外观
3.7 LCD、背光与闹铃播放
这节要搞懂：界面怎么画才不卡，闹钟怎么响才停得下来。 需要基础：3.6
一、什么是局部刷新
局部刷新指的是：界面更新时，只重绘发生变化的区域，而不是整屏重画。这能大幅降低数据传输量和 CPU 占用。
为什么必须这么做：我们的屏是 240×320，刷满一整屏要传 15 万字节，20MHz 下大约 60 毫秒。每秒刷一次的话，屏幕会明显闪、卡。
但其实每秒只有"秒"那两个数字在变 —— 只刷那一小块，1 毫秒都用不到。
二、把屏幕分成几块
240 像素宽
┌────────────────────────────┐ y = 0
│ ① 日期 每天变一次 │
├────────────────────────────┤ y = 40
│ │
│ ② 时间 秒每秒变 │ ← 只有这块要频繁刷
│ │
├────────────────────────────┤ y = 150
│ ③ 室内温湿度 2 秒变一次 │
├────────────────────────────┤ y = 210
│ ④ 天气 10 分钟变一次 │
├────────────────────────────┤ y = 280
│ ⑤ WiFi / 闹钟图标 很少变 │
└────────────────────────────┘ y = 320240×320 是竖屏，比 240×240 高出 80 像素，正好够天气单独占一块，不用和温湿度挤在一起。
每块区域独立刷新，互不影响。
三、代码怎么写
c
void ui_draw_second(int second)
{
static int last_second = -1;
if (second == last_second) {
return; // ⭐ 没变就不画，省掉大量无用功
}
last_second = second;
char text[4];
snprintf(text, sizeof(text), "%02d", second);
ui_draw_text(SECOND_X, SECOND_Y, text); // 只画这一小块（约 60×48 像素）
}一个通用技巧
画之前先判断"跟上次一样吗"，一样就直接返回。
这一行判断能省掉 90% 的无用刷新，是性能优化里性价比最高的一招。
四、闹钟怎么判断到点了
闹钟时间怎么存
工程里闹钟不是拆成时、分两个数字存的，而是一个字符串：
c
char alarm[16]; // "07:30" 表示 7 点 30 分；"close" 表示关闭为什么用字符串
一个字段同时表达了"几点几分"和"开没开"，不用再额外存一个 enabled 布尔值。
而且 BLE / MQTT 下发的 JSON 里本来就是字符串（{"alarm":"07:30"}），收到什么就存什么，中间不用转换，少一层出错的机会。
判断方式：直接比字符串
alarm_task 每秒把当前时间格式化成 "HH:MM"，和配置里的 alarm 直接比：
c
void alarm_task(void *pvParameters)
{
char time_text[16];
while (1) {
app_config_t cfg;
app_config_get(&cfg);
// 取当前时间，格式化成 "HH:MM"
if (app_time_get_time_line(time_text, sizeof(time_text))) {
// ⭐ 字符串一致就说明到点了
if (strcmp(time_text, cfg.alarm) == 0) {
alarm_start();
}
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
}
}"close" 天然就是关闭
配置成 "close" 时，它永远不可能等于任何一个 "HH:MM"，所以自动就不会触发 —— 不需要额外写一个 if (enabled) 判断。
这是用字符串存的另一个好处。
一分钟内会重复触发
"07:30" 这个字符串会持续整整一分钟，所以这一分钟里每秒都会匹配成功。
如果 app_audio_player_play_alarm_beep() 里没有"已经在响就别重复启动"的判断，就会被反复触发。
两种解法：
- 在播放函数里加一个
if (s_ringing) return; - 记住上一次匹配的分钟，只在从不匹配变成匹配的那一刻触发
五、闹铃是"算"出来的，不是存的 ⭐
这台设备的提示音不是预先录好的音频文件，而是用代码实时生成采样点，直接喂给 I2S 喇叭。
| 存音频文件 | 代码生成 | |
|---|---|---|
| 占 Flash | 1 秒 32KB 起 | 0 |
| 换音调 | 重新做文件 + 重烧固件 | 改一个数字 |
| 音色 | 想要什么样都行 | 简单的"滴滴"声 |
做提示音这种简单声音，代码生成完胜。
工程里用的是方波
回忆 2.6：PCM 就是一串表示振幅的数值。所以"生成声音"就是算出这串数值。
最简单的做法是方波 —— 在正负两个固定值之间来回跳：
c
#define SAMPLE_RATE 16000
#define TONE_FREQ 2000 // 提示音频率
#define AMPLITUDE 16000 // 振幅（最大 32767）
static void tone_fill_square(int16_t *buf, int samples, int freq)
{
int half_period = SAMPLE_RATE / freq / 2; // 半个周期有多少个采样点
for (int i = 0; i < samples; i++) {
// 前半周期给 +16000，后半周期给 -16000
buf[i] = ((i / half_period) % 2) ? -AMPLITUDE : AMPLITUDE;
}
}画出来就是这样：
+16000 ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐
│ │ │ │ │ │
0 ┼────┼────┼────┼────┼────┼──
│ │ │ │ │ │
-16000 └────┘ └────┘ └────┘为什么用方波而不是正弦波
方波只有加减法，正弦波要调 sinf()。
| 方波 | 正弦波 | |
|---|---|---|
| 计算量 | 几乎为零 | 每个点算一次三角函数 |
| 音色 | 尖锐、"电子感"强 | 柔和、干净 |
| 适合 | 提示音、闹铃 | 音乐、长时间播放 |
闹铃本来就要刺耳一点才叫得醒人，方波反而更合适，还省 CPU。
做成"滴—滴—滴"
一直响一个音很烦，实际是响一下、停一下：
c
void alarm_play_beeps(void)
{
static int16_t buf[SAMPLE_RATE / 5]; // 200ms 的缓冲
int samples = sizeof(buf) / sizeof(buf[0]);
size_t written;
for (int n = 0; n < 3; n++) { // 响 3 声
// 响 200ms
tone_fill_square(buf, samples, TONE_FREQ);
i2s_channel_write(s_tx_chan, buf, sizeof(buf), &written, portMAX_DELAY);
// 停 200ms（喂静音，比停止 I2S 更简单）
memset(buf, 0, sizeof(buf));
i2s_channel_write(s_tx_chan, buf, sizeof(buf), &written, portMAX_DELAY);
}
}播放必须在独立任务里
i2s_channel_write() 是阻塞的 —— DMA 缓冲满了它就会等。
写在主界面循环里，界面会卡住几百毫秒：时间不刷新、手机发来的命令也处理不了。
工程里由 app_audio_player.c 负责播放。
方波会有"啪"的爆音
方波从 0 直接跳到 ±16000，喇叭容易发出爆音。
想改善的话，可以在开头几毫秒让振幅从 0 渐升、结尾渐降（淡入淡出）。当前工程没做这一步，属于可优化项。
和 SD 卡播放不是一回事
工程里还有播放 SD 卡音频文件的功能（3.9），那是另一条路径：
| 闹铃提示音 | SD 卡音频 | |
|---|---|---|
| 声音从哪来 | 代码实时算出来 | 读 SD 卡里的文件 |
| 要不要 SD 卡 | ❌ 不用 | ✅ 必须有 |
| 用途 | 闹钟、按键反馈这类短提示 | 放歌、放录音 |
六、响铃时的视觉提示（可优化项）
当前工程只有声音，屏幕上没有专门的响铃提示。
如果想加，最简单的做法是利用主界面循环，每秒翻转一次颜色：
c
// 在 update_dashboard_loop() 里，检测到正在响铃时
if (s_ringing) {
static bool blink = false;
blink = !blink;
app_display_show_alarm_banner(blink); // 一亮一灭
TFTLCD_SetBacklightBrightness(1023); // 背光拉满，晚上才看得见
}为什么值得加
闹钟响的时候人还迷糊着，声音 + 视觉双重提示比只有声音好用得多。
而且万一喇叭坏了或者音量调太小，屏幕还能兜底。
七、背光渐变
进入设置或响铃时把背光调亮，用硬件渐变不占 CPU：
c
ledc_fade_func_install(0); // 初始化时调一次
// 300 毫秒内平滑变到最亮
ledc_set_fade_with_time(LEDC_LOW_SPEED_MODE, LEDC_CHANNEL_0, 1023, 300);
ledc_fade_start(LEDC_LOW_SPEED_MODE, LEDC_CHANNEL_0, LEDC_FADE_NO_WAIT);八、想换个铃声？
因为提示音是算出来的，换起来只要改几个数字：
| 想要的效果 | 改什么 |
|---|---|
| 音调高一点 | 把 TONE_FREQ 从 880 改成 1046（C6） |
| 响得急促一点 | 缩短每次的 200ms，增加响的次数 |
| 音量小一点 | 降低 AMPLITUDE |
| 变成"两声一组" | 在循环里加一次更长的停顿 |
想要更复杂的铃声（一段旋律、真人语音），就该走 SD 卡音频文件那条路了。
本节要点
- 局部刷新 = 只重绘变化的区域，是流畅的关键
- 画之前先判断"跟上次一样吗"
- 闹钟用**"分钟刚变化"**判断，一分钟只触发一次
- 闹钟存成字符串
"HH:MM"或"close"，判断就是一次strcmp "close"永远匹配不上任何时间，天然就是"关闭"- ⭐ 提示音是代码实时生成的方波（±16000），不占 Flash，计算量几乎为零
- 方波会有爆音，淡入淡出属于可优化项（当前工程未做）
- ⭐ 播放必须单独一个任务，
i2s_channel_write是阻塞的 - SD 卡音频是另一条路径，用来放完整的音频文件
- ⭐ 当前工程只有声音，到点调
app_audio_player_play_alarm_beep()；屏幕闪烁 + 背光拉满属于可优化项
操作过程
目标：用手机设一个一分钟后的闹钟，到点听到喇叭响。
第 1 步：先单独试一次提示音
在 app_task 里临时加一行，确认喇叭通了：
c
app_audio_player_play_alarm_beep();烧录后开机应该立刻"滴"一声。没声音就先解决这个，别急着调闹钟。
第 2 步：确认时间是对的
闹钟靠比对时间，时间不对闹钟永远不会响。
先确认屏幕上的时间和手机一致（3.5）。
第 3 步：设一个马上要到的闹钟
看一眼屏幕上现在几点，比如 20:35，那就设 20:36：
用微信小程序连上蓝牙，往配置特征值写：
json
{"alarm":"20:36"}输入模式要选「文本」
不能用默认的 HEX 模式，否则设备收到的是乱码（2.8 讲过）。
第 4 步：等一分钟
到点时应该：
- 喇叭响 —— "滴滴滴"三声
- 串口打印：
I (65000) alarm: alarm fired: 20:36第 5 步：关掉它
json
{"alarm":"close"}再等到下一分钟，确认不会再响。
第 6 步：验证断电后闹钟还在
设一个闹钟 → 拔电重插 → 用小程序读配置特征值，闹钟时间应该还在（存在 NVS 里，3.4）。
动手试试
- 实现分区刷新，对比一下全屏刷和只刷秒数的耗时差多少。
- 完成"手机设闹钟 → 存 NVS → 到点播放 → 手机发停止"的完整流程。
- 把
TONE_FREQ依次改成 523、587、659，听听 do、re、mi 的区别。 - 把方波改成正弦波（
sinf），对比一下音色差别。 - 故意把
i2s_channel_write写进主界面循环里，体验一下界面卡住、命令收不到是什么感觉。