Electronic Sandglass of M5StickC Plus

⚙️ 依赖

1. M5StickC Plus SDK，通过Github或Arduino下载库
2. Arduino或VSCode
3. 两块LED灯板、杜邦线若干

👉 本工程基于VSCode与Arduino开发，在此环境下，工程可直接编译通过。在Arduino IDE下，可能存在头文件路径的问题，未验证。

📄 文档结构

├─ demo，独立的电子沙漏倒计时工程

│ ├─ build，编译时的构建文件

│ │ └─ ……

│ ├─ include，工程头文件

│ │ ├─ bsp_timer.h，硬件定时器相关

│ │ ├─ ledmatrix.h，控制LED灯板的方法

│ │ ├─ matrixsand.h，矩阵沙粒的动态计算方法

│ │ ├─ matrixsand.py

│ │ ├─ nonblock_delay.h，非阻塞延迟函数

│ │ ├─ sandglass.h，顶层电子沙漏与倒计时逻辑的方法

│ │ ├─ softspi.h，软SPI底层

│ │ └─ user.h，用户逻辑相关

│ ├─ src，工程源文件

│ │ ├─ bsp_timer.cpp

│ │ ├─ ledmatrix.cpp

│ │ ├─ nonblock_delay.cpp

│ │ ├─ sandglass.cpp

│ │ └─ user.cpp

│ └─ demo.ino

├─ imu_sandglass，独立的重力电子沙漏工程（仅沙漏，无倒计时部分逻辑）

│ ├─ include

│ │ └─ ……

│ ├─ src

│ │ └─ ……

│ └─ imu_sandglass.ino

└─ StickC_Plus_20200616.pdf，M5StickC Plus 电路原理图

⛓️ 硬件结构

两块LED矩阵上有两片74595，可以使用软SPI方式驱动灯板。限于M5引出的IO口有限（且下方的IO口用杜邦线引出十分不牢固），两路SPI总线(data、clock、latch)可以共用数据与Latch线，而不共用时钟线，通过面包板连接。

左下角LED灯板为沙漏⌛的上方，其沙粒从右下角流至第二块灯板的左上角。

LED灯板与M5的具体连接关系：

引脚	含义	引脚编号
G26	数据信号	26
G25	时钟信号1	25
G33	时钟信号2	33
G0	Latch信号	0
G36	复用IO，需要设置浮空输入	36

#define MUTEX_PIN	GPIO_NUM_36
gpio_pulldown_dis(MUTEX_PIN);
gpio_pullup_dis(MUTEX_PIN);

📦 软件结构

软件工程组成：软SPI驱动、LED矩阵驱动、矩阵沙的动态效果计算、电子沙漏顶层类、定时器（与中断服务）及非阻塞延时的功能函数。软件主要的工作流程如图所示：

🛠 工程

工程代码讲解及效果参见：

1. CSDN工程详解：基于M5StickC Plus的可定时电子沙漏(LCD+软SPI+Arduino/C++)
2. B站：工程演示
3. 重力电子沙漏部分未作展示

📚 参考

1. M5StickC API
2. 软SPI：bxparks/AceSPI
3. LED矩阵：adafruit/Adafruit_CircuitPython_HT16K33，用C++实现
4. 矩阵沙粒随重力动态效果计算：adafruit/Adafruit_Learning_System_Guides，用C++实现
5. 重力电子沙漏：LED Matrix Hourglass Created by Ruiz Brothers，用C++实现