HAL库--LCD实验 - 技术栈

屏幕这一块没什么搞头，直接用迪文屏文章只起个记录作用

显示器分类

LCD简介

Liquid Crystal Display，即液晶显示器，由：玻璃基板、背光、驱动IC等组成。全彩LCD，是一种全彩显示屏（RGB565、RGB888），可以显示各种颜色。

LCD基本组成：

一个像素点有RGB三种色来表示。

LCD接口分类：

MCU屏接口由于自带SRAM，驱动简单，大部分单片机都能驱动！

一眼看过去排针多的基本上都是MCU接口的屏

LCD驱动原理

LCD屏（MCU接口）驱动的核心是：LCD驱动芯片 --- ILI9341

LCD驱动基本知识：

1，8080时序，LCD驱动芯片一般使用8080时序控制，实现数据写入/读取

2，初始化序列（数组），屏厂提供，用于初始化特定屏幕，不同屏幕厂家不完全相同！

3，画点函数、读点函数（非必需），基于这两个函数可以实现各种绘图功能！

LCD驱动的一般过程：

8080时序简介：

并口总线时序，常用于MCU屏驱动IC的访问，由Intel提出，也叫英特尔总线
8080时序信号说明
8080写时序
8080读时序

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/*8080时序简化写代码*/
void lcd_wr_data(uint16_t data)
{
    	LCD_RS(0);		/* 操作数据 */
    	LCD_CS(0);		/* 选中 */
    	LCD_DATA_OUT(data);	/* 数据 */
    	LCD_WR(0);		/* WR低电平 */
    	LCD_WR(1);		/* WR高电平 */
    	LCD_CS(1);		/* 释放片选 */
}

cpp 复制代码

/*8080简化读代码*/
uint16_t  lcd_rd_data(void)
{
	uint16_t ram;  			/* 定义变量 */
 	LCD_RS(1);              		/* 操作数据 */
    	LCD_CS(0);			/* 选中 */
    	LCD_RD(0);			/* RD低电平 */
   	ram = LCD_DATA_IN;    	/* 读取数据 */ 这个宏其实就是操作IDR寄存器
    	LCD_RD(1);			/* RD高电平 */
    	LCD_CS(1);			/* 释放片选 */
	return ram；			/* 返回读数 */
}

LCD驱动芯片简介

LCD驱动芯片用于控制LCD的各种显示功能和效果，整体功能复杂。常见型号：ILI9341/ST7789等

一般我们只需要：6条指令即可完成对LCD的基本使用（以9341为例）

|------------------|--------|---------------------------------|
| 指令 (HEX) | 名称 | 作用 |
| 0XD3 | 读ID | 用于读取LCD控制器的ID，区分型号用 |
| 0X36 | 访问控制 | 设置GRAM读写方向，控制显示方向(从左往右上到下还是右往左) |
| 0X2A | 列地址 | 一般用于设置X坐标 |
| 0X2B | 页地址 | 一般用于设置Y坐标 |
| 0X2C | 写GRAM | 用于往LCD写GRAM数据 |
| 0X2E | 读GRAM | 用于读取LCD的GRAM数据 |

读ID指令(0XD3)

读取LCD控制器型号，通过型号可以执行不同LCD初始化序列，以兼容不同LCD

|--------------|----|----|----|---------|----|----|----|----|----|----|----|----|---------|
| 顺序 | 控制 ||| 各位描述 ||||||||| HEX |
| 顺序 | RS | RD | WR | D15~D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | HEX |
| 指令 | 0 | 1 | ↑ | XX | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | D3H |
| 参数 1 | 1 | ↑ | 1 | XX | X | X | X | X | X | X | X | X | X |
| 参数 2 | 1 | ↑ | 1 | XX | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 00H |
| 参数 3 | 1 | ↑ | 1 | XX | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 93H |
| 参数 4 | 1 | ↑ | 1 | XX | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 41H |

参数一是一个假读，不需要关心读到的是什么

访问控制指令(0x36)

实现GRAM读写方向控制，即：控制GRAM自增方向，从而控制显示方向

MX,MY,MV：共同控制GRAM自增方向（扫描方向） BGR位：可以控制RGB、BGR顺序

MX、MY、MV扫描方向控制关系:

|--------|--------|--------|---------------------------------------------|
| 控制位 ||| 效果 LCD 扫描方向（ GRAM 自增方式） |
| MY | MX | MV | 效果 LCD 扫描方向（ GRAM 自增方式） |
| 0 | 0 | 0 | 从左到右, 从上到下 |
| 1 | 0 | 0 | 从左到右, 从下到上 |
| 0 | 1 | 0 | 从右到左, 从上到下 |
| 1 | 1 | 0 | 从右到左, 从下到上 |
| 0 | 0 | 1 | 从上到下, 从左到右 |
| 0 | 1 | 1 | 从上到下, 从右到左 |
| 1 | 0 | 1 | 从下到上, 从左到右 |
| 1 | 1 | 1 | 从下到上, 从右到左 |

X坐标设置指令（0X2A）

列地址设置指令，一般用于设置X坐标(其实就是窗口大小)

SC：起始坐标设置关系：0≤SC≤EC≤239（LCD像素宽度）

EC：结束坐标

Y坐标设置指令（0X2B）

页地址设置指令，一般用于设置Y坐标(其实就是窗口大小)

SP：起始坐标设置关系：0≤SP≤EP≤319（LCD像素高度）

EP：结束坐标

写GRAM指令（0X2C）

发送该指令后，数据线变成16位，可以开始写入GRAM数据，支持地址自增

|--------------|----|----|----|---------|----|----|----|----|----|----|----|----|---------|
| 顺序 | 控制 ||| 各位描述 ||||||||| HEX |
| 顺序 | RS | RD | WR | D15~D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | HEX |
| 指令 | 0 | 1 | ↑ | XX | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2CH |
| 参数 1 | 1 | 1 | ↑ | D1[15：0] ||||||||| XX |
| ...... | 1 | 1 | ↑ | D2[15：0] ||||||||| XX |
| 参数 N | 1 | 1 | ↑ | Dn[15：0] ||||||||| XX |

每次写入1个像素点的颜色值（RGB565），地址自增方向由MX/MY/MV控制无需重新设置坐标，可实现连续写入，大大提高写入速度

读GRAM指令（0X2E）

发送该指令后，数据线变成16位，可以开始读取GRAM数据，支持地址自增

读1个点的颜色，要读3次

1，dummy 假读

2，R1G1 //读该点的R1和G1

3，B1R2 //读该点的B1和下个点的R2 这样设计连读时一个点3次，两个点4次，效率就高了

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uint16_t r, g, b；
r = lcd_rd_data(); //读r1
g = lcd_rd_data(); //读g1
b  = lcd_rd_data();//读b1

g = r & 0XFF;
return (((r >> 11) << 11) | ((g >> 2) << 5) | (b >> 11)); //获取包含RGB值的16位

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/*驱动芯片读数据操作*/
uint16_t  lcd_rd_data(void)
{
	uint16_t ram;  		/* 定义变量 */
	DATA_IN_MODE();	/* 设置数据输入 */
 	LCD_RS(1);              	/* 操作数据 */
    	LCD_CS(0);			/* 选中 */
    	LCD_RD(0);		/* RD低电平 */
   	ram = LCD_DATA_IN;    	/* 读取数据 */
    	LCD_RD(1);		/* RD高电平 */
    	LCD_CS(1);			/* 释放片选 */
	DATA_OUT_MODE();	/* 设置数据输出 */
	return ram；		/* 返回读数 */
}
/*读点函数代码精简*/
uint16_t  lcd_read_point (uint16_t x, uint16_t y)
{
	uint16_t r = 0, g = 0, b = 0;	/* 定义变量 */
	lcd_set_cursor(x, y);		/* 设置坐标 其实就是2a/2b指令*/
 	lcd_wr_regno(0X2E);		/* 发读点命令 */
 	r = lcd_rd_data();  		/* 假读 */
	r = lcd_rd_data();  		/* 读rg */
	b = lcd_rd_data(); 		/* 读b */
    	g = r & 0XFF;       			/* 得到g值 */
	return (((r >> 11) << 11) | ((g >> 2) << 5) | (b >> 11));
    //移位得到含RGB565三色的16位值
}

LCD基本驱动步骤

目标：用最简单代码，点亮开发板LCD屏，实现任意位置画点和读点

1，确定IO连接关系 LCD模块原理图、开发板液晶接口原理图

2，初始化IO口初始化连接LCD的各个IO口

初始化FSMC外设可选，某些芯片是没有FSMC外设，MINI板是没有的

3，编写读写接口函数 lcd_wr_data、lcd_wr_regno、lcd_write_reg、lcd_rd_data

4，编写LCD初始化函数编写lcd_init函数，完成初始化序列配置，点亮背光等

5，编写LCD画和读点函数编写lcd_draw_point函数，实现LCD任意位置画点

IO硬件连接关系查表看原理图

LCD控制结构体

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/* LCD重要参数集 */
typedef struct
{
    uint16_t 	width;     		/* LCD 宽度 */
    uint16_t 	height;    		/* LCD 高度 */
    uint16_t 	id;        		/* LCD ID */
    uint8_t 	dir;        /* 横屏还是竖屏控制：0，竖屏；1，横屏 */
    uint16_t 	wramcmd;   	/* 开始写gram指令 */
    uint16_t 	setxcmd;   	/* 设置x坐标指令 */
    uint16_t 	setycmd;  	/* 设置y坐标指令 */
} _lcd_dev;

编程实战1

1，使用8080时序在LCD上实现任意位置画点和读点

2，在LCD屏幕上能支持12*12、16*16、24*24、32*32大小的ASCII字符显示

任意字符显示的关键是要制作字库，有了字库就能实现任意字符显示

1，字库制作

根据字体大小（12/16/24/32），制作对应的字库

2，编写任意字符显示函数

根据字库生成方式，编写对应的字符显示函数