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初学stm32 --- IO口模拟8080驱动LCD屏

article 2025/1/6 3:54:13

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！

ILI9341芯片

ILI9341芯片支持多种通信接口。MCU接口（8/9/16/18位）、3/4 线SPI接口、RGB接口（6/16/18位）。LCD模组接口由厂家设计的决定

三基色原理

无法通过其他颜色混合得到的颜色，称之为：基本色通过三基色混合，可以得到自然界中绝大部分颜色！

电脑一般用32位来表示一个颜色（ARGB888）：

单片机一般用16/24位表示一个颜色（RGB565/RGB888）：

RGB565:

RGB888:

LCD驱动原理

LCD屏（MCU接口）驱动的核心是：驱动LCD驱动芯片

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

1. 8080底层操作函数：写数据、写命令、读数据

2. 初始化LCD：主要是发送初始化序列/数组

3. 实现画点函数：有了画点函数，就可以实现各种操作函数了！

4.实现读点函数：用于读取屏幕颜色，一般上GUI了才用，可不用！

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写时序

数据（RS=1）/命令（RS=0）在WR的上升沿，写入LCD驱动IC，RD保持高电平

数据（RS=1）/命令（RS=0）在RD的上升沿，读取到MCU，WR保持高电平

8080读写简化代码

写数据代码：

void lcd_wr_data(uint16_t data)
{
    	LCD_RS(1);		/* 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 */
}

读数据代码：

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 */
    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

用于控制LCD的各种显示功能和效果，整体功能较复杂。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）

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，以兼容不同LCD

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

X坐标设置指令（0X2A）

列地址设置指令，一般用于设置X坐标

SC：起始坐标 EC：结束坐标

设置关系：0≤SC≤EC≤239（LCD像素宽度）

Y坐标设置指令（0X2B）

页地址设置指令，一般用于设置Y坐标

SP：起始坐标 EP：结束坐标

设置关系：0≤SP≤EP≤319（LCD像素高度）

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

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 2，R1G1 3，B1R2

读颜色的简化代码：

uint16_t r, g, b；
r = lcd_rd_data();
g = lcd_rd_data();
b  = lcd_rd_data();

g = r & 0XFF;
return (((r >> 11) << 11) | ((g >> 2) << 5) | (b >> 11));

读点函数代码(精简)

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 */
}

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 */
 	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));
}

LCD基本驱动实现

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

3，初始化FSMC外设

可选，某些芯片是没有FSMC外设，MINI板是没有的

4，编写读写接口函数

lcd_wr_data、lcd_wr_regno、lcd_write_reg、lcd_rd_data

5，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

6，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

硬件IO连接关系

LCD控制结构体简介

/* 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;