终极MicroPython Nano GUI教程：从零打造嵌入式设备的高效图形界面 -优快云博客

终极MicroPython Nano GUI教程：从零打造嵌入式设备的高效图形界面 🚀

【免费下载链接】micropython-nano-gui A lightweight MicroPython GUI library for display drivers based on framebuf class 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/micropython-nano-gui

MicroPython Nano GUI 是一款专为资源受限的微控制器设计的轻量级图形用户界面库，基于 framebuf 类优化，能在树莓派Zero、ESP8266等硬件上实现高效的图形交互。本文将带你快速掌握这款工具的核心功能、安装步骤和实战技巧，让你的嵌入式项目秒变专业！

📋 为什么选择MicroPython Nano GUI？6大核心优势解析

1️⃣ 极致轻量化，适配资源受限设备

Nano GUI专为微控制器优化，占用内存极小，甚至可在仅有几十KB RAM的设备上流畅运行。其核心代码位于 gui/core/，包含 nanogui.py、writer.py 等基础模块，剔除冗余功能，保留核心交互逻辑。

2️⃣ 丰富显示驱动支持，兼容多类屏幕

支持 OLED（SSD1306/SSD1327）、LCD（ILI9341/ST7789）、电子纸（EPD29/42）等20+种显示驱动，驱动代码统一存放在 drivers/ 目录下。无论是单色128x64屏还是彩色240x240屏，都能找到对应的适配方案。

图1：Nano GUI在不同显示屏上的效果展示，包含仪表盘、LED指示灯等控件

3️⃣ 事件驱动架构，低功耗高效运行

采用事件驱动模型，仅在用户操作或数据更新时刷新屏幕，大幅降低CPU占用。异步支持模块 ASYNC.md 提供了非阻塞刷新方案，特别适合电池供电的便携式设备。

4️⃣ 即插即用控件库，开发效率倍增

内置 Label（文本标签）、Meter（仪表盘）、Dial（旋钮）、LED（指示灯）等10+种UI控件，无需从零编写绘图代码。例如通过 Meter 类可快速实现数据可视化：

# 示例：创建仪表盘控件
from gui.widgets.meter import Meter
meter = Meter(writer, 20, 20, label="温度", divisions=5)
meter.value(28.5)  # 更新数值并自动刷新

5️⃣ 图像显示功能，支持照片级渲染

通过 IMAGE_DISPLAY.md 提供的工具链，可将图片转换为帧缓冲数据，在电子纸或LCD上显示。配套的 img_cvt.py 脚本支持抖动算法，让单色屏也能呈现丰富灰度效果。

图2：使用Nano GUI在电子纸上显示的单色图像，通过抖动算法增强细节

6️⃣ 详尽文档与示例，新手友好

项目根目录下的 README.md 和 setup_examples/ 提供了从接线到运行的完整教程。无论是ESP32还是树莓派Pico，都能找到对应的初始化代码示例。

🚀 快速上手：3步安装与初始化

1️⃣ 获取源码仓库

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/micropython-nano-gui

2️⃣ 硬件接线指南

根据显示屏型号参考对应驱动文档：

SSD1306 OLED：drivers/ssd1306/ssd1306.py
ST7789 LCD：drivers/st7789/st7789_8bit.py
EPD电子纸：drivers/epaper/pico_epaper_29.py

3️⃣ 最小示例代码

# 初始化ST7789显示屏
from drivers.st7789.st7789_8bit import ST7789
from gui.core.writer import Writer
from gui.widgets.label import Label

# 配置SPI总线和引脚
spi = SPI(1, baudrate=40000000, sck=Pin(10), mosi=Pin(11))
ssd = ST7789(spi, cs=Pin(13), dc=Pin(12), rst=Pin(15), disp_mode=LANDSCAPE)

# 创建标签控件
wri = Writer(ssd, arial10)  # 使用Arial字体
label = Label(wri, 10, 10, "Hello Nano GUI!")
label.show()

🛠️ 核心功能详解：从基础控件到高级应用

✏️ 文本显示与字体管理

Nano GUI字体模块提供6种内置字体（Arial10、Courier20等），支持自定义字库。通过 Writer 类控制文本位置、颜色和对齐方式：

wri = Writer(ssd, freesans20)  # 加载FreeSans字体
wri.set_textpos(ssd, 50, 50)    # 设置起始坐标
wri.printstring("温度: 25°C", invert=True)  # 反色显示

📊 数据可视化工具

FPLOT模块 FPLOT.md 支持笛卡尔坐标系、极坐标系绘图，可绘制实时曲线、频谱图等。示例代码：

from gui.core.fplot import CartesianGraph
graph = CartesianGraph(wri, 20, 20, width=180, height=120)
graph.add(Curve(lambda x: sin(x), color=RED))  # 绘制正弦曲线

图3：使用FPLOT模块绘制的正弦曲线和极坐标图形

🖼️ 图像显示高级技巧

通过 img_cvt.py 工具将图片转换为Python数组：

python img_cvt.py input.png output.py --dither  # 生成带抖动效果的图像数据

在代码中引用转换后的图像：

import output  # 导入转换后的图像数据
ssd.blit(output.buffer, 0, 0)  # 显示图像

📱 实战案例：打造物联网环境监测终端

项目需求

树莓派Pico + 2.9寸电子纸屏
显示温度、湿度、PM2.5数据
每5分钟刷新一次，低功耗设计

核心代码片段

# 初始化电子纸驱动
from drivers.epaper.pico_epaper_29 import EPD
epd = EPD(spi, cs=Pin(9), dc=Pin(8), rst=Pin(12), busy=Pin(13))

# 创建UI控件
temp_label = Label(wri, 10, 10, "温度: -- °C")
humi_meter = Meter(wri, 50, 10, label="湿度", divisions=10)

# 数据刷新循环
while True:
    temp, humi = read_sensors()  # 读取传感器数据
    temp_label.text(f"温度: {temp} °C")
    humi_meter.value(humi)
    epd.show()  # 刷新屏幕
    epd.sleep()  # 进入低功耗模式
    time.sleep(300)  # 休眠5分钟

图4：基于Nano GUI开发的环境监测终端，电子纸屏显示关键环境参数