esp32驱动带字库芯片TFT屏幕

前言

学习esp32单片机开发，前段时间在网上买了一块2.0寸TFT屏幕。

长这个样子，这个屏幕带汉字字库的硬件模块。我仔细看了一下这个字库模块上面写的字是25Q32FVSIG 1336

文档

卖家也发来了开发文档，是个doc文档，张这个样子。

开发准备

下面开始根据文档进行开发，调用这个字库文件内的汉字，并且把它显示出来。

这个是我的接线，没有走硬件spi，这样直接插上去，就免去了接线线。

引脚对应

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ST7789_GND GND
ST7789_VCC 15 VCC
ST7789_SCL 2  (SCLK)
ST7789_SDA 4  (MOSI)
ST7789_SDO 16  (MISO)
ST7789_RST 17
ST7789_DC 5
ST7789_CS 18
ST7789_CSF 19  
ST7789_BLK 21 VCC

创建工程 PlatformIO工程

配置和引用

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[env:esp32dev]
platform = espressif32
board = esp32dev
framework = arduino
monitor_speed = 115200
upload_speed = 921600
lib_deps = 
	bodmer/TFT_eSPI@^2.5.43
	tikaflow/UTF8ToGB2312@^1.1.52

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1.引入TFT_eSPI.h 下载地址：https://github.com/Bodmer/TFT_eSPI
2.在User_Setup.h中
  放开注释： #define TFT_WIDTH  240
  放开注释： #define TFT_HEIGHT 320
  放开注释： #define ST7789_DRIVER 注释掉：默认的#define ILI9341_DRIVER

#define TFT_MOSI 4
#define TFT_SCLK 2
#define TFT_CS   18  // Chip select control pin
#define TFT_DC   5   // Data Command control pin
#define TFT_RST  17  // Reset pin (could connect to RST pin)
#define TFT_BL   21  // LED back-light

源码实现

根据上面文档，实现读取模块中汉字并且渲染到屏幕上。下面是源码

main.cpp

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#include <Arduino.h>
#include <TFT_eSPI.h>
#include <SPI.h>
#include "UTF8ToGB2312.h"
TFT_eSPI tft;
// 字库芯片引脚
#define FLASH_CS 19
#define FLASH_MISO 16

// 字库结构体
struct FontInfo {
  uint8_t fontSize;      // 字号
  uint32_t byteSize;     // 字库占用字节数 实际占用是 byteSize * fontSize
  uint32_t addr;         // 字库偏移地址
};

// ASCII 字库信息
const FontInfo ASCII_FONTS[] = {
  {12, 1, 0X1000L},  // 6x12
  {14, 1, 0X1600L},  // 7x14
  {16, 1, 0X1D00L},  // 8x16
  {18, 2, 0X2500L},  // 9x18
  {20, 2, 0X3700L},  // 10x20
  {22, 2, 0X4B00L},  // 11x22
  {24, 2, 0X6100L},  // 12x24
  {26, 2, 0X7900L}   // 13x26
};

// GB2312 字库信息
const FontInfo GB2312_FONTS[] = {
  {12, 2, 0X9300L},     // 12x12
  {14, 2, 0X39300L},    // 14x14
  {16, 2, 0X71300L},    // 16x16
  {18, 3, 0XB1300L},    // 18x18
  {20, 3, 0X11D300L},   // 20x20
  {22, 3, 0X195300L},   // 22x22
  {24, 3, 0X219300L},   // 24x24
  {26, 4, 0X2A9300L}    // 26x26
};

// 初始化 SPI Flash
void initFlash() {
  pinMode(FLASH_CS, OUTPUT);
  digitalWrite(FLASH_CS, HIGH);
  SPI.begin(TFT_SCLK, FLASH_MISO, TFT_MOSI, FLASH_CS);
  SPI.setFrequency(1000000);
  SPI.setDataMode(SPI_MODE0);
}

// 读取字库数据
uint8_t readFontData(uint32_t addr) {
  uint8_t data;
  digitalWrite(FLASH_CS, LOW);
  SPI.transfer(0x03);
  SPI.transfer((addr >> 16) & 0xFF);
  SPI.transfer((addr >> 8) & 0xFF);
  SPI.transfer(addr & 0xFF);
  data = SPI.transfer(0x00);
  digitalWrite(FLASH_CS, HIGH);
  return data;
}

// 显示一个汉字 (GB2312)
void drawGB2312Char(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t ch, uint16_t color, uint8_t fontSize) {
  if (fontSize < 12 || fontSize > 26 || (fontSize % 2) != 0) {
    return; // 无效的字体大小
  }
  const FontInfo& fontInfo = GB2312_FONTS[(fontSize - 12) / 2];
  uint32_t fontAddr = fontInfo.addr + (((ch >> 8) - 0xA1) * 94 + (ch & 0xFF) - 0xA1) * fontInfo.fontSize * fontInfo.byteSize;
  for (uint16_t i = 0; i < fontInfo.fontSize; i++) {
    for (uint16_t j = 0; j < fontInfo.byteSize; j++) {
      uint8_t data = readFontData(fontAddr + i * fontInfo.byteSize + j);
      for (uint8_t k = 0; k < 8; k++) {
        if (data & (0x80 >> k)) {
          tft.drawPixel(x + j * 8 + k, y + i, color);
        }
      }
    }
  }
}

// 显示一个 ASCII 字符
void drawASCIIChar(uint16_t x, uint16_t y, uint8_t ch, uint16_t color, uint8_t fontSize) {
  if (fontSize < 12 || fontSize > 26 || (fontSize % 2) != 0) {
    return; // 无效的字体大小
  }
  const FontInfo& fontInfo = ASCII_FONTS[(fontSize - 12) / 2];
  uint32_t fontAddr = fontInfo.addr + ch * fontInfo.byteSize * fontInfo.fontSize;
  for (uint16_t i = 0; i < fontInfo.fontSize; i++) {
    for (uint16_t j = 0; j < fontInfo.byteSize; j++) {
      uint8_t data = readFontData(fontAddr + i * fontInfo.byteSize + j);
      for (uint8_t k = 0; k < 8; k++) {
        if (data & (0x80 >> k)) {
          tft.drawPixel(x + j * 8 + k, y + i, color);
        }
      }
    }
  }
}

// 显示字符串 (兼容汉字、英文字符和数字)
void drawString(uint16_t x, uint16_t y, const char *str, uint16_t color, uint8_t fontSize = 16) {
  String gbStr = GB.get(str); // UTF-8 to GB2312
  const char *gbCharPtr = gbStr.c_str();
  uint16_t xPos = x;
  while (*gbCharPtr) {
    uint8_t ch = (uint8_t)gbCharPtr[0];
    if (ch >= 0xA1) { // 汉字
      uint16_t gbCh = (ch << 8) | (uint8_t)gbCharPtr[1];
      drawGB2312Char(xPos, y, gbCh, color, fontSize);
      xPos += fontSize;
      gbCharPtr += 2;
    } else if (ch >= 32 && ch <= 126) { // ASCII 字符
      drawASCIIChar(xPos, y, ch, color, fontSize);
      gbCharPtr++;
      xPos += fontSize / 2;
    } else { // 其他字符或错误处理
      gbCharPtr++; // 跳过未知字符
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(15, OUTPUT);
  pinMode(21, OUTPUT);
  digitalWrite(15, HIGH);
  digitalWrite(21, HIGH);

  tft.init();
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  initFlash();

  drawString(0, 0, "12号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 12);
  drawString(0, 12, "14号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 14);
  drawString(0, 26, "16号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 16);
  drawString(0, 42, "18号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 18);
  drawString(0, 60, "20号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 20);
  drawString(0, 80, "22号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 22);
  drawString(0, 102, "24号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 24);
  drawString(0, 126, "26号：你好，世界！123abc", TFT_GREEN, 26);
  drawString(0, 180, "CSDN关注：雨季余静", TFT_GREEN, 26);
}

void loop() {}

最终效果如下

总结

虽然源码没多少行，但是真的折腾了我一整天。

主要是这模块是gb2312的字库，然而程序代码中的汉字是UTF-8汉字。显示出来就是乱码，开始我还以为是我弄错了，后来才发现代码中的文字是UTF-8编码。引入了UTF8ToGB2312.h 问题就迎刃而解了。

如果解决了你的问题希望给个关注，谢谢。