ST7789彩色显示屏简介

一、引言

       在电子设备领域，显示屏作为人机交互的重要界面，发挥着至关重要的作用。ST7789彩色显示屏以其出色的性能和广泛的适用性，成为众多嵌入式项目的首选。本文将详细介绍ST7789彩色显示屏的特点、工作原理以及在ESP32上使用MicroPython的示例代码，帮助读者更好地了解和应用这款显示屏。

二、ST7789彩色显示屏概述

1. 特点

- 高分辨率：ST7789通常具有较高的分辨率，能够呈现清晰、细腻的图像和文字。

- 丰富的色彩：支持多种颜色显示，可提供鲜艳、生动的视觉效果。

- 低功耗：适用于电池供电的设备，有助于延长设备的续航时间。

- 快速响应：具有较快的响应速度，能够实时显示动态内容。

- 小尺寸、轻薄：便于集成到各种小型电子设备中。

2. 应用领域

- 智能手表、手环等可穿戴设备。

- 小型嵌入式系统，如智能家居控制器、传感器节点等。

- 便携式电子设备，如游戏机、音乐播放器等。

三、ST7789彩色显示屏工作原理

1. 显示技术

      ST7789采用TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）技术。TFT-LCD由液晶层、薄膜晶体管阵列和彩色滤光片组成。通过控制薄膜晶体管的导通状态，可以调节液晶分子的排列，从而控制光线的透过和阻挡，实现图像的显示。

2. 接口类型

      ST7789通常支持多种接口类型，如SPI（串行外设接口）和 I2C（集成电路总线）。SPI接口速度较快，适用于对显示速度要求较高的应用；I2C接口则具有简单、占用引脚少的优点，适用于资源有限的系统。

3. 控制方式

       通过向ST7789发送特定的指令和数据，可以控制显示屏的显示内容。指令包括设置显示模式、调整亮度、设置窗口等。数据则是要显示的图像或文字的像素信息。

四、ESP32与MicroPython

1. ESP32简介

       ESP32是一款功能强大的微控制器，具有 Wi-Fi和蓝牙功能，广泛应用于物联网和嵌入式系统开发。它具有丰富的外设接口和强大的计算能力，能够满足各种复杂的应用需求。

2. MicroPython简介

       MicroPython是一种精简的Python实现，专门为微控制器设计。它提供了简洁、易读的语法和丰富的库函数，使得开发者可以快速上手，提高开发效率。

五、在ESP32上使用MicroPython驱动ST7789显示屏应用示例

       以下是在ESP32上使用MicroPython驱动ST7789彩色显示屏的示例代码：

from machine import Pin, SPI

import st7789

# 定义显示屏的分辨率

TFT_WIDTH = 240

TFT_HEIGHT = 240

# 初始化SPI总线

spi = SPI(1, baudrate=40000000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(14), mosi=Pin(13))

# 初始化显示屏

tft = st7789.ST7789(spi, TFT_WIDTH, TFT_HEIGHT, reset=Pin(18), dc=Pin(16), cs=Pin(15))

# 填充屏幕为红色

tft.fill(0xff0000)

# 在屏幕上显示文本

tft.text('Hello, ST7789!', 0, 0, 0xffffff)

在上述代码中，首先定义了显示屏的分辨率。然后，初始化SPI总线，并将其连接到ST7789显示屏的相应引脚。接着，创建一个ST7789对象，并使用fill方法将屏幕填充为红色。最后，使用text方法在屏幕上显示文本。

六、代码解释

1.  from machine import Pin, SPI ：导入MicroPython的Pin和SPI模块，用于控制 GPIO 引脚和 SPI 总线。

2.  import st7789 ：导入ST7789显示屏的驱动库。

3.  TFT_WIDTH = 240 和 TFT_HEIGHT = 240 ：定义显示屏的分辨率为240x240。

4.  spi = SPI(1, baudrate=40000000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(14), mosi=Pin(13)) ：初始化SPI总线，设置波特率为40MHz，极性为1，相位为0，并将其连接到 ESP32的GPIO14（SCK）和GPIO13（MOSI）引脚。

5.  tft = st7789.ST7789(spi, TFT_WIDTH, TFT_HEIGHT, reset=Pin(18), dc=Pin(16), cs=Pin(15)) ：创建一个ST7789对象，将SPI总线、显示屏分辨率以及复位、数据/命令选择和片选引脚传递给它。

6.  tft.fill(0xff0000) ：使用红色填充整个屏幕。

7.  tft.text('Hello, ST7789!', 0, 0, 0xffffff) ：在屏幕的坐标（0,0）处显示白色的文本“Hello, ST7789!”。

七、总结

       ST7789彩色显示屏以其高分辨率、丰富的色彩和低功耗等特点，在嵌入式系统中得到了广泛的应用。通过在ESP32上使用MicroPython驱动ST7789显示屏，可以快速开发出具有良好人机交互界面的嵌入式项目。本文介绍了ST7789显示屏的特点、工作原理以及在ESP32上的示例代码，希望对大家有所帮助。

       在实际应用中，可以根据具体需求对代码进行扩展和优化，例如添加图形绘制、动画效果等功能。同时，还可以结合其他传感器和外设，实现更加复杂的应用场景。