静谧的智慧 · 课程教学流程图

基于 ESP32 + 电子墨水屏的工程实践课程(共 38 课时)
项目 ① 硬件构建 8 课时

TA的骨骼与心脏:PCB设计

PCB设计示意图
核心活动:
  • 探究微胶囊电泳显示原理(双稳态特性)。
  • 使用 EDA 软件绘制原理图 (ESP32 + LDO + Boost)。
  • PCB Layout 布局布线与制板打样。
  • 贴片元件焊接与电源通信链路测试。
留问:为什么墨水屏驱动电路通常需要升压模块?
项目 ① 结构制作 4 课时

TA的盔甲:3D建模与外壳

3D打印示意图
核心活动:
  • 测量 PCB 及屏幕尺寸,使用 CAD 设计外壳。
  • 设计屏幕开窗、按键位及 Type-C 接口。
  • 3D 打印切片、打印、打磨与物理组装。
留问:如何设计卡扣结构以便于后续维修?
项目 ② 驱动开发 6 课时

TA的第一声呼吸:SPI通信

SPI通信示意图
核心活动:
  • 学习 SPI 协议 (MOSI, SCK, CS, DC, BUSY)。
  • 编写底层驱动:初始化、清屏。
  • 实现“全刷”与“局刷”功能代码。
留问:全刷与局刷在波形驱动上有什么本质区别?
项目 ② 图形显示 4 课时

TA的书法课:字库与图形

字库显示示意图
核心活动:
  • 引入中文字库,实现汉字坐标定位显示。
  • 编写几何图形函数库(点、线、圆、矩形)。
  • 构建基础 GUI 图形接口。
项目 ③ 核心算法 6 课时

TA的调色盘:图像抖动算法

抖动算法示意图
核心活动:
  • 理解位图结构,实现灰度转二值化(阈值法)。
  • 编程实现 Floyd-Steinberg 误差扩散抖动算法。
  • 利用疏密黑白点模拟灰度层次感。
留问:如何用黑白红三色模拟出“粉色”的视觉效果?
项目 ③ 数据压缩 4 课时

TA的记忆术:RLE压缩

压缩算法示意图
核心活动:
  • 分析 800x480 图片数据量与传输瓶颈。
  • 学习 Run-Length Encoding (RLE) 游程编码原理。
  • 编写算法压缩图片数据,优化传输效率。
留问:噪点图和色块图,RLE压缩效率有何不同?
项目 ④ 系统集成 4 课时

TA的社交网络:Web服务器

Web控制台示意图
核心活动:
  • 配置 ESP32 AP/STA 模式,搭建 Web Server。
  • 编写 HTML/JS 前端:输入文字、裁剪图片。
  • 实现 HTTP POST 交互,将数据无线发送至墨水屏。
项目 ④ 综合实践 2 课时

TA的毕业展:个性化发布

毕业展示示意图
核心活动:
  • 设计专属铭牌(头像、姓名、座右铭)。
  • 全班系统联调与展示。
  • 拓展:MQTT 协议实现全班统一控制。