2019年06月26日 | STM32复习笔记(十)LCD的介绍和使用方法

声明：本篇文章只是个人知识盲区、知识弱点、重点部分的归纳总结，望各位大佬不喜勿喷。梳理顺序是按照正点原子的视频和文档的实际顺序梳理，转载请注明出处。

作者：sumjess

适用：这个视频我已经看过3遍了，总会有忘记的，所以来写这本书的随手笔记，记录重点、易忘点。该博客可以当做字典，也可以当做笔记。

目前内容：LCD的介绍和使用方法

一、TFTLCD驱动原理-TFTLCD简介：

（1）介绍TFTLCD：

TFTLCD即薄膜晶体管液晶显示器。它与无源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。

TFTLCD具有：亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳等特点。是目前最主流的LCD显示器。广泛应用于电视、手机、电脑、平板等各种电子产品。

（2）2.8寸 TFTLCD接口说明（16位80并口）：

（3）TFTLCD 16位80并口驱动简介：

（4）ILI9341 驱动时序：

重点时序：

读ID低电平脉宽(trdl)

读ID高电平脉宽(trdh)

读FM低电平脉宽(trdlfm)

读FM高电平脉宽(trdhfm)

写控制低电平脉宽(twrl)

写控制高电平脉宽(twrh)

注意：ID指LCD的ID号

FM指帧缓存，即:GRAM

（5）TFTLCD驱动原理-驱动流程：

（6）TFTLCD驱动原理-指令简介：

三、FSMC简介-FSMC介绍：

      FSMC，即灵活的静态存储控制器，能够与同步或异步存储器和16位PC存储器卡连接，STM32的FSMC接口支持包括SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH和PSRAM等存储器。FSMC的框图如下图所示：

四、FSMC简介-FSMC驱动LCD原理：

      FSMC驱动外部SRAM时，外部SRAM的控制一般有：地址线（如A0~A25）、数据线（如D0~D15）、写信号（WE，即WR）、读信号（OE，即RD）、片选信号（CS），如果SRAM支持字节控制，那么还有UB/LB信号。

      而TFTLCD的信号我们在前面介绍过，包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST和BL等，其中真正在操作LCD的时候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、RD和CS。其操作时序和SRAM的控制完全类似，唯一不同就是TFTLCD有RS信号，但是没有地址信号。

      TFTLCD通过RS信号来决定传送的数据是数据还是命令，本质上可以理解为一个地址信号，比如我们把RS接在A0上面，那么当FSMC控制器写地址0的时候，会使得A0变为0，对TFTLCD来说，就是写命令。而FSMC写地址1的时候，A0将会变为1，对TFTLCD来说，就是写数据了。这样，就把数据和命令区分开了，他们其实就是对应SRAM操作的两个连续地址。当然RS也可以接在其他地址线上，战舰V3和精英板开发板都是把RS连接在A10上面，而探索者STM32F4把RS接在A6上面。

      因此，可以把TFTLCD当成一个SRAM来用，只不过这个SRAM有2个地址，这就是FSMC可以驱动LCD的原理。

五、FSMC简介-NOR PSRAM外设接口：

STM32的FSMC支持8/16/32位数据宽度，我们这里用到的LCD是16位宽度的，所以在设置的时候，选择16位宽就OK了。FSMC的外部设备地址映像，STM32的FSMC将外部存储器划分为固定大小为256M字节的四个存储块。

六、FSMC简介-存储块1 操作简介：

    STM32的FSMC存储块1（Bank1）用于驱动NOR FLASH/SRAM/PSRAM，被分为4个区，每个区管理64M字节空间，每个区都有独立的寄存器对所连接的存储器进行配置。Bank1的256M字节空间由28根地址线（HADDR[27:0]）寻址。

    这里HADDR，是内部AHB地址总线，其中，HADDR[25:0]来自外部存储器地址FSMC_A[25:0]，而HADDR[26:27]对4个区进行寻址。如下表所示：

当Bank1接的是16位宽度存储器的时候：HADDR[25:1]à FSMC_A[24:0]

当Bank1接的是8位宽度存储器的时候：HADDR[25:0]à FSMC_A[25:0]

不论外部接8位/16位宽设备，FSMC_A[0]永远接在外部设备地址A[0]

    STM32的FSMC存储块1 支持的异步突发访问模式包括：模式1、模式A~D等多种时序模型，驱动SRAM时一般使用模式1或者模式 A，这里我们使用模式A来驱动LCD（当SRAM用），其他模式说明详见：STM32中文参考手册-FSMC章节。

模式A读时序图

模式A写时序图

七、FSMC简介-寄存器介绍：

对于NOR FLASH/PSRAM控制器(存储块1)，通过FSMC_BCRx、FSMC_BTRx和FSMC_BWTRx寄存器设置（其中x=1~4，对应4个区）。通过这3个寄存器，可以设置FSMC访问外部存储器的时序参数，拓宽了可选用的外部存储器的速度范围。  

（1）SRAM/NOR闪存片选控制寄存器（FSMC_BCRx）：

EXTMOD：扩展模式使能位，控制是否允许读写不同的时序，需设置为1

WREN：写使能位。我们需要向TFTLCD写数据，故该位必须设置为1

MWID[1:0]：存储器数据总线宽度。00，表示8位数据模式；01表示16位数据模式；10和11保留。我们的TFTLCD是16位数据线，所以设置WMID[1:0]=01。

MTYP[1:0]：存储器类型。00表示SRAM、ROM；01表示PSRAM；10表示NOR FLASH;11保留。我们把LCD当成SRAM用，所以需要设置MTYP[1:0]=00。

MBKEN：存储块使能位。需设置为1

（2）SRAM/NOR闪存片选时序寄存器（FSMC_BTRx）：

ACCMOD[1:0]：访问模式。00:模式A；01:模式B；10:模式C；11:模式D。

DATAST[7:0]：数据保持时间，等于: DATAST(+1)个HCLK时钟周期，DATAST最大为255。对ILI9341来说，其实就是RD低电平持续时间，最大为355ns。对STM32F1，一个HCLK=13.8ns (1/72M)，设置为15；对STM32F4，一个HCLK=6ns(1/168M) ，设置为60。

ADDSET[3:0]：地址建立时间。表示：ADDSET (+1)个HCLK周期，ADDSET最大为15。对ILI9341来说，这里相当于RD高电平持续时间，为90ns。STM32F1的FSMC性能存在问题，即便设置为0，RD也有190ns的高电平，我们这里设置为1。而对STM32F4，则设置为15。

如果未设置EXTMOD位，则读写共用这个时序寄存器！

（3）SRAM/NOR闪存写时序寄存器（FSMC_BWTRx）：

ACCMOD[1:0]：访问模式。00:模式A；01:模式B；10:模式C；11:模式D。

DATAST[7:0]：数据保持时间，等于: DATAST(+1)个HCLK时钟周期，DATAST最大为255。对ILI9341来说，其实就是WR低电平持续时间，为15ns，不过ILI9320等则需要50ns。考虑兼容性，对STM32F1，一个HCLK=13.8ns (1/72M)，设置为3；对STM32F4，一个HCLK=6ns(1/168M) ，设置为9。

ADDSET[3:0]：地址建立时间。表示：ADDSET+1个HCLK周期，ADDSET最大为15。对ILI9341来说，这里相当于WR高电平持续时间，为15ns。同样考虑兼容ILI9320，对STM32F1，这里即便设置为1，WR也有100ns的高电平，我们这里设置为1。而对STM32F4，则设置为8。

（4）寄存器组合说明：

在ST官方库提供的的寄存器定义里面，并没有定义FSMC_BCRx、FSMC_BTRx、FSMC_BWTRx等这个单独的寄存器，而是将他们进行了一些组合。规律如下：

FSMC_BCRx和FSMC_BTRx，组合成BTCR[8]寄存器组，他们的对应关系如下：

BTCR[0]对应FSMC_BCR1，BTCR[1]对应FSMC_BTR1

BTCR[2]对应FSMC_BCR2，BTCR[3]对应FSMC_BTR2

BTCR[4]对应FSMC_BCR3，BTCR[5]对应FSMC_BTR3

BTCR[6]对应FSMC_BCR4，BTCR[7]对应FSMC_BTR4

FSMC_BWTRx则组合成BWTR[7]，他们的对应关系如下：

BWTR[0]对应FSMC_BWTR1，BWTR[2]对应FSMC_BWTR2，

BWTR[4]对应FSMC_BWTR3，BWTR[6]对应FSMC_BWTR4，

BWTR[1]、BWTR[3]和BWTR[5]保留，没有用到。

八、代码思路：

（1）代码内容：

1.硬件连接

2.LCD&lcddev结构体讲解

3.底层接口函数讲解

4.初始化函数讲解

5.坐标设置函数讲解

6.画点函数讲解

7.读点函数讲解

8.字符显示函数讲解

（2）LCD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

lcddev结构体参数的赋值，基本上都是在LCD_Display_Dir函数完成

（3）底层接口函数：

7个底层接口函数：

1，写寄存器值函数 ：void LCD_WR_REG(u16 regval)

2，写数据函数：void LCD_WR_DATA(u16 data)

3，读数据函数：u16 LCD_RD_DATA(void)

4，写寄存器内容函数： void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg, u16 LCD_RegValue)

5，读寄存器内容函数： u16 LCD_ReadReg(u16 LCD_Reg)

6，开始写GRAM函数： void LCD_WriteRAM_Prepare(void)

7，写GRAM函数： void LCD_WriteRAM(u16 RGB_Code)

（4）LCD初始化函数：

LCD初始化函数伪代码：

//LCD初始化

void LCD_Init(void)

{

    初始化GPIO;

    初始化FSMC;               //Mini板不需要

    读取LCD ID;

    printf(“LCD ID:%xrn”,lcddev.id);//打印LCD ID，用到了串口1

                                        //所以必须初始化串口1，否则黑屏

    根据不同的ID执行LCD初始化代码;

    LCD_Display_Dir(0); //默认为竖屏

    LCD_LED=1; //点亮背光

    LCD_Clear(WHITE); //清屏

}

（5）LCD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==XXXX) //根据不同的LCD型号，执行不同的代码

     { 

……//省略部分代码

     }

}

（6）LCD画点函数：

（7）LCD读点函数：

LCD读点函数：u16 LCD_ReadPoint(u16 x,u16 y)

（8）LCD字符显示函数：

//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的字节数

       num=num-' '; //得到偏移后的值（ASCII字库是从空格开始取模，所以-' '就是对应字符的字库）

       for(t=0;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(y>=lcddev.height)return; //超区域了

                    if((y-y0)==size)

                    {

y=y0;

x++;

if(x>=lcddev.width)return; //超区域了

break;

                     }

              }   

        }            

} 

（9）LCD字符显示函数：

字符码表：

const unsigned char oled_asc2_1206[95][12]={

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*" ",0*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"!",1*/

……

{0x40,0x00,0x80,0x00,0x40,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x40,0x00},/*"~",94*/

};

const unsigned char oled_asc2_1608[95][16]={

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*" ",0*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0xCC,0x00,0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"!",1*/

……

{0x00,0x00,0x60,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x40,0x00,0x40,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00},/*"~",94*/

}

const unsigned char oled_asc2_2412[95][36]={ 

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*" ",0*/

{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x80,0x38,0x0F,0xFE,0x38,0x0F,0x80,0x38,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},/*"!",1*/

……

{0x00,0x00,0x00,0x18,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,0x40,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x08,0x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0x0C,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00},/*"~",94*/

}