OLED 绘制数学图形

这篇文章会使用 micro:bit 链接 OLED1306 显示器，搭配“变数”、“三角函数”、“重复循环”等积木，在 OLED 上绘制“正弦波形”以及“圆形”两种数学图形。

相关文章参考：变数、三角函数、重复循环。

micro:bit 连接 OLED1306 显示器

按照下图，使用“扩充板、杜邦线、面包板”，将 micro:bit 连接 OLED1306 显示器。

加入 OLED1306 积木

打开 MakeCode 的扩展功能，搜索“oled”，从搜索结果中选择“OLED12864_I2C”的项目，点选加入 OLED1306 显示器积木。

OLED1306 积木完整教学：OLED1306 显示器。

绘制“正弦波形”

“正弦波形”是什么呢？是一种来自三角函数中的正弦​比例的曲线波形，当 x 不断改变时，透过震幅、角度和正弦函数计算 y 座标，模拟周期性的波形图案。

正弦波形 y 座标公式：y = y0 + n × sin(deg)

( y0：y 轴位置、n：震幅大小、deg：角度 )

更多详细正弦波形公式，可以参考：The General Sinusoidal Function

了解公式原理后，就可以开始设计 OLED 的绘图程序：

• 按照公式，先放入对应的 x、y、y0、n、deg 变数，并设定数值。
• 使用重复循环，重复 128 次 ( 因为 OLED 的 x 方向分辨率只有 128 点 )
• 每次重复时
  • 计算 y 座标 ( 注意！MakeCode 的三角函数使用“弧度”，要将角度除以 57.7 转换 )。
  • OLED 绘制在 (x,y) 绘制亮点。
  • x 增加 1。
  • deg 增加 20。

完成后，启动 micro:bit，OLED 就会画出正弦波形。

绘制“圆形”

“圆形”是透过三角函数，计算圆周上的 x 与 y 座标所画出的图形。

圆形座标公式 ( x0、y0 为圆心座标，r 为半径，deg 为角度 )：

• x 座标：x0 + r × cos(deg)
• y 座标：y0 + r × sin(deg)

首先新增一个名为 circle 的函数，替函数加入 x0、y0、r 和 deg 四个参数，透过函数绘制圆形。

了解公式原理后，就可以开始设计 OLED 的绘图程序：

• 按照公式，编辑 circle 函数内容。
• 使用计次循环，重复 deg 次 ( 360 度可以画出圆形，180 度可以画出半圆形 )。
• 每次重复时计算 x、y 座标，并在 OLED 绘制亮点。
• 函数编辑完成后，于启动时呼叫 circle 函数。

完成后，启动 micro:bit，OLED 就会画出圆形。

如果需要修改“起始角度”，可以把 circle 函数增加一个 deg0 的参数，计算角度时，先加上 deg0，就能够指定起始的角度。

下图的例子，按下 A 按钮时，OLED 会画出左边的半圆形，按下 B 按钮时，OLED 会画出右边的半圆形。

范例解答

• 范例解答：OLED 绘制正弦波形

• 范例解答：OLED 绘制圆形

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