STM32-TFT-LCD

最新推荐文章于 2025-03-27 15:33:54 发布

♢rl☆

最新推荐文章于 2025-03-27 15:33:54 发布

阅读量2.5k

点赞数 2

文章标签：单片机 stm32

本文链接：https://blog.csdn.net/wei20030312/article/details/123932364

版权

TFT-LCD简介

TFT-LCD 即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD与无源 TN-LCD、STN-LCD 的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD 也被叫做真彩液晶显示器

以2.8 寸的 ALIENTEK TFTLCD 模块为例介绍，该模块支持 65K 色显示，显示分辨率为 320×240，接口为 16 位的 80 并口，自带触摸屏。

TFT-LCD模块接口定义

TFTLCD 模块采用 2*17 的 2.54 公排针与外部连接，接口定义如图 16.1.3 所示：

图 16.1.3 ALIENTEK 2.8 寸 TFTLCD 模块接口图

ALIENTEK TFTLCD 模块采用 16 位的并方式与外部连接，之所以不采用 8 位的方式，是因为彩屏的数据量比较大，尤其在显示图片的时候，如果用 8 位数据线，就会比 16 位方式慢一倍以上

该模块的 80 并口有如下一些信号线：
CS：TFTLCD 片选信号。
WR：向 TFTLCD 写入数据。
RD：从 TFTLCD 读取数据。
D[15：0]：16 位双向数据线。
RST：硬复位 TFTLCD。
RS：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。

ILI9341 控制器

ALIENTEK 提供 2.8/3.5/4.3/7 寸等不同尺寸的 TFTLCD 模块，其驱动芯片有很多种类型，
这里我们仅以 ILI9341 控制器为例进行介绍

ILI9341 液晶控制器自带显存，其显存总大小为 172800（240*320*18/8），即 18 位模式（26
万色）下的显存量。在 16 位模式下，ILI9341 采用 RGB565 格式存储颜色数据，此时 ILI9341
的 18 位数据线与 MCU 的 16 位数据线以及 LCD GRAM 的对应关系如图 16.1.4 所示：

图 16.1.4 16 位数据与显存对应关系图

MCU 的 16 位数据，最低 5 位代表蓝色，中间 6 位为绿色，最高 5 位为红色。数值越
大，表示该颜色越深另外，特别注意 ILI9341 所有的指令都是 8 位的（高 8 位无效），且参数
除了读写 GRAM 的时候是 16 位，其他操作参数，都是 8 位的，这个和 ILI9320 等驱动器不一
样，必须加以注意。

ILI9341 的几个重要命令

0XD3，

这个是读 ID4 指令，用于读取 LCD 控制器的 ID

0XD3 指令后面跟了 4 个参数，最后 2 个参数，读出来是 0X93 和 0X41，
刚好是我们控制器 ILI9341 的数字部分，从而，通过该指令，即可判别所用的 LCD 驱动器是什
么型号，这样，我们的代码，就可以根据控制器的型号去执行对应驱动 IC 的初始化代码，从而
兼容不同驱动 IC 的屏

0X36，

这是存储访问控制指令，可以控制 ILI9341 存储器的读写方向，简单的说，就是在连续写 GRAM 的时候，可以控制 GRAM 指针的增长方向，从而控制显示方式

MY、MX、MV这三个位，通过这三个位的设置，我们可以控制整个 ILI9341 的全部扫描方向

0X2A

这是列地址设置指令，在从左到右，从上到下的扫描方式（默认）下面，该指令用于设置横坐标（x 坐标）在默认扫描方式时该指令带有 4 个参数，实际上是 2 个坐标值：

SC 和 EC，即列地址的起始值和结束值，SC 必须小于等于 EC，且 0≤SC/EC≤239。一般在设
置 x 坐标的时候，我们只需要带 2 个参数即可，也就是设置 SC 即可，因为如果 EC 没有变化，
我们只需要设置一次即可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提高速度。

0X2B 是页地址设置指令，在从左到右，从上到下的扫描方式（默认）下面，该指令用于设置纵坐标（y 坐标）

在默认扫描方式时，该指令用于设置 y 坐标，该指令带有 4 个参数，实际上是 2 个坐标值：
SP 和 EP，即页地址的起始值和结束值，SP 必须小于等于 EP，且 0≤SP/EP≤319。一般在设置
y 坐标的时候，我们只需要带 2 个参数即可，也就是设置 SP 即可，因为如果 EP 没有变化，我
们只需要设置一次即可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提高速度。

0X2C 该指令是写 GRAM 指令，在发送该指令之后，我们便可以往 LCD的 GRAM 里面写入颜色数据了，该指令支持连续写

在收到指令 0X2C 之后，数据有效位宽变为 16 位，我们可以连续写入 LCD
GRAM 值，而 GRAM 的地址将根据 MY/MX/MV 设置的扫描方向进行自增。例如：假设设置
的是从左到右，从上到下的扫描方式，那么设置好起始坐标（通过 SC，SP 设置）后，每写入
一个颜色值，GRAM 地址将会自动自增 1（SC++），如果碰到 EC，则回到 SC，同时 SP++，一
直到坐标：EC，EP 结束，其间无需再次设置的坐标，从而大大提高写入速度。

0X2E，该指令是读 GRAM 指令，用于读取 ILI9341 的显存（GRAM），

输出规律为：每个颜色分量占 8 个位，一次输出 2 个颜色分量。比如：第一次输出是
R1G1，随后的规律为：B1R2→G2B2→R3G3→B3R4→G4B4→R5G5... 以此类推。如果我们只
需要读取一个点的颜色值，那么只需要接收到参数 3 即可

一般 TFTLCD 模块的使用流程如图 16.1.4：

任何 LCD，使用流程都可以简单的用以上流程图表示。其中硬复位和初始化序列，只需要
执行一次即可。而画点流程就是：设置坐标→写 GRAM 指令→写入颜色数据，然后在 LCD 上
面，我们就可以看到对应的点显示我们写入的颜色了。读点流程为：设置坐标→读 GRAM 指令
→读取颜色数据，这样就可以获取到对应点的颜色数据了。

设置步骤

1））设置 STM32 与与 TFTLCD 模块相连接的 IO 。

这一步，先将我们与 TFTLCD 模块相连的 IO 口进行初始化，以便驱动 LCD。这里需要根
据连接电路以及 TFTLCD 模块的设置来确定。
2））化初始化 TFTLCD 模块。
3））到通过函数将字符和数字显示到 TFTLCD 模块上。

设置坐标→写 GRAM 指令→写 GRAM 来实现，这个步骤，只是一个点的处理，我们要显示字符/数字，就必须要多次使用这个步骤，从而达到显示字符/数字的目标，所以需要设计一个函数来实现数字/字符的显示，之后调用该函数，就可以实现数字/字符的显示了。

软件设计

1. LCD重要参数集结构体

//LCD 重要参数集
typedef struct
{
u16 width; //LCD 宽度
u16 height; //LCD 高度

u16 id; //LCD ID
u8 dir; //横屏还是竖屏控制：0，竖屏；1，横屏。
u16 wramcmd; //开始写 gram 指令
u16 setxcmd; //设置 x 坐标指令
u16 setycmd; //设置 y 坐标指令
}_lcd_dev;
//LCD 参数
extern _lcd_dev lcddev; //管理 LCD 重要参数

2.1写数据函数

//写数据函数
#define LCD_WR_DATA(data){\
LCD_RS_SET;\
LCD_CS_CLR;\
DATAOUT(data);\
LCD_WR_CLR;\
LCD_WR_SET;\
LCD_CS_SET;\
}

2.2 LCD_WR_DATAX 函数

//写数据函数
//可以替代 LCD_WR_DATAX 宏,拿时间换空间.
//data:寄存器值
void LCD_WR_DATAX(u16 data)
{
LCD_RS_SET;
LCD_CS_CLR;
DATAOUT(data);
LCD_WR_CLR;
LCD_WR_SET;
LCD_CS_SET;
}

3. LCD_WR_REG 函数

//写寄存器函数
//data:寄存器值
void LCD_WR_REG(u16 data)
{
LCD_RS_CLR;//写地址
LCD_CS_CLR;
DATAOUT(data);
LCD_WR_CLR;
LCD_WR_SET;
LCD_CS_SET;
}

4.读数据函数

//读 LCD 寄存器数据
//返回值:读到的值
u16 LCD_RD_DATA(void)
{
u16 t;
GPIOB->CRL=0X88888888; //PB0-7 上拉输入
GPIOB->CRH=0X88888888; //PB8-15 上拉输入
GPIOB->ODR=0X0000; //全部输出 0
LCD_RS_SET;
LCD_CS_CLR;
LCD_RD_CLR; //读取数据(读寄存器时,并不需要读 2 次)
if(lcddev.id==0X8989)delay_us(2);//FOR 8989,延时 2us
t=DATAIN;
LCD_RD_SET;
LCD_CS_SET;
GPIOB->CRL=0X33333333; //PB0-7 上拉输出
GPIOB->CRH=0X33333333; //PB8-15 上拉输出
GPIOB->ODR=0XFFFF; //全部输出高
return t;
}

以上 4 个函数，用于实现 LCD 基本的读写操作，接下来，我们介绍 2 个 LCD 寄存器操作
的函数，LCD_WriteReg 和 LCD_ReadReg，

5.读写寄存器中的值

//写寄存器
//LCD_Reg:寄存器编号
//LCD_RegValue:要写入的值
void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg,u16 LCD_RegValue)
{
LCD_WR_REG(LCD_Reg);
LCD_WR_DATA(LCD_RegValue);
}
//读寄存器
//LCD_Reg:寄存器编号
//返回值:读到的值
u16 LCD_ReadReg(u16 LCD_Reg)
{
LCD_WR_REG(LCD_Reg); //写入要读的寄存器号
return LCD_RD_DATA();
}

6.坐标设置函数

//设置光标位置
//Xpos:横坐标
//Ypos:纵坐标
void LCD_SetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos)
{
if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310)
{
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);
LCD_WR_DATA(Xpos>>8);
LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);
LCD_WR_DATA(Ypos>>8);
LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);
}else if(lcddev.id==0X6804)
{
if(lcddev.dir==1)Xpos=lcddev.width-1-Xpos;//横屏时处理
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);
LCD_WR_DATA(Xpos>>8);
LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);
LCD_WR_DATA(Ypos>>8);
LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);
}else if(lcddev.id==0X5510)
{
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);
LCD_WR_DATA(Xpos>>8);
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd+1);
LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);
LCD_WR_DATA(Ypos>>8);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd+1);
LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);
}else
{
if(lcddev.dir==1)Xpos=lcddev.width-1-Xpos;//横屏其实就是调转 x,y 坐标
LCD_WriteReg(lcddev.setxcmd, Xpos);
LCD_WriteReg(lcddev.setycmd, Ypos);
}

7.画点函数

//画点
//x,y:坐标
//POINT_COLOR:此点的颜色
void LCD_DrawPoint(u16 x,u16 y)
{
LCD_SetCursor(x,y); //设置光标位置
LCD_WriteRAM_Prepare(); //开始写入 GRAM
LCD_WR_DATA(POINT_COLOR);
}

8. LCD_ShowChar

/在指定位置显示一个字符
//x,y:起始坐标
//num:要显示的字符:" "--->"~"
//size:字体大小 12/16/24
//mode:叠加方式(1)还是非叠加方式(0)
void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u8 size,u8 mode)
{
u8 temp,t1,t;
u16 y0=y;
u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);//得到字体一个字符对应点阵集所占字节数
//设置窗口
num=num-' ';//得到偏移后的值
for(t=0;t<csize;t++)
{
if(size==12)temp=asc2_1206[num][t]; //调用 1206 字体
else if(size==16)temp=asc2_1608[num][t]; //调用 1608 字体
else if(size==24)temp=asc2_2412[num][t]; //调用 2412 字体
else return; //没有的字库
for(t1=0;t1<8;t1++)
{
if(temp&0x80)LCD_Fast_DrawPoint(x,y,POINT_COLOR);
else if(mode==0)LCD_Fast_DrawPoint(x,y,BACK_COLOR);
temp<<=1;
y++;
if(x>=lcddev.width)return; //超区域了if((y-y0)==size)
{
y=y0; x++;
if(x>=lcddev.width)return; //超区域了
break;
}
}
}
}

9.主函数

int main(void)
{
u8 x=0;
u8 lcd_id[12]; //存放 LCD ID 字符串
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(9600); //串口初始化为 9600
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
LCD_Init();
POINT_COLOR=RED; sprintf((char*)lcd_id,"LCD ID:%04X",lcddev.id);
//将 LCD ID 打印到 lcd_id 数组。
while(1)
{
switch(x)
{
case 0:LCD_Clear(WHITE);break;
case 1:LCD_Clear(BLACK);break;
case 2:LCD_Clear(BLUE);break;
case 3:LCD_Clear(RED);break;
case 4:LCD_Clear(MAGENTA);break;
case 5:LCD_Clear(GREEN);break;
case 6:LCD_Clear(CYAN);break;
case 7:LCD_Clear(YELLOW);break;
case 8:LCD_Clear(BRRED);break;
case 9:LCD_Clear(GRAY);break;
case 10:LCD_Clear(LGRAY);break;
case 11:LCD_Clear(BROWN);break;
}
POINT_COLOR=RED;
LCD_ShowString(30,40,200,24,24,"Mini STM32 ^_^");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"TFTLCD TEST") ;
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,lcd_id); //显示 LCD ID
LCD_ShowString(30,130,200,12,12,"2014/3/7");
x++;
if(x==12)x=0;
LED0=!LED0;
delay_ms(1000);
}
}

该部分代码将显示一些固定的字符，字体大小包括 24*12、16*8 和 12*6 等三种，同时显示
LCD 驱动 IC 的型号，然后不停的切换背景颜色，每 1s 切换一次。而 LED0 也会不停的闪烁，
指示程序已经在运行了

以上来源于官方资料