【APM32F411V Tiny Board测评】驱动 SPI LCD

发表于 2024-5-22 12:42

本帖最后由 [鑫森淼焱垚] 于 2024-5-22 12:41 编辑

【APM32F411V Tiny Board测评】驱动 SPI LCD

屏幕介绍
屏幕参数
屏幕靓照
屏的原理图
屏幕连线
移植LCD驱动
新建工程
      芯片类型选择：APM32F411VE
      编译器选择：AC5
      编译选项添加宏定义： APM32F411, APM32F411_TINY
      调试器选择：CMSIS-DAP Debugger
      源文件
      头文件路径
移植 ST7789 驱动
前言
管脚配置
初始化管脚
      软件SPI初始化
      硬件SPI初始化
发送一个字节到LCD Driver IC
踩坑
移植结果
      添加测试代码
      移植结果

屏幕介绍

在某宝购买的一块 TFT LCD，2.4寸液晶屏，SPI串口，带字库。其型号为 ZJY240S10Z0TG11，显示屏驱动IC为 ST7789。

屏幕参数

显示模式：TFT
分辨率：240x320
接口类型：SPI-4线
驱动IC: ST7789

屏的原理图

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屏幕连线

分析了LCD屏幕的通信接口之后，找到了开发板上的SPI1管脚作为 SPI ，其他几个管脚用作控制线，如下表所示

显示屏管脚	开发板管脚	说明
GND		电源地
VCC		3.3V
CLK	PA5 -- SPI1 SCLK	SPI CLK
MOSI	PA7 -- SPI1 MOSI	SPI MOSI，MCU向屏幕发送数据
RES	PB5	屏幕驱动IC复位信号，低电平有效。
DC	PB6	Data/Command 控制信号: 高电平表示MCU向屏幕传输显示数据；低电平表示MCU向屏幕传输命令。
BLK	PB7	背光控制。高电平表示打开背光；低电平表示关闭背光。
MISO	PA6 -- SPI1 MISO	SPI MISO，屏幕向MCU发送的数据。
CS1	PB8	显示屏的片选信号：低电平有效；高电平失效。
CS2	PB9	字库芯片的片选信号：低电平有效；高电平失效。

移植LCD驱动

新建工程

芯片类型选择：APM32F411VE

4314e01ef6b148294f8bf0ca3c4d1ae8

编译器选择：AC5

编译选项添加宏定义： APM32F411, APM32F411_TINY

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调试器选择：CMSIS-DAP Debugger

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在 Flash Download 标签页中勾选 Reset and Run，下载就自动运行程序。

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源文件

添加如下几个分组：

Applications，添加 main.c 和 apm32f4xx_int.c 两个源文件
Boards/LCD，添加 LCD 驱动相关的文件，这里 lcd.c 实现画点、画线、显示字符的函数；而 lcd_init.c 才是 LCD 硬件驱动实现，移植驱动主要修改这个文件；zk.c 是字库驱动，如果不使用字库可以不添加；
Boards，是 APM32F4xx_SDK_V1.4 自带的 BSP 驱动，全都添加进来；
CMSIS，只添加 system_apm32f4xx.c 和startup_apm32f4xx.s 文件，只负责启动和时钟配置；
APM32_StdDriver，是 SDK 中的标准库，全都添加进来；

头文件路径

按照需要添加头文件路径，如下所示
042273327fd38e9e891b9a59de7e7899

移植 ST7789 驱动

根据前文屏幕连线设置，选用 SPI1 来驱动LCD，片选信号都是用软件片选，其他几个控制信号也都是GPIO来驱动。

前言

卖家提供的示例工程都是 GPIO 模拟 SPI 驱动。考虑到这种方式驱动屏幕比较慢，所以我一开始就上硬件SPI。没想到初始化失败了，退而求其次，用软件SPI。所以下面的管脚配置有两套代码，一套硬件SPI、一套软件SPI。

管脚配置

SPI1 的SCLK/MOSI/MISO 分别映射到 PA5/PA6/PA7 上。
这里使用宏定义，方便后期更换管脚尽可能地少修改代码。

4f57d75a563daa6544c1325959a032de

其他5个控制信号配置如下：

d46a7e7bccb8af33dfe5132c396c6cdb

初始化管脚

LCD 初始化流程如下：
LCD_Init() --> LCD_GPIO_Init() --> 下发屏的初始化命令。
在 LCD_GPIO_Init() 中初始化管脚和SPI。下面的代码已经支持硬件SPI和软件SPI，所以用宏定义区分开来。

软件SPI初始化

所有管脚都是GPIO方式，如下代码所示：
c46cb90a1d2c389e35a5cb60c6086d9c

硬件SPI初始化

发送一个字节到LCD Driver IC

函数 LCD_Write_Bus() 负责发送一个字节到LCD Driver，实现如下：

软件实现很简单，移位、发送最高比特即可。
硬件实现，发送时先等待 SPI_FLAG_TXBE 置位；接收时需要先判断 SPI_FLAG_RXBNE 置位。

03a3ceddafe6bc70d6e4a17997e6f8b9

初始化 LCD Driver IC

在初始化 LCD 管脚之后，需要发送屏初始化命令、设置参数。这个没什么好说的，按照厂商提供的示例即可。
一般在初始化的最后一步才打开屏幕显示。例如 ST7789 命令 0x29 是 Display On 命令，所以在初始化的最后一步是 LCD_WR_REG(0x29)

踩坑

管脚配错，换了几块开发板，都没能点亮屏幕。后来使用 APM32F411 Tiny Board，一个管脚一个管脚配置输入、输出模式，验证每个管脚功能正常后，才把软件SPI方式驱动ST7789跑通。最后再上硬件SPI，也顺利跑通。
硬件SPI收发时，需要先等待SPI发送缓冲区为空才能发送，而且发送完必须接收一个字节，否则出错。

移植结果

添加测试代码

ad430c36a547f1d8880f23c75d60acea

移植结果

硬件 SPI 效果：

软件 SPI 效果：

发表于 2024-5-23 16:49

SPI通信稳定性怎样？

[活动] 【APM32F411V Tiny Board测评】驱动 SPI LCD

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