【STEVAL-STWINKT1B测评】6、驱动LCD屏

一、介绍
STEVAL-STWINKT1B开发板虽然没有板载的显示屏，但是预留了40Pin的扩展接口，和一个STMod+的接口，可以很方便地连接一些扩展模块。


本次我们通过40PIN的连接器连接我们的一块LCD屏，通过LCD屏显示之前用到的传感器采集到的信息，本次只做简单的显示功能，并不包含GUI的移植。
GUI又是另外一个大的topic了，不在本次的测评范围内。

二、硬件连接
LCD屏选的是DFROBOT的一款2寸的IPS屏。详细介绍如下：

2.0寸LCD显示模块采用ST7789V驱动芯片，具有320x240个彩色像素点（RGB565）。这是一款IPS显示模块，拥有优秀的可视角度（80/80/80/80）；采用SPI（4线）通信方式；支持GDI接口(GDI接口必须和带GDI接口主控配合使用），即插即用。模块具有分辨率高、可视角度广、接线简单等优点，可用于许多显示应用：波形显示器、电子纪念盒、桌面天气摆件等。

2.0寸LCD显示模块支持3.3V和5V，并兼容多个主控：UNO、Leonardo、ESP32、ESP8266、FireBeetle M0等。与M0配合使用GDI接口，即插即用，有效减少接线步骤。模块板载了MicroSD Card卡槽，用户可以显示更多的图片。

引脚说明：

标号

名称

功能描述

1VCC电源正极
2GND电源负极
3SCLK时钟
4MOSI数据（主机发送从机接收）
5MISO数据（主机接收从机发送
6CS屏幕片选
7RES复位
8DC数据/命令
9BL背光。背光设定了默认值，用户不用连接背光引脚也可点亮；此外，连接背光引脚，输入高电平（1）是将背光亮度调到最大，输入低电平（0）是关闭背光
10SDCSSD卡片选
LCD屏与开发板的引脚连接：

序号	LCD引脚	MCU引脚	备注
1	VCC	3.3v	连接器第40脚（SYS）
2	GND	GND	连接器第5脚(GND)
3	SCLK	PB13	连接器第1脚（SPI2 SCLK）
4	MOSI	PB15	连接器第8脚（SPI2 MOSI）
5	MISO	PC2	连接器第9脚（SPI2 MISO）
6	CS	PG12	连接器第17脚（GPIO）
7	RES	PG9	连接器第19脚（GPIO）
8	DC	PG10	连接器第18脚（GPIO）
9	BL	-	悬空
10	SDCS	-	悬空

因为开发板是FPC接口，但是LCD显示屏是2.54插针的接口，无法直接通过杜邦线连接，所以用了一个FPC转2.54的一个转接板，整体接线如下：


三、程序
因为该LCD是SPI接口的，所以我们需要对开发板的spi进行配置，SPI选的是SPI2，详细的配置如下：


LCD驱动程序如下：

复制

/* USER CODE BEGIN Header */

/**

  ******************************************************************************

  * File Name          : lcd.c

  * Description        : Code for lcd application

  ******************************************************************************

  * @attention

  *

  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.

  * All rights reserved.

  *

  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file

  * in the root directory of this software component.

  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.

  *

  ******************************************************************************

  */

/* USER CODE END Header */



/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "main.h"

#include <string.h>

#include "lcd.h"

#include "spi.h"

#include "FONT.H"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/



/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/



/* Private define ------------------------------------------------------------*/



/* Private macro -------------------------------------------------------------*/



/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

HAL_StatusTypeDef spi_status = HAL_OK;

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/



/* Private application code --------------------------------------------------*/



/******************************************************************************

      函数说明：LCD串行数据写入函数

      入口数据：dat  要写入的串行数据

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_Writ_Bus(uint8_t data) 

{        

//        uint8_t i;

        LCD_CS_L;

        spi_status = HAL_SPI_Transmit(&hspi2,&data,1,0xff);

          //spi_status = HAL_SPI_Transmit_DMA(&hspi1,&data,1);

          LCD_CS_H;        

}





/******************************************************************************

      函数说明：LCD写入数据

      入口数据：dat 写入的数据

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_WR_DATA8(uint8_t dat)

{

        LCD_Writ_Bus(dat);

}





/******************************************************************************

      函数说明：LCD写入数据

      入口数据：dat 写入的数据

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_WR_DATA16(uint16_t dat)

{

        LCD_Writ_Bus(dat>>8);

        LCD_Writ_Bus(dat);

}





/******************************************************************************

      函数说明：LCD写入命令

      入口数据：dat 写入的命令

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_WR_CMD(uint8_t dat)

{

        LCD_DC_L;//写命令

        LCD_Writ_Bus(dat);

        LCD_DC_H;//写数据

}





/******************************************************************************

      函数说明：设置起始和结束地址

      入口数据：x1,x2 设置列的起始和结束地址

                y1,y2 设置行的起始和结束地址

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_Address_Set(uint16_t x1,uint16_t y1,uint16_t x2,uint16_t y2)

{

if(USE_HORIZONTAL==0)

        {

                LCD_WR_CMD(0x2a);//列地址设置

                LCD_WR_DATA16(x1);

                LCD_WR_DATA16(x2);

                LCD_WR_CMD(0x2b);//行地址设置

                LCD_WR_DATA16(y1);

                LCD_WR_DATA16(y2);

                LCD_WR_CMD(0x2c);//储存器写

        }

        else if(USE_HORIZONTAL==1)

        {

                LCD_WR_CMD(0x2a);//列地址设置

                LCD_WR_DATA16(x1);

                LCD_WR_DATA16(x2);

                LCD_WR_CMD(0x2b);//行地址设置

                LCD_WR_DATA16(y1+80);

                LCD_WR_DATA16(y2+80);

                LCD_WR_CMD(0x2c);//储存器写

        }

        else if(USE_HORIZONTAL==2)

        {

                LCD_WR_CMD(0x2a);//列地址设置

                LCD_WR_DATA16(x1);

                LCD_WR_DATA16(x2);

                LCD_WR_CMD(0x2b);//行地址设置

                LCD_WR_DATA16(y1);

                LCD_WR_DATA16(y2);

                LCD_WR_CMD(0x2c);//储存器写

        }

        else

        {

                LCD_WR_CMD(0x2a);//列地址设置

                LCD_WR_DATA16(x1+80);

                LCD_WR_DATA16(x2+80);

                LCD_WR_CMD(0x2b);//行地址设置

                LCD_WR_DATA16(y1);

                LCD_WR_DATA16(y2);

                LCD_WR_CMD(0x2c);//储存器写

        }

}





/******************************************************************************

      函数说明：液晶初始化

      入口数据：无

      返回值：  无

******************************************************************************/

 

void LCD_Init(void)

{

//        LCD_GPIO_Init();//初始化GPIO

        

        LCD_RES_L;//复位

        osDelay(100);

        LCD_RES_H;

        osDelay(100);

        

        LCD_WR_CMD(0x11);                                             //无此指令，不能正常初始化芯片，无显示

        osDelay(120); 

        LCD_WR_CMD(0x36);                                             //设置内存扫描方向，0X00正常扫描，从上往下，从左往右，RGB方式

        if(USE_HORIZONTAL==0)LCD_WR_DATA8(0x00);

        else if(USE_HORIZONTAL==1)LCD_WR_DATA8(0xC0);

        else if(USE_HORIZONTAL==2)LCD_WR_DATA8(0x70);

        else LCD_WR_DATA8(0xA0);



        LCD_WR_CMD(0x3A);                                             //数据格式，65K色,565

        LCD_WR_DATA8(0x05);



        LCD_WR_CMD(0xB2);                                             //帧频设置

        LCD_WR_DATA8(0x0C);

        LCD_WR_DATA8(0x0C);

        LCD_WR_DATA8(0x00);

        LCD_WR_DATA8(0x33);

        LCD_WR_DATA8(0x33); 



  LCD_WR_CMD(0xC6);                                               //正常模式下的帧速率控制

//  LCD_WR_DATA8(0x01);                                            //正常模式下：屏幕刷新率 111Hz

  LCD_WR_DATA8(0x1F);                                            //正常模式下：屏幕刷新率 39Hz

  

        LCD_WR_CMD(0xB7);                                             //GATE 设置

        LCD_WR_DATA8(0x35);  



        LCD_WR_CMD(0xBB);                                             //VCOM设置 

        LCD_WR_DATA8(0x19);



        LCD_WR_CMD(0xC0);                                             //LCM设置,默认0x2c

        LCD_WR_DATA8(0x2C);



        LCD_WR_CMD(0xC2);                                             //VDV&VRH SET ,默认0x01

        LCD_WR_DATA8(0x01);



        LCD_WR_CMD(0xC3);                                             //VRHS SET，默认0x0b

        LCD_WR_DATA8(0x12);                                           //此处根据实际情况修正



        LCD_WR_CMD(0xC4);                                             //VDV SET，默认0x20

        LCD_WR_DATA8(0x20);  



        LCD_WR_CMD(0xC6);                                             // FR SET, 默认0x0F

        LCD_WR_DATA8(0x0F);    



        LCD_WR_CMD(0xD0);                                             //电源控制1

        LCD_WR_DATA8(0xA4);                                           //该参数不变  

        LCD_WR_DATA8(0xA1);                                           //此处根据实际情况修改



        LCD_WR_CMD(0xE0);                                             //正极性GAMMA调整 

        LCD_WR_DATA8(0xD0);

        LCD_WR_DATA8(0x04);

        LCD_WR_DATA8(0x0D);

        LCD_WR_DATA8(0x11);

        LCD_WR_DATA8(0x13);

        LCD_WR_DATA8(0x2B);

        LCD_WR_DATA8(0x3F);

        LCD_WR_DATA8(0x54);

        LCD_WR_DATA8(0x4C);

        LCD_WR_DATA8(0x18);

        LCD_WR_DATA8(0x0D);

        LCD_WR_DATA8(0x0B);

        LCD_WR_DATA8(0x1F);

        LCD_WR_DATA8(0x23);



        LCD_WR_CMD(0xE1);                                              //负极性GAMMA调整

        LCD_WR_DATA8(0xD0);

        LCD_WR_DATA8(0x04);

        LCD_WR_DATA8(0x0C);

        LCD_WR_DATA8(0x11);

        LCD_WR_DATA8(0x13);

        LCD_WR_DATA8(0x2C);

        LCD_WR_DATA8(0x3F);

        LCD_WR_DATA8(0x44);

        LCD_WR_DATA8(0x51);

        LCD_WR_DATA8(0x2F);

        LCD_WR_DATA8(0x1F);

        LCD_WR_DATA8(0x1F);

        LCD_WR_DATA8(0x20);

        LCD_WR_DATA8(0x23);



        LCD_WR_CMD(0x21);                                             //反显开，默认是0X20，正常模式

  

        LCD_WR_CMD(0x29);                                             //显示开，等待MCU数传送

}





/******************************************************************************

      函数说明：LCD清屏函数

      入口数据：无

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_Clear(uint16_t Color)

{

        uint16_t i,j;          

        LCD_Address_Set(0,0,LCD_WIDTH-1,LCD_HEIGHT-1);

    for(i=0;i<LCD_WIDTH;i++)

         {

          for (j=0;j<LCD_HEIGHT;j++)

                   {

                LCD_WR_DATA16(Color);                                  

            }



          }

}





/******************************************************************************

      函数说明：在指定区域填充颜色

      入口数据：xsta,ysta   起始坐标

                xend,yend   终止坐标

                                                                color       要填充的颜色

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_Fill(uint16_t xsta,uint16_t ysta,uint16_t xend,uint16_t yend,uint16_t color)

{          

        uint16_t i,j; 

        LCD_Address_Set(xsta,ysta,xend-1,yend-1);//设置显示范围

        for(i=ysta;i<yend;i++)

        {                                                                                                                            

                for(j=xsta;j<xend;j++)

                {

                        LCD_WR_DATA16(color);

                }

        }                                                       

}



/******************************************************************************

      函数说明：在指定位置画点

      入口数据：x,y 画点坐标

                color 点的颜色

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_DrawPoint(uint16_t x,uint16_t y,uint16_t color)

{

        LCD_Address_Set(x,y,x,y);//设置光标位置 

        LCD_WR_DATA16(color);

} 





/******************************************************************************

      函数说明：画线

      入口数据：x1,y1   起始坐标

                x2,y2   终止坐标

                color   线的颜色

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_DrawLine(uint16_t x1,uint16_t y1,uint16_t x2,uint16_t y2,uint16_t color)

{

        uint16_t t; 

        int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance;

        int incx,incy,uRow,uCol;

        delta_x=x2-x1; //计算坐标增量 

        delta_y=y2-y1;

        uRow=x1;//画线起点坐标

        uCol=y1;

        if(delta_x>0)incx=1; //设置单步方向 

        else if (delta_x==0)incx=0;//垂直线 

        else {incx=-1;delta_x=-delta_x;}

        if(delta_y>0)incy=1;

        else if (delta_y==0)incy=0;//水平线 

        else {incy=-1;delta_y=-delta_y;}

        if(delta_x>delta_y)distance=delta_x; //选取基本增量坐标轴 

        else distance=delta_y;

        for(t=0;t<distance+1;t++)

        {

                LCD_DrawPoint(uRow,uCol,color);//画点

                xerr+=delta_x;

                yerr+=delta_y;

                if(xerr>distance)

                {

                        xerr-=distance;

                        uRow+=incx;

                }

                if(yerr>distance)

                {

                        yerr-=distance;

                        uCol+=incy;

                }

        }

}





/******************************************************************************

      函数说明：画矩形

      入口数据：x1,y1   起始坐标

                x2,y2   终止坐标

                color   矩形的颜色

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_DrawRectangle(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2,uint16_t color)

{

        LCD_DrawLine(x1,y1,x2,y1,color);

        LCD_DrawLine(x1,y1,x1,y2,color);

        LCD_DrawLine(x1,y2,x2,y2,color);

        LCD_DrawLine(x2,y1,x2,y2,color);

}





/******************************************************************************

      函数说明：画圆

      入口数据：x0,y0   圆心坐标

                r       半径

                color   圆的颜色

      返回值：  无

******************************************************************************/

void Draw_Circle(uint16_t x0,uint16_t y0,uint8_t r,uint16_t color)

{

        int a,b;

        a=0;b=r;          

        while(a<=b)

        {

                LCD_DrawPoint(x0-b,y0-a,color);             //3           

                LCD_DrawPoint(x0+b,y0-a,color);             //0           

                LCD_DrawPoint(x0-a,y0+b,color);             //1                

                LCD_DrawPoint(x0-a,y0-b,color);             //2             

                LCD_DrawPoint(x0+b,y0+a,color);             //4               

                LCD_DrawPoint(x0+a,y0-b,color);             //5

                LCD_DrawPoint(x0+a,y0+b,color);             //6 

                LCD_DrawPoint(x0-b,y0+a,color);             //7

                a++;

                if((a*a+b*b)>(r*r))//判断要画的点是否过远

                {

                        b--;

                }

        }

}



/******************************************************************************

      函数说明：显示单个字符

      入口数据：x,y显示坐标

                num 要显示的字符

                fc 字的颜色

                bc 字的背景色

                sizey 字号

                mode:  0非叠加模式  1叠加模式

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_ShowChar(uint16_t x,uint16_t y,uint8_t num,uint16_t fc,uint16_t bc,uint8_t sizey,uint8_t mode)

{

        uint8_t temp,sizex,t,m=0;

        uint16_t i,TypefaceNum;//一个字符所占字节大小

        uint16_t x0=x;

        sizex=sizey/2;

        TypefaceNum=(sizex/8+((sizex%8)?1:0))*sizey;

        num=num-' ';    //得到偏移后的值

        LCD_Address_Set(x,y,x+sizex-1,y+sizey-1);  //设置光标位置 

        for(i=0;i<TypefaceNum;i++)

        { 

                if(sizey==12)temp=asc2_1206[num][i];                       //调用6x12字体

                else if(sizey==16)temp=asc2_1608[num][i];                 //调用8x16字体

                // else if(sizey==24)temp=asc2_2412[num][i];                 //调用12x24字体

                // else if(sizey==32)temp=asc2_1206[num][i];                 //调用16x32字体

                else return;

                for(t=0;t<8;t++)

                {

                        if(!mode)//非叠加模式

                        {

                                if(temp&(0x01<<t))LCD_WR_DATA16(fc);

                                else LCD_WR_DATA16(bc);

                                m++;

                                if(m%sizex==0)

                                {

                                        m=0;

                                        break;

                                }

                        }

                        else//叠加模式

                        {

                                if(temp&(0x01<<t))LCD_DrawPoint(x,y,fc);//画一个点

                                x++;

                                if((x-x0)==sizex)

                                {

                                        x=x0;

                                        y++;

                                        break;

                                }

                        }

                }

        }                      

}



/******************************************************************************

      函数说明：显示字符串

      入口数据：x,y显示坐标

                *p 要显示的字符串

                fc 字的颜色

                bc 字的背景色

                sizey 字号

                mode:  0非叠加模式  1叠加模式

      返回值：  无

******************************************************************************/

void LCD_ShowString(uint16_t x,uint16_t y,const char *p,uint16_t fc,uint16_t bc,uint8_t sizey,uint8_t mode)

{         

        while(*p!='\0')

        {       

                LCD_ShowChar(x,y,*p,fc,bc,sizey,mode);

                x+=sizey/2;

                p++;

        }  

}

然后在主函数中调用显示函数去更新屏幕显示：

复制

#include "lcd.h"

#include "stts751.h"

#include "lps22hh.h"

#include "hts221.h"

#include <stdio.h>



#define DISPLAY_X_POS       (0U)

#define DISPLAY_Y_POS       (80U)

#define DISPLAY_X_STEP      (0U)

#define DISPLAY_Y_STEP      (20U)

#define DISPLAY_Y_BAIS      (20U)



void display_data( void )

{

    uint8_t str_buffer[100];

    //  获取stts751的数据

    float temp = stts751_get_temperature();

    sprintf((char *)str_buffer, "STTS751 Temp:%3.2f C", temp);

    LCD_ShowString(DISPLAY_X_POS, DISPLAY_Y_POS, (char *)str_buffer, BLUE, YELLOW, 16, 0);



    //  获取lps22hh的数据

    temp = lps22hh_get_temperature();

    sprintf((char *)str_buffer, "LPS22HH Temp:%3.2f C", temp);

    LCD_ShowString(DISPLAY_X_POS + DISPLAY_X_STEP, DISPLAY_Y_POS + DISPLAY_Y_STEP + DISPLAY_Y_BAIS, (char *)str_buffer, BLUE, YELLOW, 16, 0);

    temp = lps22hh_get_pressure();

    sprintf((char *)str_buffer, "LPS22HH Press:%3.2f hPa", temp);

    LCD_ShowString(DISPLAY_X_POS + DISPLAY_X_STEP * 2 , DISPLAY_Y_POS + DISPLAY_Y_STEP * 2 + DISPLAY_Y_BAIS, (char *)str_buffer, BLUE, YELLOW, 16, 0);



    //  获取hts221的数据

    temp = hts221_get_humidity();

    sprintf((char *)str_buffer, "HTS221 Humi:%3.2f %%", temp);

    LCD_ShowString(DISPLAY_X_POS + DISPLAY_X_STEP *3 , DISPLAY_Y_POS + DISPLAY_Y_STEP * 3 + DISPLAY_Y_BAIS * 2, (char *)str_buffer, BLUE, YELLOW, 16, 0); 

    temp = hts221_get_temperature();

    sprintf((char *)str_buffer, "HTS221 Temp:%3.2f C", temp);

    LCD_ShowString(DISPLAY_X_POS + DISPLAY_X_STEP * 4 , DISPLAY_Y_POS + DISPLAY_Y_STEP * 4 + DISPLAY_Y_BAIS * 2, (char *)str_buffer, BLUE, YELLOW, 16, 0);         

}

四、显示效果

手机像素不高，转换成gif后更模糊了

我用spi驱动屏幕，屏幕的初始化的时候屏幕反应很慢，刷白的时候都能看到过程，咋办呢？

瞎折腾 发表于 2024-9-17 15:13
我用spi驱动屏幕，屏幕的初始化的时候屏幕反应很慢，刷白的时候都能看到过程，咋办呢？ ...

1、使用硬件spi
2、提高spi的时钟频率

是预留了40Pin的扩展接口，和一个STMod+的接口

一个STMod+的接口

这显示效果牛啊，另外请教下有没有研究过cubemx里的ltdc？这个40pin好像支持更大的屏幕

STEVAL-STWINKT1B开发板的设计确实考虑到了扩展性，通过40Pin的扩展接口和STMod+接口，用户可以方便地连接各种扩展模块，这为开发者提供了很大的灵活性。

计划使用SPI接口来驱动LCD屏？

这个显示效果怎么样

LCD屏采用的是ST7789V驱动芯片。

在使用GDI接口时，需要注意哪些事项，以确保其与STM32的兼容性和稳定性？

ESP32或ESP8266，是否也能通过简单的接线实现与LCD屏的通信？

LCD屏的高分辨率和广视角使其适用于多种显示应用，如波形显示器、电子纪念盒等。这些特性为开发者提供了丰富的创意空间，以实现各种复杂的图形和数据可视化。

averyleigh 发表于 2024-10-16 13:27
ESP32或ESP8266，是否也能通过简单的接线实现与LCD屏的通信？

可以的呀

Stahan 发表于 2024-10-13 20:00
这个显示效果怎么样

非常不错，显示很细腻

电子烂人 发表于 2024-10-3 16:18
这显示效果牛啊，另外请教下有没有研究过cubemx里的ltdc？这个40pin好像支持更大的屏幕 ...

没研究过，手头没有大屏

在使用GDI接口时，是否需要在开发板上进行额外的硬件设置或软件配置？GDI接口的优势在哪里？

是否有办法通过软件调整来优化显示效果？

如何配置STM32的SPI接口以匹配ST7789V驱动芯片的要求？