引子

前段时间用5个HPDL-1414做了一个20字符的显示模块HPDL1414x5，理论上可以作为许多应用的外设，于是决定使用基于ESP8266的NODEMCU平台驱动HPDL1414x5做一个自动网络校时的时钟。

NODEMCU

NODEMCU是一个很久远的项目了，最开始是适配ESP8266的，但是ESP8266似乎都要退市了。项目主要就是一个最小开发板和lua的固件，硬件开源在这里，固件开源在这里，和它类似的还有microPython的固件，使用的是类似于python的语法。

NODEMCU的固件是支持ESP32的，但是需要注意ESP8266和ESP32的固件、提供的函数、文档都不完全相同，ESP32的文档在这里，ESP8266的文档在这里。

我的开发板是在网上买的LiLon NodeMCU V3，和原版的MODEMCU有一些区别。

NODEMCU固件编译

NODEMCU可以选择编译不同的模块，并且由于全部模块都编译可能运行不起来，所以没有提供包含所有模块的固件，需要手动选择需要编译的模块，最简单的方法是使用云编译服务。选择需要使用的模块并填写邮箱，使用ESP8266时Select branch to build from选择release，若要使用ESP32需要选择dev-esp32-idf3-final（此版本idf较低），对于本项目至少需要使用spi、sntp、RTC time、bit模块（ESP8266）或spi、time模块（ESP32）。处理时间大约5分钟，随后会将固件下载链接发送至邮箱。

spi模块用于驱动HPDL1414x5模块，bit模块用于位运算，sntp用于网络校时，RTC time用于提供基础的时间类函数，ESP32的time模块同时包含了stnp和RTC time。

烧录固件

最简单的方法是使用NodeMCU PyFlasher来烧录固件，具体参考文档。

编写驱动（HPDL1414x5.lua）

对于ESP8266只有一个额外SPI可用，即HSPI（ID 1），并且引脚也是固定的，对于原版NODEMCU使用的是D5、6、7、8：

需要注意spi.send()函数的参数虽然可以发送多个数据，但是每个数据之间的cs会被拉起，也就是说每个数据有相当于是重新发送，因此配置为16位一次性发送地址和数据：

local HPDL1414x5

local function init()
    spi.setup(1, spi.MASTER, spi.CPOL_HIGH, spi.CPHA_HIGH, 16, 1)
end

local function putc(address, char)
    spi.send(1, bit.bor(bit.lshift(address, 8), string.byte(char, 1)), bit.bor(0xFC00, string.byte(char, 1)))
end

local function clear()
    for i = 0, 19 do
        putc(i, ' ')
    end
end

local function puts(str)
    for i = 1, math.min(#str, 20) do
        putc(20 - i, string.sub(str, i, i))
    end
end

HPDL1414x5 = {
    init = init,
    putc = putc,
    clear = clear,
    puts = puts
}

return HPDL1414x5

对于ESP32，拥有两个可用spi：HSPI、VSPI，并且可以自由绑定在大部分引脚上：

local HPDL1414x5

local bus = nil;
local device = nil;

local function init()
    bus = spi.master(spi.HSPI, {sclk = 19, mosi = 23})
    device = bus:device({cs = 22, mode = 3 ,freq = 1000000})
end

local function putc(address, char)
    device:transfer(string.char(address)..char)
    device:transfer(string.char(0xFC)..char)
end

local function clear()
    for i = 0, 19 do
        putc(i, ' ')
    end
end

local function puts(str)
    for i = 1, math.min(#str, 20) do
        putc(20 - i, string.sub(str, i, i))
    end
end

HPDL1414x5 = {
    init = init,
    putc = putc,
    clear = clear,
    puts = puts
}

return HPDL1414x5

编写主程序（init.lua）

在固件启动后会调用init.lua，因此将主程序写在这里：

local HPDL1414x5 = require("HPDL1414x5")
HPDL1414x5.init()

function adjust_rtc(sec, usec, server, info)
    rtctime.set(sec, usec)
end

local status = false
function prtint_time()
    local sec, usec = rtctime.get()
    localTime = rtctime.epoch2cal(sec + 8 * 3600)
    if sec <= 1704038400 then
        if status then
            HPDL1414x5.puts("    SYNC WITH NTP   ")
        else
            HPDL1414x5.puts("POWERED BY HADONGZHU")
        end
        status = not status
    else
        HPDL1414x5.puts(string.format(" %02d-%02d-%02d  %02d:%02d:%02d ", localTime["year"] % 100, localTime["mon"], localTime["day"], localTime["hour"], localTime["min"], localTime["sec"]))
    end
    print(string.format("%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", localTime["year"] % 100, localTime["mon"], localTime["day"], localTime["hour"], localTime["min"], localTime["sec"]))
    print(sec)
end


wifi.setmode(wifi.STATION)
wifi.sta.config({ssid="ssid", pwd="password"})

sntp.sync(nil, adjust_rtc, nil, 1)
mytimer = tmr.create()
mytimer:register(1000, tmr.ALARM_AUTO, prtint_time)
mytimer:start()
HPDL1414x5.puts("POWERED BY HADONGZHU")

对于ESP32的使用方式略有不同：

local HPDL1414x5 = require("HPDL1414x5")
HPDL1414x5.init()

function ntpsync()
    time.initntp("cn.ntp.org.cn")
end

local status = false
function prtint_time()
    sec, usec = time.get()
    localTime = time.getlocal()
    HPDL1414x5.puts(string.format("%04d-%02d-%02d  %02d:%02d:%02d", localTime["year"], localTime["mon"], localTime["day"], localTime["hour"], localTime["min"], localTime["sec"]))
    print(string.format("%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", localTime["year"] % 100, localTime["mon"], localTime["day"], localTime["hour"], localTime["min"], localTime["sec"]))
    print(sec)
end

time.settimezone("CST-8")

wifi.mode(wifi.STATION)
wifi.start()
wifi.sta.on("connected", ntpsync)
wifi.sta.config({ssid="ssid", pwd="password"})
wifi.sta.connect()

mytimer = tmr.create()
mytimer:register(1000, tmr.ALARM_AUTO, prtint_time)
mytimer:start()
HPDL1414x5.puts("-----HADONGZHU------")

上传脚本

使用ESPlorer将HPDL1414x5.lua和init.lua上传到nodemcu中，当ntp未获取到时将交错显示『POWERED BY HADONGZHU』和『SYNC WITH NTP』，获取到时间后将显示当前的时间：

其他的一点小问题

HPDL1414x5的5V接在VIN显示会很暗淡，查看了一下原理图，NODEMCU的VIN和真的输入之间还隔了一个二极管，会引起比较大的压降，不过我使用的LiLon NodeMCU V3将NODEMCU保留的引脚改为了5V直接输出（VV），接在VV上就可以了。