ESP32玩转ST7735屏：除了显示中文，如何用urequests获取天气并展示？-洪萨配资

ESP32联网天气站：用ST7735屏打造动态气象信息中心

当ESP32遇上ST7735屏幕，简单的文字显示已经不能满足开发者的探索欲望。今天，我们将突破静态显示的局限，打造一个能实时获取并展示天气信息的智能终端。这不仅仅是技术的堆砌，更是一次从"能显示"到"会思考"的跨越。

1. 环境准备与硬件连接

在开始之前，确保你已经完成了ESP32与ST7735屏幕的基础连接和显示测试。硬件连接方案如下：

ESP32引脚	ST7735引脚	备注
GND	GND	共地
3.3V	VDD	电源
IO23	SDA	数据
IO18	SCL	时钟
IO22	RST	复位
IO21	DC	数据/命令选择
IO16	CS	片选
3.3V	BLK	背光

关键组件检查清单：

ESP32开发板（建议使用ESP32-WROOM-32）
ST7735 1.8寸TFT屏幕
MicroUSB数据线
杜邦线若干
稳定的WiFi网络环境

2. 构建MicroPython开发环境

要让ESP32运行我们的天气站程序，首先需要搭建MicroPython环境。以下是详细步骤：

下载最新的MicroPython固件（建议版本1.19或更高）

使用esptool工具刷入固件：

esptool.py --chip esp32 --port /dev/ttyUSB0 erase_flash esptool.py --chip esp32 --port /dev/ttyUSB0 --baud 460800 write_flash -z 0x1000 esp32-20220618-v1.19.1.bin

安装必要的库文件：
- st7735.py（屏幕驱动）
- GB2312-12.fon（中文字库）
- urequests.py（网络请求）

提示：使用ampy工具可以方便地上传文件到ESP32：ampy --port /dev/ttyUSB0 put st7735.py

3. 获取天气API服务

选择一个可靠的天气数据源至关重要。和风天气、OpenWeatherMap等都提供免费层级的API服务。这里以和风天气为例：

注册开发者账号并创建项目
获取API Key（通常需要1-2个工作日审核）

了解API调用方式：

# 基础请求示例 import urequests url = "https://devapi.qweather.com/v7/weather/now?location=101010100&key=你的KEY" response = urequests.get(url) data = response.json()

API响应数据结构示例：

{ "code": "200", "now": { "temp": "24", "feelsLike": "26", "text": "晴", "windDir": "东南风", "windScale": "3", "humidity": "40" } }

4. 实现动态天气显示系统

现在，我们将所有组件整合起来，创建一个完整的天气显示系统。

4.1 主程序框架

import network import urequests import json from machine import Pin, SPI import st7735 import time # 屏幕初始化 spi = SPI(2, baudrate=20000000, polarity=0, phase=0, sck=Pin(18), mosi=Pin(23)) lcd = st7735.ST7735(128, 160, spi, dc=Pin(21), cs=Pin(16), rst=Pin(22), rot=0, bgr=0) lcd.font_load('./GB2312-12.fon') # WiFi配置 WIFI_SSID = "你的WiFi名称" WIFI_PASS = "你的WiFi密码" # 天气API配置 API_KEY = "你的API密钥" LOCATION = "101010100" # 城市代码

4.2 WiFi连接模块

稳定的网络连接是获取天气数据的前提。我们实现一个带错误处理的连接函数：

def connect_wifi(): wifi = network.WLAN(network.STA_IF) if not wifi.isconnected(): wifi.active(True) wifi.connect(WIFI_SSID, WIFI_PASS) max_retry = 10 while not wifi.isconnected() and max_retry > 0: max_retry -= 1 time.sleep(1) if not wifi.isconnected(): lcd.fill(0) lcd.text("WiFi连接失败", 10, 40, 0xF800) lcd.show() return False lcd.fill(0) lcd.text("IP:" + wifi.ifconfig()[0], 10, 50, 0x07E0) lcd.show() return True

4.3 天气数据获取与解析

def get_weather(): try: url = f"https://devapi.qweather.com/v7/weather/now?location={LOCATION}&key={API_KEY}" response = urequests.get(url) if response.status_code == 200: data = response.json() response.close() return data['now'] else: return None except Exception as e: print("获取天气失败:", e) return None

4.4 界面设计与数据展示

优秀的可视化能让信息一目了然。我们设计一个包含温度、天气状况和舒适度的显示布局：

def display_weather(weather): lcd.fill(0) # 温度显示（大字号效果） temp = weather['temp'] lcd.text(f"{temp}°C", 30, 20, 0xF800) # 天气状况 condition = weather['text'] lcd.text(condition, 40, 50, 0xFFFF) # 附加信息 lcd.text(f"湿度: {weather['humidity']}%", 10, 80, 0x07E0) lcd.text(f"风速: {weather['windScale']}级", 10, 100, 0x07E0) lcd.show()

5. 系统优化与进阶技巧

5.1 定时更新策略

频繁请求API可能导致被封禁，我们实现一个智能更新机制：

# 在程序主循环中添加 last_update = 0 update_interval = 1800 # 30分钟更新一次 while True: current_time = time.time() if current_time - last_update > update_interval: if connect_wifi(): weather = get_weather() if weather: display_weather(weather) last_update = current_time time.sleep(10) # 短暂休眠减少功耗

5.2 低功耗优化

对于电池供电的场景，功耗控制尤为重要：

在非更新时段将WiFi模块关闭
降低屏幕亮度或间歇关闭背光
使用ESP32的深度睡眠模式

# 深度睡眠示例 def deep_sleep(seconds): import machine rtc = machine.RTC() rtc.irq(trigger=rtc.ALARM0, wake=machine.DEEPSLEEP) rtc.alarm(rtc.ALARM0, seconds * 1000) machine.deepsleep()

5.3 多城市切换

通过按钮或触摸输入实现多城市切换：

from machine import TouchPad, Touch # 初始化触摸引脚 touch = Touch(Pin(4)) cities = { '北京': '101010100', '上海': '101020100', '广州': '101280101' } current_city = '北京' def check_touch(): if touch.read() < 40: # 阈值根据实际情况调整 return True return False # 在主循环中添加 if check_touch(): # 切换城市逻辑 pass