Add Tim's display test code
This commit is contained in:
379
display.py
Normal file
379
display.py
Normal file
@@ -0,0 +1,379 @@
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# 7 Segment display test file
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#
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# By Tim
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from smbus2 import SMBus
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import time
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import math
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import random
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"""
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Each segment of the 14‑segment display is represented by a single bit
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in a 16‑bit integer. We use a dictionary to map segment names ("a", "b", ...)
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to their corresponding bitmask.
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Bitmask example:
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1 << 0 = 0000 0000 0000 0001
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1 << 1 = 0000 0000 0000 0010
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1 << 2 = 0000 0000 0000 0100
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"""
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SEG = {
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"a": 1 << 0,
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||||||
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"b": 1 << 1,
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||||||
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"c": 1 << 2,
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"d": 1 << 3,
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"e": 1 << 4,
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"f": 1 << 5,
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"g1": 1 << 6,
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"g2": 1 << 7,
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"h": 1 << 8,
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"i": 1 << 9,
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"j": 1 << 10,
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"k": 1 << 11,
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"l": 1 << 12,
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"m": 1 << 13,
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"dp": 1 << 14,
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}
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# A convenience list used by some effects
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ALL_SEGMENTS = list(SEG.values())
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"""
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This function takes any number of segment names and returns a combined
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bitmask. It lets us write:
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seg("a", "b", "c")
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instead of manually OR-ing bits together.
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"""
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def seg(*names: str) -> int:
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value = 0
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for n in names:
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value |= SEG[n] # bitwise OR
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return value
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"""
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FONT is a dictionary mapping characters ("A", "b", "3", etc.)
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to the bitmask that lights up the correct segments.
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|
This is a canonical HP‑style font, designed for clarity and legibility.
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"""
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FONT = {
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# punctuation
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" ": 0,
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"-": seg("g1","g2"),
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"_": seg("d"),
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".": seg("dp"),
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":": seg("i","l"),
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||||||
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"!": seg("i","dp"),
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||||||
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"?": seg("a","b","g2","k","dp"),
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"/": seg("j","m"),
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"\\": seg("h","k"),
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"'": seg("h"),
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"\"": seg("h","j"),
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",": seg("m"),
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# digits
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"0": seg("a","b","c","d","e","f"),
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"1": seg("b","c"),
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"2": seg("a","b","g1","g2","e","d"),
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||||||
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"3": seg("a","b","c","d","g1","g2"),
|
||||||
|
"4": seg("f","g1","g2","b","c"),
|
||||||
|
"5": seg("a","f","g1","g2","c","d"),
|
||||||
|
"6": seg("a","f","e","d","c","g1","g2"),
|
||||||
|
"7": seg("a","b","c"),
|
||||||
|
"8": seg("a","b","c","d","e","f","g1","g2"),
|
||||||
|
"9": seg("a","b","c","d","f","g1","g2"),
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# uppercase
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"A": seg("a","b","c","e","f","g1","g2"),
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"B": seg("a","j","m","g1","d","e","f"),
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||||||
|
"C": seg("a","f","e","d"),
|
||||||
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"D": seg("a","b","c","d","i","l"),
|
||||||
|
"E": seg("a","f","e","d","g1","g2"),
|
||||||
|
"F": seg("a","f","e","g1","g2"),
|
||||||
|
"G": seg("a","f","e","d","c","g2"),
|
||||||
|
"H": seg("f","e","b","c","g1","g2"),
|
||||||
|
"I": seg("a","d","i","l"),
|
||||||
|
"J": seg("b","c","d","e"),
|
||||||
|
"K": seg("f","e","g1","j","m"),
|
||||||
|
"L": seg("f","e","d"),
|
||||||
|
"M": seg("f","e","b","c","h","j"),
|
||||||
|
"N": seg("f","e","b","c","h","m"),
|
||||||
|
"O": seg("a","b","c","d","e","f"),
|
||||||
|
"P": seg("a","b","f","e","g1","g2"),
|
||||||
|
"Q": seg("a","b","c","d","e","f","m"),
|
||||||
|
"R": seg("a","b","f","e","g1","g2","m"),
|
||||||
|
"S": seg("a","f","g1","g2","c","d"),
|
||||||
|
"T": seg("a","i","l"),
|
||||||
|
"U": seg("f","e","b","c","d"),
|
||||||
|
"V": seg("f","e","j","k"),
|
||||||
|
"W": seg("f","e","b","c","k","m"),
|
||||||
|
"X": seg("h","j","k","m"),
|
||||||
|
"Y": seg("b","f","g1","g2","l"),
|
||||||
|
"Z": seg("a","j","k","d"),
|
||||||
|
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||||||
|
# lowercase
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||||||
|
"a": seg("l","g2","c","d"),
|
||||||
|
"b": seg("f","e","d","c","g1","g2"),
|
||||||
|
"c": seg("g1","g2","e","d"),
|
||||||
|
"d": seg("b","c","d","e","g1","g2"),
|
||||||
|
"e": seg("g1","g2","e","d","c"),
|
||||||
|
"f": seg("a","f","e","g1"),
|
||||||
|
"g": seg("m","c","d","g2"),
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||||||
|
"h": seg("f","e","g1","g2","c"),
|
||||||
|
"i": seg("i","l"),
|
||||||
|
"j": seg("b","c","d"),
|
||||||
|
"k": seg("f","e","g1","j","k"),
|
||||||
|
"l": seg("f","e"),
|
||||||
|
"m": seg("e","l","c","h","j"),
|
||||||
|
"n": seg("e","g1","g2","c"),
|
||||||
|
"o": seg("g1","g2","c","d","e"),
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||||||
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"p": seg("a","b","f","e","g1","g2"),
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||||||
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"q": seg("a","b","c","d","g1","g2"),
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||||||
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"r": seg("e","g1"),
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"s": seg("a","f","g1","g2","c","d"),
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"t": seg("f","e","d","g1"),
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"u": seg("e","c","d"),
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"v": seg("e","c","j"),
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|
"w": seg("e","c","k","m"),
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"x": seg("h","j","k","m"),
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"y": seg("h","g2","b","c","d"),
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||||||
|
"z": seg("a","b","d","e","k"),
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}
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# Helper to fetch glyphs
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def glyph_for(ch: str, dot=False) -> int:
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value = FONT.get(ch, 0)
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if dot:
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value |= SEG["dp"]
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return value
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"""
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This class represents the entire display system.
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A class bundles:
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• data (the display buffer)
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• behavior (methods like scroll_text, chase, rainbow)
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Every method that begins with "self" operates on the display instance.
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"""
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class StarburstHT16K33:
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# Constructor: runs when you create the object
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def __init__(self, bus=1, addr0=0x70, addr1=0x71, brightness=15):
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"""
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__init__ is the constructor. It sets up the I²C bus and
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|
initializes the display chips.
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"""
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self.bus = SMBus(bus)
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self.addr = [addr0, addr1] # two HT16K33 chips
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self.buffer = [0] * 8 # 8 digits
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self.brightness = max(0, min(15, brightness))
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# Initialize each chip
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for ht16k55_addr in self.addr:
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self._cmd(ht16k55_addr, 0x21) # turn on oscillator
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self._cmd(ht16k55_addr, 0xE0 | self.brightness)
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||||||
|
self._cmd(ht16k55_addr, 0x81) # display on
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# Low-level I²C helpers
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def _cmd(self, address, cmd):
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|
"""Send a single command byte to the chip."""
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self.bus.write_byte(address, cmd)
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def _write_digit_block(self, address, values):
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"""
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|
Write 4 digits (8 bytes) to one HT16K33 chip.
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|
Each digit is 16 bits, so we split into two bytes.
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"""
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data = []
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for v in values:
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||||||
|
data.append(v & 0xFF) # low byte
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||||||
|
data.append((v >> 8) & 0xFF) # high byte
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|
self.bus.write_i2c_block_data(address, 0x00, data)
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||||||
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# Basic display operations
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def set_brightness(self, brightness):
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|
"""Set brightness 0–15."""
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self.brightness = max(0, min(15, brightness))
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|
for a in self.addr:
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self._cmd(a, 0xE0 | self.brightness)
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||||||
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||||||
|
def set_char(self, pos, ch, dot=False):
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|
"""Write a single character to a position."""
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if 0 <= pos < 8:
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|
self.buffer[pos] = glyph_for(ch, dot)
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||||||
|
def set_raw(self, pos, mask):
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|
"""Write a raw bitmask to a digit."""
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||||||
|
if 0 <= pos < 8:
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||||||
|
self.buffer[pos] = mask
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||||||
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def clear(self):
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||||||
|
"""Clear the display buffer."""
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for i in range(8):
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|
self.buffer[i] = 0
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||||||
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def show(self):
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|
"""Send the buffer to the hardware."""
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self._write_digit_block(self.addr[0], self.buffer[0:4])
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||||||
|
self._write_digit_block(self.addr[1], self.buffer[4:8])
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||||||
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# Static text writer
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||||||
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def write_text(self, text: str, align: str = "left"):
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"""
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|
Write up to 8 characters of text.
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Demonstrates:
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• slicing
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|
• alignment logic
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• enumerate()
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|
"""
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||||||
|
text = text[:8]
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||||||
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self.clear()
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||||||
|
|
||||||
|
if align == "right":
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|
start = max(0, 8 - len(text))
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||||||
|
elif align == "center":
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||||||
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start = max(0, (8 - len(text)) // 2)
|
||||||
|
else:
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|
start = 0
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||||||
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||||||
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for i, ch in enumerate(text):
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self.set_char(start + i, ch)
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self.show()
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||||||
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# Animated scrolling text with easing curves
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def scroll_text(self, text, scroll_speed=8, pulse=False, loop=False, easing="linear"):
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||||||
|
"""
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|
Demonstrates:
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|
• nested functions
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||||||
|
• closures
|
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|
• easing curves
|
||||||
|
• animation loops
|
||||||
|
• time-based effects
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||||||
|
"""
|
||||||
|
|
||||||
|
scroll_speed = max(0, min(15, scroll_speed))
|
||||||
|
base_delay = 0.35 * (0.85 ** scroll_speed)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Local function: easing curve
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def ease(t):
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||||||
|
if easing == "linear": return t
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||||||
|
if easing == "in": return t * t
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||||||
|
if easing == "out": return 1 - (1 - t)**2
|
||||||
|
if easing == "inout": return 0.5 * (1 - math.cos(math.pi * t))
|
||||||
|
return t
|
||||||
|
|
||||||
|
pad = " " * 8
|
||||||
|
s = pad + text + pad
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||||||
|
n = len(s)
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||||||
|
|
||||||
|
pulse_phase = 0.0
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||||||
|
pulse_step = 0.25 + (scroll_speed / 60)
|
||||||
|
base_brightness = self.brightness
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||||||
|
|
||||||
|
while True:
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||||||
|
for offset in range(n - 7):
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||||||
|
t = offset / (n - 8) if n > 8 else 0
|
||||||
|
delay = base_delay * (0.5 + ease(t))
|
||||||
|
|
||||||
|
window = s[offset:offset + 8]
|
||||||
|
self.clear()
|
||||||
|
for i, ch in enumerate(window):
|
||||||
|
self.set_char(i, ch)
|
||||||
|
self.show()
|
||||||
|
|
||||||
|
if pulse:
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||||||
|
pulse_phase += pulse_step
|
||||||
|
wave = 0.5 * (1 - math.cos(pulse_phase))
|
||||||
|
b = 1 + int(wave * 14)
|
||||||
|
self.set_brightness(b)
|
||||||
|
|
||||||
|
time.sleep(delay)
|
||||||
|
|
||||||
|
if not loop:
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||||||
|
break
|
||||||
|
|
||||||
|
self.set_brightness(base_brightness)
|
||||||
|
|
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|
# Marquee wrapper
|
||||||
|
def marquee(self, text, scroll_speed=8, pulse=False, cycles=1, easing="linear"):
|
||||||
|
"""Just calls scroll_text() multiple times."""
|
||||||
|
for _ in range(cycles):
|
||||||
|
self.scroll_text(text, scroll_speed, pulse, False, easing)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Per-segment chase effect
|
||||||
|
def chase(self, speed=8, cycles=2):
|
||||||
|
"""Lights one segment at a time across all digits."""
|
||||||
|
delay = 0.15 * (0.85 ** speed)
|
||||||
|
for _ in range(cycles):
|
||||||
|
for segmask in ALL_SEGMENTS:
|
||||||
|
for pos in range(8):
|
||||||
|
self.buffer[pos] = segmask
|
||||||
|
self.show()
|
||||||
|
time.sleep(delay)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Rainbow brightness sweep
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|
def rainbow(self, cycles=2, speed=8):
|
||||||
|
"""Brightness follows a sine wave."""
|
||||||
|
steps = 60
|
||||||
|
delay = 0.05 * (0.85 ** speed)
|
||||||
|
|
||||||
|
for _ in range(cycles):
|
||||||
|
for i in range(steps):
|
||||||
|
phase = i / steps
|
||||||
|
b = 1 + int(14 * 0.5 * (1 - math.cos(2 * math.pi * phase)))
|
||||||
|
self.set_brightness(b)
|
||||||
|
self.show()
|
||||||
|
time.sleep(delay)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Sparkle effect
|
||||||
|
def sparkle(self, duration=2.0, density=0.15, speed=8):
|
||||||
|
"""Random segments flicker like stars."""
|
||||||
|
delay = 0.05 * (0.85 ** speed)
|
||||||
|
end = time.time() + duration
|
||||||
|
|
||||||
|
while time.time() < end:
|
||||||
|
self.clear()
|
||||||
|
for pos in range(8):
|
||||||
|
if random.random() < density:
|
||||||
|
self.buffer[pos] = random.choice(ALL_SEGMENTS)
|
||||||
|
self.show()
|
||||||
|
time.sleep(delay)
|
||||||
|
|
||||||
|
def main():
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Demonstrates:
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||||||
|
• object creation
|
||||||
|
• calling methods
|
||||||
|
• sequencing animations
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
disp = StarburstHT16K33(brightness=10)
|
||||||
|
|
||||||
|
disp.write_text("HELLO")
|
||||||
|
time.sleep(1)
|
||||||
|
|
||||||
|
disp.scroll_text("Learning Python!", scroll_speed=1, easing="inout", pulse=True)
|
||||||
|
disp.marquee("HP FONT DEMO ", scroll_speed=8, cycles=2)
|
||||||
|
disp.marquee("Learning Python! ", scroll_speed=1, cycles=5)
|
||||||
|
|
||||||
|
disp.chase(speed=8)
|
||||||
|
disp.write_text("RAINBOW")
|
||||||
|
disp.rainbow()
|
||||||
|
|
||||||
|
disp.write_text("SPARKLE")
|
||||||
|
disp.sparkle(duration=2.0)
|
||||||
|
|
||||||
|
disp.write_text("DONE")
|
||||||
|
time.sleep(1)
|
||||||
|
disp.clear()
|
||||||
|
disp.show()
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == "__main__":
|
||||||
|
main()
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user