TFT LCDディスプレイでグラフを表示する　ST7735(0.96 inch, 80*160 pixel TFT color display with ST7735 controller)

## 今回の目的

### グラフの作成と表示(Arduino UNOバージョン)
![1.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1043128/50cc3f3b-ead9-1a1c-9491-508b14a9990d.gif)

### グラフの作成と表示+可変抵抗(ESP32バージョン)
![2.gif](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1043128/ad966ca0-56cd-5ea7-ec8a-8248b17257b5.gif)




## ライブラリ
Adafruit_GFX.h
Adafruit_ST7735.h

が必要です

## TFT LCDディスプレイへの接続（SPIについて）

【空いているGPIOピンに接続】
RST：reset line
CS ：chip select line
DC ：data/command line
※空いているGPIOピンを設定すれば、どのピンでもOKらしい
↑躓いたところ

【マイコンによって固定されたSPI専用ピン】
SCLK
MISO
MOSI
SS
※SPIのピンはマイコンによって指定されている

https://stemship.com/arduino-beginner-spi/

### Arduino UNO SPI配線

![IMG20210807205649.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1043128/fa34352d-a3a9-cd3b-6835-64ded23bd9e6.jpeg)


//ディスプレイの配線
CS ：6
RST：5
DC ：7
SCL ：13
SDA ：11
VCC ：5V
GNS：GND

## ESP32のSPI配線
![IMG20210807223651.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1043128/d7ed9fc7-de77-a8f6-dcc5-7c44853ea0b5.jpeg)


![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1043128/016df607-a338-824e-4e19-54e59d060b0a.png)

※GPIO15に可変抵抗をつけてます。

## Arduino UNO グラフ表示のスクリプト

```st7735_0.96inch_display.ino

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include <SPI.h>

//ディスプレイの配線
#define TFT_CS     6
#define TFT_RST    5
#define TFT_DC     7
#define TFT_SCLK 13
#define TFT_MOSI 11

//Display Size
#define display_width 160
#define display_height 80

//ST7735のクラス定義
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS,  TFT_DC, TFT_RST);

int display_pixel_x,display_pixel_y,Offset_pixel=20;
int16_t max_result;
int16_t result = 100;
float multiplier = 1.0f;

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  
  // Use this initializer (uncomment) 
  //if you're using a 0.96" 180x60 TFT
  tft.initR(INITR_MINI160x80);

  //画面のローテーション
  tft.setRotation(3);

  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  TextWrap("Agricalture Chair System", ST7735_BLUE);
  delay(1000);
}

void loop() {  
  result = result -1;

  if(result < 0) result = 100;

  //Show Word
  TextWrap("ThreshHold", ST7735_RED);
  
  //Max update
  max_result = MaxUpdate(max_result, result);

  //Draw LineGraph
  DrawLineGraph(result, max_result);

  //Draw Axis
  DrawAxis_x();
  
  Serial.println(result);
  delay(10);
}

void TextWrap(char *text, uint16_t color) {
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.setTextSize(2);
  tft.setTextColor(color);
  tft.setTextWrap(true);
  tft.print(text);
}

int16_t MaxUpdate(int16_t max_result, int16_t result){
  //Max update
  if(max_result < result){
    max_result = result;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }

  return max_result;
}

void DrawLineGraph(int value ,int max_result){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_result = map(value,0,max_result,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_result, ST7735_WHITE);
  
  display_pixel_y = graph_result;
  display_pixel_x++;

  //update line display
  if(display_pixel_x + Offset_pixel > display_width){
    display_pixel_x = 0;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }  
}

int16_t map_normalize(int16_t value, int16_t max_result){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_result = map(value,0,max_result,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_result, ST7735_WHITE);
}

void DrawAxis_x(){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;
  
  int16_t axis_x = 45;
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, axis_x, display_width, axis_x, ST7735_RED);
  tft.drawLine(20, display_min_height, 20, display_max_height, ST7735_RED);
  
  tft.setTextSize(1);
  tft.setCursor(0, axis_x);
  tft.print("0");
  tft.setCursor(0, display_min_height);
  tft.print("20");
  tft.setCursor(0, display_max_height);
  tft.print("-20");
}
```

## ESP32 グラフ表示スクリプト
```st7735_0.96inch_display.ino
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include <SPI.h>

//ディスプレイの配線
#define TFT_CS   5
#define TFT_RST  4   //空いてるピンでOK⇒16pinも可能
#define TFT_DC   22  //空いてるピンでOK⇒17pinも可能
#define TFT_SCLK 18
#define TFT_MOSI 23

//Display Size
#define display_width 160
#define display_height 80

//ST7735のクラス定義
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST);

int display_pixel_x,display_pixel_y,Offset_pixel=20;
int16_t max_value;
int16_t value = 100;
float multiplier = 1.0f;

void setup(void) {
  Serial.begin(9600);
  
  // Use this initializer (uncomment) 
  //if you're using a 0.96" 180x60 TFT
  tft.initR(INITR_MINI160x80);

  //画面のローテーション
  tft.setRotation(3);

  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  TextWrap("Agricalture Chair System", ST7735_BLUE);
  delay(1000);
  
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  max_value = 40;
}

void loop() {
  int16_t value = analogRead(15) / 100;

  //Show Word
  TextWrap("VALUE: ", ST7735_BLUE);

  //値の更新表示
  tft.fillRect(80, 0, 160, 20, ST7735_BLACK);
  tft.print(value-20);
  
  //Max update
  max_value = MaxUpdate(max_value, value);

  //Draw LineGraph
  DrawLineGraph(value, max_value);

  //Draw Axis
  DrawAxis_x();
  
  Serial.println(value);
  delay(10);
}

void TextWrap(char *text, uint16_t color) {
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.setTextSize(2);
  tft.setTextColor(color);
  tft.setTextWrap(true);
  tft.print(text);
}

int16_t MaxUpdate(int16_t max_value, int16_t value){
  //Max update
  if(max_value < value){
    max_value = value;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }

  return max_value;
}

void DrawLineGraph(int value ,int max_value){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_value = map(value,0,max_value,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_value, ST7735_WHITE);
  
  display_pixel_y = graph_value;
  display_pixel_x++;

  //update line display
  if(display_pixel_x + Offset_pixel > display_width){
    display_pixel_x = 0;
    tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
  }  
}

int16_t map_normalize(int16_t value, int16_t max_value){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;

  //mapで表示範囲の変換
  int16_t graph_value = map(value,0,max_value,display_max_height,display_min_height);
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, display_pixel_y, display_pixel_x + Offset_pixel + 1, graph_value, ST7735_WHITE);
}

void DrawAxis_x(){
  //表示ディスプレイの範囲
  int16_t display_max_height = 70;
  int16_t display_min_height = 20;
  
  int16_t axis_x = 45;
  tft.drawLine(display_pixel_x + Offset_pixel, axis_x, display_width, axis_x, ST7735_RED);
  tft.drawLine(20, display_min_height, 20, display_max_height, ST7735_RED);
  
  tft.setTextSize(1);
  tft.setCursor(0, axis_x);
  tft.print("0");
  tft.setCursor(0, display_min_height);
  tft.print("20");
  tft.setCursor(0, display_max_height);
  tft.print("-20");
}

```

## ST7735 DataSheet
https://www.displayfuture.com/Display/datasheet/controller/ST7735.pdf

## 参考サイト
### Arduino Mini
https://thesolaruniverse.wordpress.com/2020/12/26/the-tiny-tft-that-delivers-the-0-96-inch-80160-tft-display-with-st7735-driver-for-arduino/

### ESP32
https://www.youtube.com/watch?v=AADmsRuzRRA

https://leico.github.io/TechnicalNote/Arduino/esp32-2.2LCD

### ESP32 Developer(SwitchScience)
https://qiita.com/TwDaiki/items/4cacdd67f7c3e53f8769


### Arduino Uno
https://electropeak.com/learn/interfacing-0-96-inch-spi-oled-full-color-ips-display-module-with-arduino/

### ATtiny85
http://www.technoblogy.com/show?L6I