟模拟量输入，并通过 Graph widget 显示数据变化。Arduino 的模拟输入范围为 0-1023，而 Graph widget 接受的数值范围为 0-100，因此需要使用 map() 函数进行范围转换。

Graph widget 仅在数值发生变化时更新画面。如果希望实现周期性更新效果，可以采用一个简单的方法：定期检查数值，如果新的数值与上一次读取的数值相同，则对其进行微调（加 1 或减 1）。这样即可产生周期性更新的动态显示效果。

结语

以上就是本次示例程序的说明，希望能够帮助读者进一步了解相关的开发方法。本示例也可作为后续项目开发的基础框架，有助于缩短开发时间。完整程序可通过以下链接下载：Modbus-MultiPageOperation on GitHub。

如果您对 RS485 / Modbus 还不熟悉，可以参考上一篇文章了解更多信息：Smart Display RS485 Introduction。