本文详细介绍了STM32与LCD显示屏的连接、8080时序、常用驱动芯片如ILI9341和ST7789的控制指令，包括读ID、访问控制、坐标设置和数据传输。还提供了示例代码，展示了如何用STM32进行LCD的基本操作，以及ASCII字库的制作过程。
STM32-LCD显示器学习笔记
LCD简介
LCD驱动原理
LCD屏（MCU接口）驱动的核心是：驱动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！
8080时序简介
8080写时序
8080读时序
LCD驱动芯片简介（通常是ILI9341，ST7789型号芯片）
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，ST7789的读ID质量为0XD4）
读ID指令（0XD3）
获取LCD控制器型号，通过型号可以执行不同LCD驱动芯片的初始化
访问控制指令（0XD3）
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
八种扫描方向
X坐标设置指令（0X2A）
Y坐标设置指令（0X2B）
写GRAM指令（0X2C）
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
LCD基本驱动实现（掌握）
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
硬件IO连接关系（MINI）
实验源码
lcd.c
#include "stdlib.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LCD/lcd_ex.c"
#include "./BSP/LCD/lcdfont.h"
/* 设置画笔和背景颜色 */
uint32_t g_point_color = 0XF800; /* 画笔颜色*/
uint32_t g_back_color = 0XFFFF; /* 背景颜色*/
/* 管理LCD的重要参数*/
_lcd_dev lcddev;
/* LCD重要参数，声明在lcd.h中 */
typedef struct
{
uint16_t width; /* LCD 宽度 */
uint16_t height; /* LCD ¸高度*/
uint16_t id; /* LCD ID */
uint8_t dir; /* 0是竖屏，1是横屏 */
uint16_t wramcmd; /* 写指令 */
uint16_t setxcmd; /* 设置x指令 */
uint16_t setycmd; /*设置y指令 */
} _lcd_dev;
/* 8080 写数据，WR上升沿发送数据*/
void lcd_wr_data (uint16_t data)
{
LCD_RS(1); /* 操作数据 */
LCD_CS(0); /* 片选选中*/
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 */
}
/* 8080 写命令 ，WR上升沿发送数据*/
void lcd_wr_regno(uint16_t regno)
{
LCD_RS(0); /* RS=0,表示写寄存器 */
LCD_CS(0); /* Ñ¡ÖÐ */
LCD_DATA_OUT(regno);/* ÃüÁî */
LCD_WR(0); /* WRµÍµçƽ */
LCD_WR(1); /* WR¸ßµçƽ */
LCD_CS(1); /* ÊÍ·ÅƬѡ */
}
/* 往寄存器写值*/
void lcd_write_reg(uint16_t regno, uint16_t data)
{
lcd_wr_regno(regno); /* дÈëҪдµÄ¼Ä´æÆ÷ÐòºÅ */
lcd_wr_data(data); /* дÈëÊý¾Ý */
}
static void lcd_opt_delay(uint32_t i)
{
while(i--);
}
/* LCD读数据 */
uint16_t lcd_rd_data(void)
{
volatile uint16_t ram; /* ·ÀÖ¹±»ÓÅ»¯ */
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
/* LCD_DATA 引脚模式设置使用GPIOB接收数据，上拉输入，准备接收数据*/
gpio_init_struct.Pin = LCD_DATA_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(LCD_DATA_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
LCD_RS(1); /* RS=1,表示操作数据 */
LCD_CS(0);
LCD_RD(0);
lcd_opt_delay(2);
ram = LCD_DATA_IN; /* 读取数据，实际上上是读取GPIOB寄存器IDR的值*/
LCD_RD(1);
LCD_CS(1);
/* LCD_DATA设置引脚模式，恢复输出状态 */
gpio_init_struct.Pin = LCD_DATA_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(LCD_DATA_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
return ram;
}
/* 准备写GRAM */
void lcd_write_ram_prepare(void)
{
lcd_wr_regno(lcddev.wramcmd);
}
/* 设置坐标 */
void lcd_set_cursor(uint16_t x, uint16_t y)
{
lcd_wr_regno(lcddev.setxcmd);
lcd_wr_data(x >> 8);
lcd_wr_data(x & 0xFF);
lcd_wr_regno(lcddev.setycmd);
lcd_wr_data(y >> 8);
lcd_wr_data(y & 0xFF);
}
/* 画点 */
void lcd_draw_point(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color)
{
lcd_set_cursor(x, y);
lcd_write_ram_prepare();
lcd_wr_data(color);
}
/* 读点 */
uint16_t lcd_read_point (uint16_t x, uint16_t y)
{
uint16_t r = 0, g = 0, b = 0; /* ¶¨Òå±äÁ¿ */
lcd_set_cursor(x, y); /* 设置坐标 */
lcd_wr_regno(0X2E); /* ·发送读命令 */
r = lcd_rd_data(); /* 假读 */
r = lcd_rd_data(); /* 读rg*/
b = lcd_rd_data(); /* 读 b */
g = r & 0XFF; /* 得到g的值 */
return (((r >> 11) << 11) | ((g >> 2) << 5) | (b >> 11));
}
//显示字符函数
void lcd_show_char(uint16_t x, uint16_t y, char chr, uint8_t size, uint8_t mode, uint16_t color)
{
uint8_t t, t1, temp;
uint8_t *pfont = NULL;
//»ñÈ¡×Ö·ûµÄ×Ü×Ö½ÚÊý
uint8_t csize = (size / 8+((size % 8) ? 1 : 0)) * (size / 2);
chr = chr - ' ';
uint16_t y0 = y;
switch(size)
{
case 12:
pfont = (uint8_t *)asc2_1206[chr]; /* µ÷ÓÃ1206×ÖÌå */
break;
case 16:
pfont = (uint8_t *)asc2_1608[chr]; /* µ÷ÓÃ1608×ÖÌå */
break;
case 24:
pfont = (uint8_t *)asc2_2412[chr]; /* µ÷ÓÃ2412×ÖÌå */
break;
case 32:
pfont = (uint8_t *)asc2_3216[chr]; /* µ÷ÓÃ3216×ÖÌå */
break;
default:
return ;
}
for (t = 0; t < csize; t++)
{
temp = pfont[t];
for (t1 = 0; t1 < 8; t1++)
{
if (temp & 0x80)
{
lcd_draw_point(x, y, color);
}
else if (mode == 0)
{
lcd_draw_point(x, y, g_back_color);
}
temp <<= 1;
y++;
if ((y - y0) == size)
{
y = y0;
x++;
break;
}
}
}
}
void lcd_clear(uint16_t color)
{
uint32_t index = 0;
uint32_t totalpoint = lcddev.width;
totalpoint *= lcddev.height; /* 得到屏幕的像素点 */
lcd_set_cursor(0, 0); /* 设置坐标 */
lcd_write_ram_prepare(); /* 写GRAM命令发送 */
LCD_RS(1); /* RS=1,表示写数据 */
LCD_CS(0);
for (index = 0; index < totalpoint; index++)
{
LCD_DATA_OUT(color); /*将屏幕清为color颜色*/
LCD_WR(0);
LCD_WR(1);
}
LCD_CS(1);
}
/* 初始化¯LCD */
void lcd_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
LCD_BL_GPIO_CLK_ENABLE(); /* LCD_BL脚时钟使能 */
LCD_CS_GPIO_CLK_ENABLE(); /* LCD_CS脚时钟使能 */
LCD_WR_GPIO_CLK_ENABLE(); /* LCD_WR脚时钟使能*/
LCD_RD_GPIO_CLK_ENABLE(); /* LCD_RD脚时钟使能 */
LCD_RS_GPIO_CLK_ENABLE(); /* LCD_RS脚时钟使能 */
LCD_DATA_GPIO_CLK_ENABLE(); /* LCD_DATA脚时钟使能 */
//以上时钟使能是在lcd.h中实现的。
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();
__HAL_AFIO_REMAP_SWJ_NOJTAG(); /*禁止JTAG，使能SWD，释放PB3，PB4两个引脚做普通IO用 */
gpio_init_struct.Pin = LCD_BL_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 推挽复用输出 */
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */
gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* ¸高速 */
HAL_GPIO_Init(LCD_BL_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* LCD_BL引脚模式设置(推挽输出) */
gpio_init_struct.Pin = LCD_CS_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(LCD_CS_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化LCD_CS引脚 */
gpio_init_struct.Pin = LCD_WR_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(LCD_WR_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化¯LCD_WR引脚 */
gpio_init_struct.Pin = LCD_RD_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(LCD_RD_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化LCD_RD引脚*/
gpio_init_struct.Pin = LCD_RS_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(LCD_RS_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化LCD_RS引脚 */
gpio_init_struct.Pin = LCD_DATA_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /*推挽输出*/
HAL_GPIO_Init(LCD_DATA_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* LCD_DATA引脚模式设置 */
LCD_WR(1); /* WR ĬÈϸߵçƽ */
LCD_RD(1); /* RD ĬÈϸߵçƽ */
LCD_CS(1); /* CS ĬÈϸߵçƽ */
LCD_RS(1); /* RS ĬÈϸߵçƽ */
LCD_DATA_OUT(0XFFFF); /* DATA ĬÈϸߵçƽ */
/*读取IO */
lcd_wr_regno(0xD3);
lcddev.id = lcd_rd_data(); /* 假读 */
lcddev.id = lcd_rd_data(); /* 00 */
lcddev.id = lcd_rd_data(); /* 93 */
lcddev.id <<= 8;
lcddev.id |= lcd_rd_data(); /* 41 */
printf("lcddev_id:%#x \r\n", lcddev.id);
/* 初始化外设显示器中的芯片 */
if (lcddev.id == 0x9341)
lcd_ex_ili9341_reginit();//³õʼ»¯ÍâÉèÏÔʾÆ÷ÖеÄоƬ¡£
else
lcd_ex_st7789_reginit();
/* 对lcd控制结构体赋值 */
lcddev.width = 240;
lcddev.height = 320;
lcddev.setxcmd = 0x2A;
lcddev.setycmd = 0x2B;
lcddev.wramcmd = 0x2C;
lcd_wr_regno(lcddev.setxcmd);
lcd_wr_data(0);
lcd_wr_data(0);
lcd_wr_data((lcddev.width - 1) >> 8);
lcd_wr_data((lcddev.width - 1) & 0XFF);
lcd_wr_regno(lcddev.setycmd);
lcd_wr_data(0);
lcd_wr_data(0);
lcd_wr_data((lcddev.height - 1) >> 8);
lcd_wr_data((lcddev.height - 1) & 0XFF);
/* 设置扫描方向*/
lcd_write_reg(0x36, 1 << 3);
/* 点亮背光*/
LCD_BL(1);
/* lcd_clear */
lcd_clear(0xFFFF);
}
main.c
uint16_t point_value = 0;
uint8_t x = 0;
HAL_Init(); /* HAL¿â³õʼ»¯ */
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* ÉèÖÃʱÖÓ, 72Mhz */
delay_init(72); /* ÑÓʱ³õʼ»¯ */
usart_init(115200); /* ´®¿Ú³õʼ»¯Îª115200 */
// led_init(); /* ³õʼ»¯LED */
lcd_init();
lcd_draw_point(0, 0, RED);
lcd_draw_point(0, 1, RED);
lcd_draw_point(100, 100, RED);
/* 0xF800 */
point_value = lcd_read_point(100, 100);
printf("point_value:%#x \r\n",point_value);
lcd_show_char(0, 0, 'A', 16, 1, RED);
lcd_show_char(100, 100, 'B', 24, 1, RED);
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