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[单片机芯片] 【CH32X035评估板测评】第三章 SPI驱动TFT液晶屏

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 楼主| qintian0303 发表于 2023-10-3 18:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
TFT液晶屏, 评估板, CH32X035, spi驱动, spi, TFT
本帖最后由 qintian0303 于 2023-10-3 18:32 编辑

      显示单元的驱动：本次测试选用的是1.54寸tft作为显示元件，主要参数是240*240分辨率，主控是7789，通过SPI/8080进行通信，在本次测试使用SPI进行通信，同时驱动部分也是对SPI功能的试用。这里面分别使用IO口模拟及硬件SPI来驱动。
      我们首先用IO口模拟SPI的方式进行屏幕的驱动：
      IO口模拟部分代码如下：
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  1. #define SPI1_MASTER                     SPI1
    

  2. #define SPI1_MASTER_PERIPH              RCC_APB2_PERIPH_SPI1
    

  3. #define SPI1_MASTER_PERIPH_GPIO         RCC_APB2Periph_GPIOA
    

  4. #define SPI1_MASTER_GPIO                GPIOA
    

  5. #define SPI1_MOSI_GPIO_ALTERNATE        GPIO_AF1_SPI1
    

  6. #define SPI1_CLK_GPIO_ALTERNATE         GPIO_AF2_SPI1
    

  7. #define SPI1_MASTER_MISO_PIN            GPIO_Pin_6
    

  8. #define SPI1_MASTER_MOSI_PIN            GPIO_Pin_7
    

  9. #define SPI1_MASTER_CLK_PIN             GPIO_Pin_5
    

  10. #define SPI1_MASTER_NSS_PIN             GPIO_Pin_4
    


  11. 

  12. #define TFT_BL_GPIO                     GPIOC
    

  13. #define TFT_BL_PERIPH_GPIO              RCC_APB2Periph_GPIOC
    

  14. #define TFT_BL_PIN                      GPIO_Pin_7
    

  15. #define TFT_RS_PIN                      GPIO_Pin_16
    

  16. #define TFT_RESET_PIN                   GPIO_Pin_17
    


  17. 

  18. #define TFT_RS_reset            GPIO_WriteBit(TFT_BL_GPIO, TFT_RS_PIN,Bit_RESET)
    

  19. #define TFT_RS_set              GPIO_WriteBit(TFT_BL_GPIO, TFT_RS_PIN,Bit_SET)
    

  20. #define TFT_RESET_reset         GPIO_WriteBit(TFT_BL_GPIO, TFT_RESET_PIN,Bit_RESET)
    

  21. #define TFT_RESET_set           GPIO_WriteBit(TFT_BL_GPIO, TFT_RESET_PIN,Bit_SET)
    

  22. #define TFT_BL_SET              GPIO_WriteBit(TFT_BL_GPIO, TFT_BL_PIN,Bit_SET)
    

  23. #define TFT_BL_RESET            GPIO_WriteBit(TFT_BL_GPIO, TFT_BL_PIN,Bit_RESET)
    

  24. #define SPI1_CS_OUT0            GPIO_WriteBit(SPI1_MASTER_GPIO, SPI1_MASTER_NSS_PIN,Bit_RESET)
    

  25. #define SPI1_CS_OUT1            GPIO_WriteBit(SPI1_MASTER_GPIO, SPI1_MASTER_NSS_PIN,Bit_SET)
    


  26. 

  27. #define SPI1_MOSI_OUT0          GPIO_WriteBit(SPI1_MASTER_GPIO, SPI1_MASTER_MOSI_PIN,Bit_RESET)
    

  28. #define SPI1_MOSI_OUT1          GPIO_WriteBit(SPI1_MASTER_GPIO, SPI1_MASTER_MOSI_PIN,Bit_SET)
    


  29. 

  30. #define SPI1_CLK_OUT0           GPIO_WriteBit(SPI1_MASTER_GPIO, SPI1_MASTER_CLK_PIN,Bit_RESET)
    

  31. #define SPI1_CLK_OUT1           GPIO_WriteBit(SPI1_MASTER_GPIO, SPI1_MASTER_CLK_PIN,Bit_SET)
    


  32. 

  33. void delay_us(uint32_t Data)
    

  34. {
    

  35.     Delay_Us(Data);
    

  36. }
    


  37. 

  38. void delay_ms(uint32_t Data)
    

  39. {
    

  40.     Delay_Ms(Data);
    

  41. }
    


  42. 

  43. //******************************************************************************
    

  44. //* 函数名称  : SPI1_IOInit()                                        
    

  45. //* 函数描述  : SPI对应的IO口初始化                           
    

  46. //* 输入参数  :                                                                 
    

  47. //* 参数描述  :                                                                 
    

  48. //* 输出参数  : 无                                                              
    

  49. //* 返回值    : 无                                                               
    

  50. //******************************************************************************      
    

  51. void SPI1_IOInit(void)
    

  52. {
    


  53. 

  54.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
    

  55.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    


  56. 

  57.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI1_MASTER_NSS_PIN | SPI1_MASTER_MOSI_PIN | SPI1_MASTER_CLK_PIN;
    

  58.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    

  59.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  60.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  61. 

  62.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TFT_BL_PIN |TFT_RS_PIN | TFT_RESET_PIN;
    

  63.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    

  64.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  65.     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    


  66. 

  67.     SPI1_CLK_OUT0;
    

  68.     SPI1_MOSI_OUT0;
    

  69.     SPI1_CS_OUT1;
    

  70.     TFT_RS_reset;
    

  71.     TFT_RESET_reset;
    

  72.     TFT_BL_SET;
    

  73. }
    


  74. 

  75. //******************************************************************************
    

  76. //* 函数名称  : SPI1_Send_Data(uint8_t Data)
    

  77. //* 函数描述  : SPI1发送8位数据
    

  78. //* 输入参数  : Data
    

  79. //* 参数描述  : 具体的指令代码
    

  80. //* 输出参数  : 无
    

  81. //* 返回值    : 无
    

  82. //******************************************************************************  
    

  83. void SPI1_Send_Data(uint8_t Data)
    

  84. {
    

  85.   
    

  86.     SPI1_CS_OUT0;                                                              //选中该从机
    

  87.     delay_us(2);
    


  88. 

  89.     uint8_t i;
    

  90.     for (i = 0;i < 8;i++)
    

  91.     {
    

  92.         if ((Data << i) & 0x80)
    

  93.         {
    

  94.           SPI1_MOSI_OUT1;
    

  95.           SPI1_CLK_OUT0;//rising edge
    

  96.           SPI1_CLK_OUT1;
    

  97.         }
    

  98.         else
    

  99.         {
    

  100.           SPI1_MOSI_OUT0;
    

  101.           SPI1_CLK_OUT0;//rising edge
    

  102.           SPI1_CLK_OUT1;
    

  103.         }
    

  104.      }
    

  105.   
    

  106.     SPI1_CS_OUT1;
    

  107. }
     屏的驱动初始化程序由于芯片不同而又差异，这里就不做介绍了，只要8位数据时序成功基本上就可以。目前用的到包括SPI的CS/MOSI/CLK对应的也是复用功能的GPIOA的GPIO_Pin_4/GPIO_Pin_7/GPIO_Pin_5，其他控制字引脚就只是普通的IO控制，其中RS为数据/命令引脚（GPIOC-GPIO_Pin_16），复位引脚（GPIOC-GPIO_Pin_17），BL为背光控制引脚（GPIOC-GPIO_Pin_7），效果如下：
IO模拟SPI刷屏.gif
      可以看出来驱动成功了，不过对于240*240分辨率老说，这个刷新速度是不理想的，主要原因还是因为该芯片的主频只有48MHz，接下来我们看看使用硬件SPI的效果。
      然后咱们用硬件SPI体验一下刷屏：
      代码如下：
复制
  1. //******************************************************************************
    

  2. //* 函数名称  : SPI1_IOInit()                                        
    

  3. //* 函数描述  : SPI1对应的IO口初始化                           
    

  4. //* 输入参数  :                                                                 
    

  5. //* 参数描述  :                                                                 
    

  6. //* 输出参数  : 无                                                              
    

  7. //* 返回值    : 无                                                               
    

  8. //******************************************************************************      
    

  9. void SPI1_IOInit(void)
    

  10. {
    

  11.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
    

  12.     SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure = {0};
    


  13. 

  14.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);
    


  15. 

  16.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TFT_BL_PIN | TFT_RS_PIN | TFT_RESET_PIN ;
    

  17.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    

  18.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  19.     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    


  20. 

  21.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI1_MASTER_NSS_PIN;
    

  22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    

  23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  24.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  25. 

  26.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;
    

  27.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    

  28.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    

  29.     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    


  30. 

  31.     SPI1_CS_OUT1;
    

  32.     TFT_RS_reset;
    

  33.     TFT_RESET_reset;
    

  34.     TFT_BL_SET;
    


  35. 

  36.     SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_1Line_Tx;
    

  37.     SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;
    

  38.     SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;
    

  39.     SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;
    

  40.     SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;
    

  41.     SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;
    

  42.     SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_4;
    

  43.     SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;
    

  44.     SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;
    

  45.     SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
    


  46. 

  47.     SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);
    

  48.    
    

  49. }
    


  50. 


  51. 

  52. //******************************************************************************
    

  53. //* 函数名称  : SPI_Send_Data(uint8_t Data)
    

  54. //* 函数描述  : SPI发送8位数据
    

  55. //* 输入参数  : Data
    

  56. //* 参数描述  : 具体的指令代码
    

  57. //* 输出参数  : 无
    

  58. //* 返回值    : 无
    

  59. //******************************************************************************  
    

  60. void SPI1_Send_Data(uint8_t Data)
    

  61. {
    

  62.   
    

  63.   SPI1_CS_OUT0;                                                              //选中该从机
    

  64.   delay_us(1);
    

  65.   
    

  66.   SPI_I2S_SendData(SPI1_MASTER, Data);
    

  67.   while(SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);
    

  68.   
    

  69.   delay_us(1);
    

  70.   SPI1_CS_OUT1;                                                             
    


  71. 

  72. }
     看一看效果：
硬件SPI刷屏展示.gif
      对比IO口模拟SPI和硬件SPI的效果，使用硬件SPI刷屏的速度还是有明显的提升的。
      接下来通过SPI功能深度体验了一下MounRiver Studio这个开发环境，感觉还是很喜欢的。
截图.png
      比如Outline显示框，我们在进行对应文件的编写时，这个框里面就会把当前文件的所有头文件，变量，函数等内容集中显示，这样避免咱们总是上下拉文件来找，尤其是文件比较大的时候，查找会很方便；
      添加文件不在需要逐个添加，放到对应的文件夹下，添加一次就会把所有的刷新添加了，有好处也有弊端，好处是便捷，弊端是比如只想添加一个，多个都拉进来了  还得一个一个移除；
      下载和调试是分开的，习惯需要重新建立，下载器去除后并没有对应的报警提示；
      整体来说MounRiver Studio开发环境还是挺简洁实用的。


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袁胜富 发表于 2023-10-4 22:43 来自手机 | 显示全部楼层
刷屏好慢，建议使用SPI DMA
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 楼主| qintian0303 发表于 2023-10-5 09:26 | 显示全部楼层
袁胜富 发表于 2023-10-4 22:43
刷屏好慢，建议使用SPI DMA

全屏刷新适合用DMA，不过采取局部刷新或者字库DMA就发挥不了太大作用了，依然得一个一个点写，应该会有效果，不过效果不大
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Bymyself 发表于 2023-10-5 20:37 | 显示全部楼层
这个主频，刷新速度算可以了，就算提高一倍主频，整屏刷也会看到痕迹
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