stm32miniLCD(TFTLCD显示原理和LCD液晶显示)——HAL库

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前言

简单说一下OLED和LCD的区别（因为学习的时候想知道为什么要学两个功能相似的外设）。LCD也叫薄膜晶体管液晶显示器，LCD的发光原理主要靠背光层，通常由大量的LED背光灯组成，在白色的背光层上加一层有颜色2113的薄膜，白色光透过有颜色的薄膜然后呈现颜色。在背光层和颜色薄膜之间有一道阀门控制，也就是我们所谓的液晶层，它通过改变电压的大小来控制开合的程度，进5261而控制射出光线的大小，以调整红绿蓝三原色配比，最终呈现所需的颜色。而OLED，OLED不需要LCD屏幕那样的背光层，也不需要控制出光亮的液晶层，只要给他通电他就能亮，所以OLED就像一个有着无数个小的彩色灯泡组合的屏幕。简单总结，就是OLED色彩鲜艳、响应速度好、更薄，同时对眼睛伤害大、使用寿命较LCD短；LCD成像自然，但必须要忍受拖影。

模块简介

1，2.4’/2.8’/3.5’/4.3’/7’ 5 种大小的屏幕可选。
2，320×240 的分辨率（3.5’分辨率为:320480，4.3’和 7’分辨率为：800480）。
3，16 位真彩显示。
4，自带触摸屏，可以用来作为控制输入。

在这里我们mini板使用的是2.8 寸的 ALIENTEK TFTLCD 模块，该模块支持 65K 色显示，显示分辨率为 320×240，接口为 16 位的 80 并口，自带触摸屏。且因为mini板没有FSMC，我们在这里用STM32 的普通 IO 口模拟 8080 总线来控制 TFTLCD 的显示。

模块原理

模块原理图

TFTLCD接口图

在这里插入图片描述
接口说明(16位80并口)

DB1～DB8，DB10~DB17，总是按顺序连接MCU的D0 ~D15
CS：TFTLCD 片选信号。
WR：向 TFTLCD 写入数据。
RD：从 TFTLCD 读取数据。
D[15:0]：16 位双向数据线。
RST：硬复位 TFTLCD。//RST 信号线是直接接到 STM32 的复位脚上，不由软件控制
RS：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。
BL_CTR：背光控制信号
T_MISO/T_MOST/T_PEN/T_CS/T_CLK：触摸屏接口信号 //如果只是点亮LCD不用触摸屏，这些接口可以不接

驱动

16位80并口驱动简介
模块的8080并口读/写的过程：
现根据要写入的数据的类型，设置RS为高（数据），低（命令），然后拉低片选，选中IL19341，接着根据是读数据，还是写数据置RD/WR为低，然后：

1.读数据：在RD的上升沿，读取数据线上的数据（D[15:0]）

2.写数据：在WR的上升沿，使数据写入到LI9341里面

在这里插入图片描述
驱动流程

初始化序列：由厂家提供

设置坐标：画点，写GRAM指令；读点读GRAM指令

GRAM 作用：设置控制位后，后期只需写颜色代码，不需要再填写坐标

总流程：先设置MCU输入指令配置扫描模式，再通过GRAM写入颜色，最后显示

ILI9341 液晶控制器自带显存，其显存总大小为 172800（24032018/8），即 18 位模式（26
万色）下的显存量。在 16 位模式下，ILI9341 采用 RGB565 格式存储颜色数据。

在这里插入图片描述
MCU 的 16 位数据，最低 5 位代表蓝色，中间 6 位为绿色，最高 5 位为红色。数值越
大，表示该颜色越深。

指令简介

特别注意 ILI9341 所有的指令都是 8 位的（高 8 位无效），且参数
除了读写 GRAM 的时候是 16 位，其他操作参数，都是 8 位的，这个和 ILI9320 等驱动器不同。

0xD3

为读ID4指令用于读取LCD控制器的ID。使同一个代码，可以根据ID的不同，执行不同的LCD驱动初始化，以兼容不同的LCD屏幕。
在这里插入图片描述

0x36

存储访问控制指令，控制ILI9341存储器的读写方向，控制GRAM指针的增长方向。
在这里插入图片描述

0x2A

列地址设置指令从左到右，从上到下的扫描方式（默认）下面，该指令用于设置横坐标（x坐标），该指令四个参数，实际上是两个坐标值：SC和EC，即列地址的起始值和结束值，SC必须小于等于EC，且SC／EC在０～239之间。
在这里插入图片描述

0x2B

页地址设置指令，在从左到右，从上到下的扫描方式（默认）下面，该指令用于设置纵坐标，其余与上面相似。
在这里插入图片描述

0x2C

写GRAM指令往LCD的GRAM里面写入颜色数据，该指令支持连续写（地址自动递增）。
在这里插入图片描述

0x2E

读GRAM指令，用于读取ILI8341的显存（GRAM），同0x2C指令，该指令支持连续读（地址自动递增）每次读一个颜色就必须读两次。
在这里插入图片描述

LCD液晶显示实验

LCD结构体
这里注意，mini板是没有的。
在这里插入图片描述
将地址强行转化成LCD＿TypeDef，则对LCD_REG取地址可得对应A0状态为0（即RS=0），而对LCD_RAM可得对应状态为1（即RS=1），从而实现对RS的控制。

这里LCD_BASE,F1是0x000007FE,
F4是0x0000007E(因为RS接A6)

在这里插入图片描述
LCD重要参数集

在这里插入图片描述
7个底层接口函数

1.写寄存器值函数：void LCD _WR REG(u16 regval)
2.写数据函数：void LCD_WR_DATA(u16 data)
3.读数据函数：u16 LCD_RD_DATA(void)
4.写寄存器内容函数： void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg,u16 LCD_RegValue)
5.读寄存器内容函数：u16 LCD_ReadReg(u16 LCD_Reg)
6.开始写GRAM函数： void LCD_WriteRAM Prepare(void)
7.写GRAM函数： void LCD_WriteRAM(u16 RGB_Code)

void LCD _WR REG

void LCD_WR_REG(u16 data)
{
    
    LCD_RS_CLR;  //写地址
    LCD_CS_CLR;
    DATAOUT(data);
    LCD_WR_CLR;
    LCD_WR_SET;
    LCD_CS_SET; 
}

void LCD_WR_DATA

void LCD_WR_DATAX(u16 data)
{
   
    LCD_RS_SET;
    LCD_CS_CLR;
    DATAOUT(data);
    LCD_WR_CLR;
    LCD_WR_SET;
    LCD_CS_SET;
}

u16 LCD_RD_DATA(void)

u16 LCD_RD_DATA(void)
{
   
    u16 t;
    GPIOB->CRL=0X88888888; //PB0-7  上拉输入
    GPIOB->CRH=0X88888888; //PB8-15 上拉输入
    GPIOB->ODR=0X0000;     //全部输出0

    LCD_RS_SET;
    LCD_CS_CLR;
    LCD_RD_CLR;

    opt_delay(2);
    t=DATAIN;  

    LCD_RD_SET;
    LCD_CS_SET; 

    GPIOB->CRL=0X33333333; //PB0-7  上拉输出
    GPIOB->CRH=0X33333333; //PB8-15 上拉输出
    GPIOB->ODR=0XFFFF;     //全部输出高
    return t;  
}

void LCD_WriteReg

void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg,u16 LCD_RegValue)
{
   
    LCD_WR_REG(LCD_Reg);  
    LCD_WR_DATA(LCD_RegValue);
}

u16 LCD_ReadReg

u16 LCD_ReadReg(u16 LCD_Reg)
{
   
    LCD_WR_REG(LCD_Reg);        //写入要读的寄存器号
    return LCD_RD_DATA();
}

void LCD_WriteRAM_Prepare

void LCD_WriteRAM_Prepare(void)
{
   
    LCD_WR_REG(lcddev.wramcmd);
}

void LCD_WriteRAM

void LCD_WriteRAM(u16 RGB_Code)
{
   
    LCD_WR_DATA(RGB_Code);      //写十六位GRAM
}

这里注意：这里直接调用了很多函数，所以运行时间较慢，如果想要让运行时间变快，应直接在文件开头宏定义函数，但同样的，这样会占用更多空间，相当于用空间换时间。像lcd.h里这样：

//写数据函数
#define LCD_WR_DATA(data){
     \
LCD_RS_SET;\
LCD_CS_CLR;\
DATAOUT(data);\
LCD_WR_CLR;\
LCD_WR_SET;