「正点原子STM32Mini板资料连载」第十六章 TFTLCD 显示实验

1）实验平台：正点原子STM32mini开发板
2）摘自《正点原子STM32 不完全手册(HAL 库版)》关注官方微信号公众号，获取更多资料：正点原子


第十六章 TFTLCD 显示实验
上一章我们介绍了 OLED 模块及其显示，但是该模块只能显示单色/双色，不能显示彩色，
而且尺寸也较小。本章我们将介绍 ALIENTEK 2.8 寸 TFT LCD 模块，该模块采用 TFTLCD 面
板，可以显示 16 位色的真彩图片。在本章中，我们将使用 MiniSTM32 开发板上的 LCD 接口，
来点亮 TFTLCD，并实现 ASCII 字符和彩色的显示等功能，并在串口打印 LCD 控制器 ID，同
时在 LCD 上面显示。本章分为如下几个部分：
16.1 TFTLCD 简介
16.2 硬件设计
16.3 软件设计
16.4 下载验证
16.1 TFTLCD 简介
本章我们将通过 STM32 的普通 IO 口模拟 8080 总线来控制 TFTLCD 的显示。
TFT-LCD 即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为：Thin Film Transistor-Liquid Crystal
Display。TFT-LCD 与无源 TN-LCD、STN-LCD 的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象
素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特
性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFT-LCD 也被叫做真彩液晶显示器。
上一章介绍了 OLED 模块，本章，我们给大家介绍 ALIENTEK TFTLCD 模块，该模块有
如下特点：
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:320*480，4.3’和 7’分辨率为：800*480）。
3，16 位真彩显示。
4，自带触摸屏，可以用来作为控制输入。
本章，我们以 2.8 寸的 ALIENTEK TFTLCD 模块为例介绍，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。
该模块的外观图如图 16.1.1 所示：

模块原理图如图 16.1.2 所示：


TFTLCD 模块采用 2*17 的 2.54 公排针与外部连接，接口定义如图 16.1.3 所示：

从图 16.1.3 可以看出，ALIENTEK TFTLCD 模块采用 16 位的并方式与外部连接，之所以
不采用 8 位的方式，是因为彩屏的数据量比较大，尤其在显示图片的时候，如果用 8 位数据线，
就会比 16 位方式慢一倍以上，我们当然希望速度越快越好，所以我们选择 16 位的接口。图 16.1.3
还列出了触摸屏芯片的接口，关于触摸屏本章我们不多介绍，后面的章节会有详细的介绍。该
模块的 80 并口有如下一些信号线：
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。
RS：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。
80 并口在上一节我们已经有详细的介绍了，这里我们就不再介绍，需要说明的是，TFTLCD
模块的 RST 信号线是直接接到 STM32 的复位脚上，并不由软件控制，这样可以省下来一个 IO
口。另外我们还需要一个背光控制线来控制 TFTLCD 的背光。所以，我们总共需要的 IO 口数
目为 21 个。这里还需要注意，我们标注的 DB1~DB8，DB10~DB17，是相对于 LCD 控制 IC 标
注的，实际上大家可以把他们就等同于 D0~D15（按从小到大顺序），这样理解起来简单点。
ALIENTEK 提供 2.8/3.5/4.3/7 寸等不同尺寸的 TFTLCD 模块，其驱动芯片有很多种类型，
比如有：ILI9341/ILI9325/RM68042/RM68021/ILI9320/ILI9328/LGDP4531/LGDP4535/SPFD5408
/SSD1289/1505/B505/C505/NT35310/NT35510/SSD1963 等(具体的型号，大家可以通过下载本章
实验代码，通过串口或者 LCD 显示查看)，这里我们仅以 ILI9341 控制器为例进行介绍，其他
的控制基本都类似，我们就不详细阐述了。
ILI9341 液晶控制器自带显存，其显存总大小为 172800（240*320*18/8），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，此时 ILI9341
的 18 位数据线与 MCU 的 16 位数据线以及 LCD GRAM 的对应关系如图 16.1.4 所示：


图 16.1.4 16 位数据与显存对应关系图
从图中可以看出，ILI9341 在 16 位模式下面，数据线有用的是：D17~D13 和 D11~D1，D0
和 D12 没有用到，实际上在我们 LCD 模块里面，ILI9341 的 D0 和 D12 压根就没有引出来，这
样，ILI9341 的 D17~D13 和 D11~D1 对应 MCU 的 D15~D0。
这样 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。另外，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 等驱动器不一
样，必须加以注意。
接下来，我们介绍一下 ILI9341 的几个重要命令，因为 ILI9341 的命令很多，我们这里就
不全部介绍了，有兴趣的大家可以找到 ILI9341 的 datasheet 看看。里面对这些命令有详细的介
绍。我们将介绍：0XD3，0X36，0X2A，0X2B，0X2C，0X2E 等 6 条指令。
首先来看指令：0XD3，这个是读 ID4 指令，用于读取 LCD 控制器的 ID，该指令如表 16.1.1
所示：


从上表可以看出，0XD3 指令后面跟了 4 个参数，最后 2 个参数，读出来是 0X93 和 0X41，
刚好是我们控制器 ILI9341 的数字部分，从而，通过该指令，即可判别所用的 LCD 驱动器是什
么型号，这样，我们的代码，就可以根据控制器的型号去执行对应驱动 IC 的初始化代码，从而
兼容不同驱动 IC 的屏，使得一个代码支持多款 LCD。
接下来看指令：0X36，这是存储访问控制指令，可以控制 ILI9341 存储器的读写方向，简
单的说，就是在连续写 GRAM 的时候，可以控制 GRAM 指针的增长方向，从而控制显示方式
（读 GRAM 也是一样）。该指令如表 16.1.2 所示：

从上表可以看出，0X36 指令后面，紧跟一个参数，这里我们主要关注：MY、MX、MV
这三个位，通过这三个位的设置，我们可以控制整个 ILI9341 的全部扫描方向，如表 16.1.3 所
示：

这样，我们在利用 ILI9341 显示内容的时候，就有很大灵活性了，比如显示 BMP 图片，
BMP 解码数据，就是从图片的左下角开始，慢慢显示到右上角，如果设置 LCD 扫描方向为从
左到右，从下到上，那么我们只需要设置一次坐标，然后就不停的往 LCD 填充颜色数据即可，
这样可以大大提高显示速度。
接下来看指令：0X2A，这是列地址设置指令，在从左到右，从上到下的扫描方式（默认）
下面，该指令用于设置横坐标（x 坐标），该指令如表 16.1.4 所示：

在默认扫描方式时，该指令用于设置 x 坐标，该指令带有 4 个参数，实际上是 2 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 0≤SC/EC≤239。一般在设
置 x 坐标的时候，我们只需要带 2 个参数即可，也就是设置 SC 即可，因为如果 EC 没有变化，
我们只需要设置一次即可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提高速度。
与 0X2A 指令类似，指令：0X2B，是页地址设置指令，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（y 坐标）。该指令如表 16.1.5 所示：

在默认扫描方式时，该指令用于设置 y 坐标，该指令带有 4 个参数，实际上是 2 个坐标值：
SP 和 EP，即页地址的起始值和结束值，SP 必须小于等于 EP，且 0≤SP/EP≤319。一般在设置
y 坐标的时候，我们只需要带 2 个参数即可，也就是设置 SP 即可，因为如果 EP 没有变化，我
们只需要设置一次即可（在初始化 ILI9341 的时候设置），从而提高速度。
接下来看指令：0X2C，该指令是写 GRAM 指令，在发送该指令之后，我们便可以往 LCD
的 GRAM 里面写入颜色数据了，该指令支持连续写，指令描述如表 16.1.6 所示：


从上表可知，在收到指令 0X2C 之后，数据有效位宽变为 16 位，我们可以连续写入 LCD
GRAM 值，而 GRAM 的地址将根据 MY/MX/MV 设置的扫描方向进行自增。例如：假设设置
的是从左到右，从上到下的扫描方式，那么设置好起始坐标（通过 SC，SP 设置）后，每写入
一个颜色值，GRAM 地址将会自动自增 1（SC++），如果碰到 EC，则回到 SC，同时 SP++，一
直到坐标：EC，EP 结束，其间无需再次设置的坐标，从而大大提高写入速度。
最后，来看看指令：0X2E，该指令是读 GRAM 指令，用于读取 ILI9341 的显存（GRAM），
该指令在 ILI9341 的数据手册上面的描述是有误的，真实的输出情况如表 16.1.7 所示：


该指令用于读取GRAM，如表16.1.7所示，ILI9341在收到该指令后，第一次输出的是dummy
数据，也就是无效的数据，第二次开始，读取到的才是有效的 GRAM 数据（从坐标：SC，SP
开始），输出规律为：每个颜色分量占 8 个位，一次输出 2 个颜色分量。比如：第一次输出是
R1G1，随后的规律为：B1R2→G2B2→R3G3→B3R4→G4B4→R5G5... 以此类推。如果我们只
需要读取一个点的颜色值，那么只需要接收到参数 3 即可，如果要连续读取（利用 GRAM 地址
自增，方法同上），那么就按照上述规律去接收颜色数据。
以上，就是操作 ILI9341 常用的几个指令，通过这几个指令，我们便可以很好的控制 ILI9341
显示我们所要显示的内容了。
一般 TFTLCD 模块的使用流程如图 16.1.4：



任何 LCD，使用流程都可以简单的用以上流程图表示。其中硬复位和初始化序列，只需要
执行一次即可。而画点流程就是：设置坐标→写 GRAM 指令→写入颜色数据，然后在 LCD 上
面，我们就可以看到对应的点显示我们写入的颜色了。读点流程为：设置坐标→读 GRAM 指令
→读取颜色数据，这样就可以获取到对应点的颜色数据了。
以上只是最简单的操作，也是最常用的操作，有了这些操作，一般就可以正常使用 TFTLCD
了。接下来我们将该模块用来来显示字符和数字，通过以上介绍，我们可以得出 TFTLCD 显示
需要的相关设置步骤如下：
1）设置 STM32 与 TFTLCD 模块相连接的 IO。
这一步，先将我们与 TFTLCD 模块相连的 IO 口进行初始化，以便驱动 LCD。这里需要根
据连接电路以及 TFTLCD 模块的设置来确定。
2）初始化 TFTLCD 模块。
即图 16.1.4 的初始化序列，这里我们没有硬复位 LCD，因为 MiniSTM32 开发板的 LCD 接
口，将 TFTLCD 的 RST 同 STM32 的 RESET 连接在一起了，只要按下开发板的 RESET 键，就
会对 LCD 进行硬复位。初始化序列，就是向 LCD 控制器写入一系列的设置值（比如伽马校准），
这些初始化序列一般 LCD 供应商会提供给客户，我们直接使用这些序列即可，不需要深入研究。
在初始化之后，LCD 才可以正常使用。
3）通过函数将字符和数字显示到 TFTLCD 模块上。
这一步则通过图 16.1.4 左侧的流程，即：设置坐标→写 GRAM 指令→写 GRAM 来实现，
但是这个步骤，只是一个点的处理，我们要显示字符/数字，就必须要多次使用这个步骤，从而
达到显示字符/数字的目标，所以需要设计一个函数来实现数字/字符的显示，之后调用该函数，
就可以实现数字/字符的显示了。
16.2 硬件设计
本实验用到的硬件资源有：
1） 指示灯 DS0
2） TFTLCD 模块
TFTLCD 模块的电路在前面已有详细说明了，这里我们介绍 TFTLCD 模块与 ALIETEK
MiniSTM32 开发板的连接，MiniSTM32 开发板底板的 LCD 接口和 ALIENTEK TFTLCD 模块直
接可以对插（靠右插！），连接如图 16.2.1 所示：

图 16.2.1 中圈出来的部分就是连接 TFTLCD 模块的接口，板上的接口比液晶模块的插针要
多 2 个口，液晶模块在这里是靠右插的。多出的 2 个口是给 OLED 用的，所以 OLED 模块在接
这里的时候，是靠左插的，这个要注意。在硬件上，TFTLCD 模块与 MiniSTM32 开发板的 IO
口对应关系如下：
LCD_LED 对应 PC10;
LCD_CS 对应 PC9;
LCD _RS 对应 PC8;
LCD _WR 对应 PC7;
LCD _RD 对应 PC6;
LCD _D[17:1]对应 PB[15:0];
这些线的连接，MiniSTM32 开发板的内部已经连接好了，我们只需要将 TFTLCD 模块插
上去就好了。
16.3 软件设计
软件设计我们依旧在之前的工程上面增加，不过没用到 OLED，所以先去掉 oled.c（注意，
此时 HARDWARE 组仅剩：led.c），然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个 LCD 的文件夹。然
后打开 USER 文件夹下的工程，新建一个 lcd.c 的文件和 lcd.h 的头文件，保存在 LCD 文件夹下，
并将 LCD 文件夹加入头文件包含路径。在 lcd.c 里面要输入的代码比较多，我们这里就不贴出
来了，只针对几个重要的函数进行讲解。
首先，我们介绍一下 lcd.h 里面的一个重要结构体:
//LCD 重要参数集
typedef struct
{
u16 width;
//LCD 宽度
u16 height;
//LCD 高度
u16 id;
//LCD ID
u8 dir;
//横屏还是竖屏控制：0，竖屏；1，横屏。
u16 wramcmd;
//开始写 gram 指令
u16 setxcmd;
//设置 x 坐标指令
u16 setycmd;
//设置 y 坐标指令
}_lcd_dev;
//LCD 参数
extern _lcd_dev lcddev; //管理 LCD 重要参数
该结构体用于保存一些 LCD 重要参数信息，比如 LCD 的长宽、LCD ID（驱动 IC 型号）、
LCD 横竖屏状态等，这个结构体虽然占用了 14 个字节的内存，但是却可以让我们的驱动函数
支持不同尺寸的 LCD，同时可以实现 LCD 横竖屏切换等重要功能，所以还是利大于弊的。有
了以上了解，下面我们开始介绍 lcd.c 里面的一些重要函数。
第一个是 LCD_WR_DATA 函数，该函数在 lcd.h 里面，通过宏定义的方式申明。该函数通
过 80 并口向 LCD 模块写入一个 16 位的数据，使用频率是最高的，这里我们采用了宏定义的方
式，以提高速度。其代码如下
//写数据函数
#define LCD_WR_DATA(data){
LCD_RS_SET;
LCD_CS_CLR;
DATAOUT(data);
LCD_WR_CLR;
LCD_WR_SET;
LCD_CS_SET;
}
上面函数中的‘’是 C 语言中的一个转义字符，用来连接上下文，因为宏定义只能是一个
串，而当你的串过长（超过一行的时候），就需要换行了，此时就必须通过反斜杠来连接上下文。
这里的‘’正是起这个作用。在上面的函数中，LCD_RS_SET/ LCD_CS_CLR/ LCD_WR_CLR/
LCD_WR_SET/ LCD_CS_SET 等是操作 RS/CS/WR 的宏定义，均是采用 STM32 的快速 IO 控制
寄存器实现的，从而提高速度。
第二个是：LCD_WR_DATAX 函数，该函数在 ILI93xx.c 里面定义，功能和 LCD_WR_DATA
一模一样，该函数代码如下：
//写数据函数
//可以替代 LCD_WR_DATAX 宏,拿时间换空间.
//data:寄存器值
void LCD_WR_DATAX(u16 data)
{
LCD_RS_SET;
LCD_CS_CLR;
DATAOUT(data);
LCD_WR_CLR;
LCD_WR_SET;
LCD_CS_SET;
}
我们知道，宏定义函数的好处就是速度快（直接嵌到被调用函数里面去了），坏处就是占空
间大。在 LCD_Init 函数里面，有很多地方要写数据，如果全部用宏定义的 LCD_WR_DATA 函
数，那么就会占用非常大的 flash，所以我们这里另外实现一个函数：LCD_WR_DATAX，专门
给 LCD_Init 函数调用，从而大大减少 flash 占用量。
第三个是 LCD_WR_REG 函数，该函数是通过 8080 并口向 LCD 模块写入寄存器命令，因
为该函数使用频率不是很高，我们不采用宏定义来做（宏定义占用 FLASH 较多），通过 LCD_RS
来标记是写入命令（LCD_RS=0）还是数据（LCD_RS=1）。该函数代码如下：
//写寄存器函数
//data:寄存器值
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;
}
既然有写寄存器命令函数，那就有读寄存器数据函数。接下来介绍 LCD_RD_DATA 函数，
该函数用来读取 LCD 控制器的寄存器数据（非 GRAM 数据），该函数代码如下：
//读 LCD 寄存器数据
//返回值:读到的值
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; //读取数据(读寄存器时,并不需要读 2 次)
if(lcddev.id==0X8989)delay_us(2);//FOR 8989,延时 2us
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;
}
以上 4 个函数，用于实现 LCD 基本的读写操作，接下来，我们介绍 2 个 LCD 寄存器操作
的函数，LCD_WriteReg 和 LCD_ReadReg，这两个函数代码如下：
//写寄存器
//LCD_Reg:寄存器编号
//LCD_RegValue:要写入的值
void LCD_WriteReg(u16 LCD_Reg,u16 LCD_RegValue)
{
LCD_WR_REG(LCD_Reg);
LCD_WR_DATA(LCD_RegValue);
}
//读寄存器
//LCD_Reg:寄存器编号
//返回值:读到的值
u16 LCD_ReadReg(u16 LCD_Reg)
{
LCD_WR_REG(LCD_Reg); //写入要读的寄存器号
return LCD_RD_DATA();
}
这两个函数函数十分简单，LCD_WriteReg 用于向 LCD 指定寄存器写入指定数据，而
LCD_ReadReg 则用于读取指定寄存器的数据，这两个函数，都只带一个参数/返回值，所以，
在有多个参数操作（读取/写入）的时候，就不适合用这两个函数了，得另外实现。
第七个要介绍的函数是坐标设置函数，该函数代码如下：
//设置光标位置
//Xpos:横坐标
//Ypos:纵坐标
void LCD_SetCursor(u16 Xpos, u16 Ypos)
{
if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310)
{
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);
LCD_WR_DATA(Xpos>>8);
LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);
LCD_WR_DATA(Ypos>>8);
LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);
}else if(lcddev.id==0X6804)
{
if(lcddev.dir==1)Xpos=lcddev.width-1-Xpos;//横屏时处理
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);
LCD_WR_DATA(Xpos>>8);
LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);
LCD_WR_DATA(Ypos>>8);
LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);
}else if(lcddev.id==0X5510)
{
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd);
LCD_WR_DATA(Xpos>>8);
LCD_WR_REG(lcddev.setxcmd+1);
LCD_WR_DATA(Xpos&0XFF);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd);
LCD_WR_DATA(Ypos>>8);
LCD_WR_REG(lcddev.setycmd+1);
LCD_WR_DATA(Ypos&0XFF);
}else
{
if(lcddev.dir==1)Xpos=lcddev.width-1-Xpos;//横屏其实就是调转 x,y 坐标
LCD_WriteReg(lcddev.setxcmd, Xpos);
LCD_WriteReg(lcddev.setycmd, Ypos);
}
}
该函数实现将 LCD 的当前操作点设置到指定坐标(x,y)。因为不同 LCD 的设置方式不一定
完全一样，所以代码里面有好几个判断，对不同的驱动 IC 进行不同的设置。
接下来我们介绍第八个函数：画点函数。该函数实现代码如下：
//画点
//x,y:坐标
//POINT_COLOR:此点的颜色
void LCD_DrawPoint(u16 x,u16 y)
{
LCD_SetCursor(x,y);
//设置光标位置
LCD_WriteRAM_Prepare(); //开始写入 GRAM
LCD_WR_DATA(POINT_COLOR);
}
该函数实现比较简单，就是先设置坐标，然后往坐标写颜色。其中 POINT_COLOR 是我们
定义的一个全局变量，用于存放画笔颜色，顺带介绍一下另外一个全局变量：BACK_COLOR，
该变量代表 LCD 的背景色。LCD_DrawPoint 函数虽然简单，但是至关重要，其他几乎所有上
层函数，都是通过调用这个函数实现的。
有了画点，当然还需要有读点的函数，第九个介绍的函数就是读点函数，用于读取 LCD
的 GRAM，这里说明一下，为什么 OLED 模块没做读 GRAM 的函数，而这里做了。因为 OLED
模块是单色的，所需要全部 GRAM 也就 1K 个字节，而 TFTLCD 模块为彩色的，点数也比 OLED
模块多很多，以 16 位色计算，一款 320×240 的液晶，需要 320×240×2 个字节来存储颜色值，
也就是也需要 150K 字节，这对任何一款单片机来说，都不是一个小数目了。而且我们在图形
叠加的时候，可以先读回原来的值，然后写入新的值，在完成叠加后，我们又恢复原来的值。
这样在做一些简单菜单的时候，是很有用的。这里我们读取 TFTLCD 模块数据的函数为
LCD_ReadPoint，该函数直接返回读到的 GRAM 值。该函数使用之前要先设置读取的 GRAM
地址，通过 LCD_SetCursor 函数来实现。LCD_ReadPoint 的代码如下：
//读取个某点的颜色值//x,y:坐标
//返回值:此点的颜色
u16 LCD_ReadPoint(u16 x,u16 y)
{
u16 r,g,b;
if(x>=lcddev.width||y>=lcddev.height)return 0; //超过了范围,直接返回
LCD_SetCursor(x,y);
if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X6804||lcddev.id==0X5310||lcddev.id==0X1963)
LCD_WR_REG(0X2E);//9341/6804/3510/1963 发送读 GRAM 指令
else if(lcddev.id==0X5510)LCD_WR_REG(0X2E00);//5510 发送读 GRAM 指令
else LCD_WR_REG(0X22);
//其他 IC 发送读 GRAM 指令
GPIOB->CRL=0X88888888;
//PB0-7 上拉输入
GPIOB->CRH=0X88888888;
//PB8-15 上拉输入
GPIOB->ODR=0XFFFF;
//全部输出高
LCD_RS_SET;
LCD_CS_CLR;
LCD_RD_CLR;
//读取数据(读 GRAM 时,第一次为假读)
opt_delay(2);
//延时
r=DATAIN;
//实际坐标颜色
LCD_RD_SET;
if(lcddev.id==0X1963)
{
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 r;
//1963 直接读就可以
}
LCD_RD_CLR;
//dummy READ
opt_delay(2);
//延时
r=DATAIN;
//实际坐标颜色
LCD_RD_SET;
if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310||lcddev.id==0X5510)//这几个 IC 要分 2 次读出
{
LCD_RD_CLR;
opt_delay(2);//延时
b=DATAIN;//读取蓝色值
LCD_RD_SET;
g=r&0XFF;//对于 9341,第一次读取的是 RG 的值,R 在前,G 在后,各占 8 位
g<<=8;
}else if(lcddev.id==0X6804)
{
LCD_RD_CLR;
LCD_RD_SET;
r=DATAIN;//6804 第二次读取的才是真实值
}
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
if(lcddev.id==0X9325||lcddev.id==0X4535||lcddev.id==0X4531||lcddev.id==0X8989||
lcddev.id==0XB505)return r; //这几种 IC 直接返回颜色值
else if(lcddev.id==0X9341||lcddev.id==0X5310||lcddev.id==0X5510)
return (((r>>11)<<11)|((g>>10)<<5)|(b>>11));//这几个 IC 需要公式转换一下
else return LCD_BGR2RGB(r); //其他 IC
}
在 LCD_ReadPoint 函数中，因为我们的代码不止支持一种 LCD 驱动器，所以，我们根据
不同的 LCD 驱动器（(lcddev.id）型号，执行不同的操作，以实现对各个驱动器兼容，提高函数
的通用性。
第十个要介绍的是字符显示函数 LCD_ShowChar，该函数同前面 OLED 模块的字符显示函
数差不多，但是这里的字符显示函数多了一个功能，就是可以以叠加方式显示，或者以非叠加
方式显示。叠加方式显示多用于在显示的图片上再显示字符。非叠加方式一般用于普通的显示。
该函数实现代码如下：
//在指定位置显示一个字符
//x,y:起始坐标
//num:要显示的字符:" "--->"~"
//size:字体大小 12/16/24
//mode:叠加方式(1)还是非叠加方式(0)
void LCD_ShowChar(u16 x,u16 y,u8 num,u8 size,u8 mode)
{
u8 temp,t1,t;
u16 y0=y;
u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2);//得到字体一个字符对应点阵集所占字节数
//设置窗口
num=num-' ';//得到偏移后的值
for(t=0;t {
if(size==12)temp=asc2_1206[num][t];
//调用 1206 字体
else if(size==16)temp=asc2_1608[num][t]; //调用 1608 字体
else if(size==24)temp=asc2_2412[num][t]; //调用 2412 字体
else return;
//没有的字库
for(t1=0;t1<8;t1++)
{
if(temp&0x80)LCD_Fast_DrawPoint(x,y,POINT_COLOR);
else if(mode==0)LCD_Fast_DrawPoint(x,y,BACK_COLOR);
temp<<=1;
y++;
if(x>=lcddev.width)return;
//超区域了
if((y-y0)==size)
{
y=y0; x++;
if(x>=lcddev.width)return; //超区域了
break;
}
}
}
}
在 LCD_ShowChar 函数里面，我们采用快速画点函数 LCD_Fast_DrawPoint 来画点显示字
符，该函数同 LCD_DrawPoint 一样，只是带了颜色参数，且减少了函数调用的时间，详见本例
程源码。该代码中我们用到了三个字符集点阵数据数组 asc2_2412、asc2_1206 和 asc2_1608，
这几个字符集的点阵数据的提取方式，同十五章介绍的方法是一模一样的。详细请参考第十五
章。
最后，我们再介绍一下 TFTLCD 模块的初始化函数 LCD_Init，该函数先初始化 STM32 与
TFTLCD 连接的 IO 口，然后读取 LCD 控制器的型号，根据控制 IC 的型号执行不同的初始化
代码，其简化代码如下：
//初始化 lcd
//该初始化函数可以初始化各种 ALIENTEK 出品的 LCD 液晶屏
//本函数占用较大 flash,用户可以根据自己的实际情况,删掉未用到的 LCD 初始化代码.以节
省空间.
void LCD_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
//开启 GPIOB 时钟
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
//开启 GPIOC 时钟
//PC6,7,8,9,10
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|
GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);
//PB0~15
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_All;
//PB 推挽输出
HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
__HAL_AFIO_REMAP_SWJ_DISABLE();
//禁止 JTAG
delay_ms(50); // delay 50 ms
LCD_WriteReg(0x0000,0x0001);
delay_ms(50); // delay 50 ms
lcddev.id = LCD_ReadReg(0x0000);
if(lcddev.id<0XFF||lcddev.id==0XFFFF||lcddev.id==0X9300)//读到 ID 不正确,
//新增 lcddev.id==0X9300 判断，因为 9341 在未被复位的情况下会被读成 9300
{
//尝试 9341 ID 的读取
LCD_WR_REG(0XD3);
LCD_RD_DATA();
//dummy read
LCD_RD_DATA();
//读到 0X00
lcddev.id=LCD_RD_DATA(); //读取 93
lcddev.id<<=8;
lcddev.id|=LCD_RD_DATA(); //读取 41
if(lcddev.id!=0X9341)
//非 9341,尝试是不是 6804
{
LCD_WR_REG(0XBF);
LCD_RD_DATA();
//dummy read
LCD_RD_DATA(); //读回 0X01
LCD_RD_DATA();
//读回 0XD0
lcddev.id=LCD_RD_DATA();//这里读回 0X68
lcddev.id<<=8;
lcddev.id|=LCD_RD_DATA();//这里读回 0X04
if(lcddev.id!=0X6804)
//也不是 6804,尝试看看是不是 NT35310
{
LCD_WR_REG(0XD4);
LCD_RD_DATA();
//dummy read
LCD_RD_DATA();
//读回 0X01
lcddev.id=LCD_RD_DATA();
//读回 0X53
lcddev.id<<=8;
lcddev.id|=LCD_RD_DATA();
//这里读回 0X10
if(lcddev.id!=0X5310) //也不是 NT35310,尝试看看是不是 NT35510
{
LCD_WR_REG(0XDA00);
LCD_RD_DATA();
//读回 0X00
LCD_WR_REG(0XDB00);
lcddev.id=LCD_RD_DATA();//读回 0X80
lcddev.id<<=8;
LCD_WR_REG(0XDC00);
lcddev.id|=LCD_RD_DATA();//读回 0X00
if(lcddev.id==0x8000)lcddev.id=0x5510;//NT35510 读回的 ID 是
//8000H,为方便区分,我们强制设置为 5510
if(lcddev.id!=0X5510)//也不是 NT5510,尝试看看是不是 SSD1963
{
LCD_WR_REG(0XA1);
lcddev.id=LCD_RD_DATA();
lcddev.id=LCD_RD_DATA();
//读回 0X57
lcddev.id<<=8;
lcddev.id|=LCD_RD_DATA();
//读回 0X61
if(lcddev.id==0X5761)lcddev.id=0X1963;//SSD1963 读回的 ID 是
//5761H,为方便区分,我们强制设置为 1963
}
}
}
}
}
printf(" LCD ID:%xrn",lcddev.id); //打印 LCD ID
if(lcddev.id==0X9341)
//9341 初始化
{
……//9341 初始化代码
}else if(lcddev.id==0xXXXX)
//其他 LCD 初始化代码
{
……//其他 LCD 驱动 IC，初始化代码
}
LCD_Display_Dir(0);
//默认为竖屏显示
LCD_LED=1;
//点亮背光
LCD_Clear(WHITE);
}
该函数先对 STM32 与 LCD 连接的相关 IO 进行初始化，之后读取 LCD 控制器型号(LCD ID)，
根据读到的 LCD ID，对不同的驱动器执行不同的初始化代码，其中 else if(lcddev.id==0xXXXX)，
是省略写法，实际上代码里面有十几个这种 else if 结构，从而可以支持十多款不同的驱动 IC 执
行初始化操作，这样大大提高了整个程序的通用性。大家在以后的学习中应该多使用这样的方
式，以提高程序的通用性、兼容性。
特别注意：本函数使用了 printf 来打印 LCD ID，所以，如果你在主函数里面没有初始化串
口，那么将导致程序死在 printf 里面！！如果不想用 printf，那么请注释掉它。
保存 lcd.c，并将该代码加入到 HARDWARE 组下。在介绍完了 lcd.c 的内容之后，然后我
们在 lcd.h 里面输入如下内容：
#ifndef __LCD_H
#define __LCD_H
#include "sys.h"
#include "stdlib.h"
//LCD 重要参数集
typedef struct
{
u16 width;
//LCD 宽度
u16 height;
//LCD 高度
u16 id;
//LCD ID
u8 dir;
//横屏还是竖屏控制：0，竖屏；1，横屏。
u16 wramcmd;
//开始写 gram 指令
u16 setxcmd;
//设置 x 坐标指令
u16 setycmd;
//设置 y 坐标指令
}_lcd_dev;
//LCD 参数
extern _lcd_dev lcddev; //管理 LCD 重要参数
//LCD 的画笔颜色和背景色
extern u16 POINT_COLOR;//默认红色
extern u16 BACK_COLOR; //背景颜色.默认为白色
//LCD 端口定义，使用快速 IO 控制
#define LCD_LED PCout(10)
//LCD 背光 PC10
#define LCD_CS_SET GPIOC->BSRR=1<<9 //片选端口
PC9
#define LCD_RS_SET
GPIOC->BSRR=1<<8 //数据/命令
PC8
#define LCD_WR_SET
GPIOC->BSRR=1<<7 //写数据
PC7
#define LCD_RD_SET
GPIOC->BSRR=1<<6 //读数据
PC6
#define LCD_CS_CLR GPIOC->BRR=1<<9 //片选端口
PC9
#define LCD_RS_CLR
GPIOC->BRR=1<<8 //数据/命令
PC8
#define LCD_WR_CLR
GPIOC->BRR=1<<7 //写数据
PC7
#define LCD_RD_CLR
GPIOC->BRR=1<<6 //读数据
PC6
//PB0~15,作为数据线
#define DATAOUT(x) GPIOB->ODR=x; //数据输出
#define DATAIN GPIOB->IDR; //数据输入
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//扫描方向定义
#define L2R_U2D 0 //从左到右,从上到下
#define L2R_D2U 1 //从左到右,从下到上
#define R2L_U2D 2 //从右到左,从上到下
#define R2L_D2U 3 //从右到左,从下到上
#define U2D_L2R 4 //从上到下,从左到右
#define U2D_R2L 5 //从上到下,从右到左
#define D2U_L2R 6 //从下到上,从左到右
#define D2U_R2L 7 //从下到上,从右到左
#define DFT_SCAN_DIR L2R_U2D //默认的扫描方向
//画笔颜色
#define WHITE 0xFFFF
……//省略部分
#define LBBLUE 0X2B12 //浅棕蓝色(选择条目的反色)
void LCD_Init(void);
//初始化
……//省略部分函数定义
void LCD_Set_Window(u16 sx,u16 sy,u16 width,u16 height);//设置窗口
//SSD1963 驱动 LCD 面板参数
//LCD 分辨率设置
#define SSD_HOR_RESOLUtiON
800
//LCD 水平分辨率
#define SSD_VER_RESOLUTION
480
//LCD 垂直分辨率
//LCD 驱动参数设置
#define SSD_HOR_PULSE_WIDTH
1
//水平脉宽
#define SSD_HOR_BACK_PORCH
210
//水平前廊
#define SSD_HOR_FRONT_PORCH
45
//水平后廊
#define SSD_VER_PULSE_WIDTH
1
//垂直脉宽
#define SSD_VER_BACK_PORCH
34
//垂直前廊
#define SSD_VER_FRONT_PORCH
10
//垂直前廊
//如下几个参数，自动计算
#define SSD_HT (SSD_HOR_RESOLUTION+SSD_HOR_PULSE_WIDTH+
SSD_HOR_BACK_PORCH+SSD_HOR_FRONT_PORCH)
#define SSD_HPS (SSD_HOR_PULSE_WIDTH+SSD_HOR_BACK_PORCH)
#define SSD_VT (SSD_VER_PULSE_WIDTH+SSD_VER_BACK_PORCH+
SSD_VER_FRONT_PORCH+SSD_VER_RESOLUTION)
#define SSD_VSP (SSD_VER_PULSE_WIDTH+SSD_VER_BACK_PORCH)
#endif
代码里里面的_lcd_dev 结构体，在前面有已有介绍，其他的相对就比较简单了。另外这段
代码对颜色和驱动器的寄存器进行了很多宏定义，限于篇幅考虑，我们没有完全贴出来，省略
了其中绝大部分。此部分我们就不多说了。接下来，我们在 test.c 里面修改 main 函数如下：
int main(void)
{
u8 x=0;
u8 lcd_id[12];
//存放 LCD ID 字符串
HAL_Init();
//初始化 HAL 库
Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); //设置时钟,72M
delay_init(72);
//初始化延时函数
uart_init(115200);
//初始化串口
LED_Init();
//初始化 LED
LCD_Init();
POINT_COLOR=RED;
sprintf((char*)lcd_id,"LCD ID:%04X",lcddev.id);//将 LCD ID 打印到 lcd_id 数组。
while(1)
{
switch(x)
{
case 0:LCD_Clear(WHITE);break;
case 1:LCD_Clear(BLACK);break;
case 2:LCD_Clear(BLUE);break;
case 3:LCD_Clear(RED);break;
case 4:LCD_Clear(MAGENTA);break;
case 5:LCD_Clear(GREEN);break;
case 6:LCD_Clear(CYAN);break;
case 7:LCD_Clear(YELLOW);break;
case 8:LCD_Clear(BRRED);break;
case 9:LCD_Clear(GRAY);break;
case 10:LCD_Clear(LGRAY);break;
case 11:LCD_Clear(BROWN);break;
}
POINT_COLOR=RED;
LCD_ShowString(30,40,200,24,24,"Mini STM32 ^_^");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"TFTLCD TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,lcd_id);
//显示 LCD ID
LCD_ShowString(30,130,200,12,12,"2019/11/15");
x++;
if(x==12)x=0;
LED0=!LED0;
delay_ms(1000);
}
}
该部分代码将显示一些固定的字符，字体大小包括 24*12、16*8 和 12*6 等三种，同时显示
LCD 驱动 IC 的型号，然后不停的切换背景颜色，每 1s 切换一次。而 LED0 也会不停的闪烁，
指示程序已经在运行了。其中我们用到一个 sprintf 的函数，该函数用法同 printf，只是 sprintf
把打印内容输出到指定的内存区间上，sprintf 的详细用法，请百度。
另外特别注意：uart_init 函数，不能去掉，因为在 LCD_Init 函数里面调用了 printf，所以一
旦你去掉这个初始化，就会死机了。实际上，只要你的代码有用到 printf，就必须初始化串口，
否则都会死机，即停在 usart.c 里面的 fputc 函数，出不来。
在编译通过之后，我们开始下载验证代码。
16.4 下载验证
将程序下载到 MiniSTM32 后，可以看到 DS0 不停的闪烁，提示程序已经在运行了。同时
可以看到 TFTLCD 模块的显示如图 16.4.1 所示：

图 16.4.1 TFTLCD 显示效果图

我们可以看到屏幕的背景是不停切换的，同时 DS0 不停的闪烁，证明我们的代码被正确的
执行了，达到了我们预期的目的。另外，本例程除了不支持 CPLD 方案的 7 寸屏模块，其余所
有的 ALIENTEK TFTLCD 模块都可以支持，直接插上去即可使用。