PD実践2021：LCDの使い方

EV3の画面に文字や絵を表示することができるLCDのAPIを学びます。

LCDに関するAPI
- デォルトのフォントを設定する。シミュレータは標準フォントのみ対応。
  - ER ev3_lcd_set_font (lcdfont_t font)
    - 引数
      - font フォントの番号
      - 戻り値
        
        E_OK 正常終了
        
        E_ID 不正ID番号
  - 例
    - 小さいフォントを設定する：ev3_lcd_set_font(EV3_FONT_SMALL);
    - 標準のフォントを設定する：ev3_lcd_set_font(EV3_FONT_MEDIUM);
- 指定位置に文字列を表示する（x=0,y=10）に”HELLO”を表示する。なお、減点は画面の左隅、ｘ軸は右方向、y軸は下方向。
  - ER ev3_lcd_draw_string (const char *str, int32_t x, int32_t y)
    - 引数
      - x 左上隅の水平方向の位置[ピクセル]
      - y 左上隅の垂直方向の位置[ピクセル]
      - str 文字列
    - 戻り値
      - E_OK 正常終了
  - 例
    - 位置（x=0,y=10）に”HELLO”を表示する
      - ev3_lcd_draw_string(“HELLO”, 0, 10);
- 四角を描いて色を塗る
  - ER ev3_lcd_fill_rect (int32_t x, int32_t y, int32_t w, int32_t h, lcdcolor_t color)
    - 引数
      - x 左上隅の水平方向の位置[ピクセル]
      - y 左上隅の垂直方向の位置[ピクセル]
      - w 矩形の幅
      - h 矩形の高さ
      - color カラー
    - 戻り値
      - E_OK 正常終了
  - 例
    - 指定した位置（x=20,y=30）を始点として、幅40、高さ50の矩形を描き、黒色を塗る
      - ev3_lcd_fill_rect(20, 30, 40, 50, EV3_LCD_BLACK);
  - LCD画面全体を白く塗り潰す（クリアする）
    - ev3_lcd_fill_rect(0, 0, EV3_LCD_WIDTH, EV3_LCD_HEIGHT, EV3_LCD_WHITE);

- サンプルプログラム
  - - /lcd_1/app.c：”hello, world”とLCDに表示するプログラム。
      - 最初の２行はEV3RTのC言語のAPIとmain_task関数を使うときに必要なインクルードファイル。これがないとビルドに失敗する。普通のC言語はmain関数から始まるが、EV3RTのC言語はmain関数の代わりにmain_task関数で始まる。
      - また、main関数の最後はreturn 0で終了するが、EV3RTのC言語はext_tsk()関数で終了する。リアタイムOSでは複数の処理を並列して実行させる機能があり、その処理単位をタスクとよぶ。この関数はタスクの終了処理を行う。
      - LCDに文字列を表示するにはev3_lcd_draw_string関数を使う。始めの引数は文字列、２番目の引数はLCDの横方向の位置、３番目の引数はLCDの縦方向の位置で減点は画面左上隅。このサンプルではC言語バイブル「プログラング言語C」 (カーニハン&リッチー著)の最初の例と同じ”hello, world”とLCDに表示する。
```
#include "ev3api.h" 
#include "app.h"    

void main_task(intptr_t exinf) {
    ev3_lcd_draw_string("hello, world", 0, 10); /* 指定位置に文字列を表示 */
    ext_tsk();   /* タスク終了処理 */                                    
}
```
  - - /lcd_2/app.c：カウンタと矩形を表示するプログラム。
      - 変数をLCDに表示する方法を学ぶ。ev3_lcd_draw_stringは文字列しか表示できないので、sprintf関数を使い、変数countを2番目の引数の書式で文字列strに書いている。
```
#include "ev3api.h"
#include "app.h"

void main_task(intptr_t exinf) {
    int count;
    char str[32];                        /* カウントを表示するための文字列 */
	
    ev3_lcd_set_font(EV3_FONT_MEDIUM);   /* LCDに表示するフォントの設定 */
    while(1){
	sprintf(str, "COUNT:%d", count); /* カウントを表示用の文字列作成 */	
        ev3_lcd_draw_string(str, 30, 60); /* 指定した位置にカウントを表示 */
	
	ev3_lcd_fill_rect(10, 10, 100, 20, EV3_LCD_BLACK); /* 指定した位置に矩形表示 */
		
        tslp_tsk(100000);               /* 100000us(100ms) 刻みで実行 */
	count++;
    }

    /* LCD画面全体を白く塗り潰す（クリアする）*/
    ev3_lcd_fill_rect(0, 0, EV3_LCD_WIDTH, EV3_LCD_HEIGHT, EV3_LCD_WHITE);
    tslp_tsk(1000000);	
    ext_tsk();   /* タスク終了処理 */                                    
}
```
- 演習
  - サンプルプログラム1のビルドと実行
    - 端末で以下のコマンドを実行する。
      - $ cd /ev3rt/hrp3/sdk/workspace
      - $ make app=lcd_1
    - タッチセンサをEV3（ポート1）に接続した後、appをEV3にアップロードし、動作を確認してください。
  - サンプルプログラム１と同様にサンプルプログラム２をビルドしてEV3にアップロードし，動作を確認する．
    - 端末で以下のコマンドを実行する。
      - $ cd /ev3rt/hrp3/sdk/workspace
      - $ make app=lcd_2
- レポート1
  - サンプルプログラムlcd_2を改造し、以下の機能を実現する。なお、サンプルプログラムは変数countが0に初期化されていないので、まず、0に初期化すること。
    - countが100になったら、LCDに“Game Over!”と表示してタスクを終了する。

参考
- LCD API (EV3RT C API Reference)
  - LCD画面の幅は178[px]、高さは128[px]である。
  - LCD画面の左上隅が、座標（x=0,y=0）である。
  - フォントサイズは以下の２通り。なお、シミュレータは普通サイズのフォントのみ対応している。
    - EV3_FONT_SMALL 小さいサイズのフォント：幅6×高さ8[px]
    - EV3_FONT_MEDIUM 普通サイズのフォント：幅10×高さ16[px]

終わり