沁恒CH585开发板的2种TFT显示屏驱动方式及比较

发表于 2025-7-5 19:11

本帖最后由 jinglixixi 于 2025-7-7 08:39 编辑

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@21小跑堂

CH585是沁恒出品的一款集成了 BLE 无线通讯和高速 USB 及 NFC 的 RISC-V MCU 微控制器。并在片上集成了 2Mbps 低功耗蓝牙 BLE 通讯模块、USB 全速控制器及收发器、USB 高速控制器及收发器（480Mbps）、NFC 近场通信无线接口、段式 LCD 驱动模块、LED 点阵屏接口、2 个 SPI、4 个串口、14 路 ADC、触摸按键检测模块等丰富的外设资源。
其内核框架如图1所示，与以前产品不同的是减少了RTC的介绍。
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图1 内核框架

开发板的外观如图2和图3所示，可见它采用的是单面器件布局。

图2 开发板正面

图3 开发板背面

为了便于显示，就为其配置了一个SPI接口的2.2’ TFT显示屏，其分辨率为240*320像素点。
在显示驱动方面，有2种驱动可供选择，一种是采用模拟的方式，另一种则是以硬件的方式。
对于模拟的方式，其好处就是易于实现，不受硬件在引脚方面的制约；而对于硬件方式，其好处就是处理速度快，可以充分发挥SPI接口的作用。此外，相对其他的开发板，似乎在CH585上也更易于实现，通过后面的对比会加深大家对这种想法的认识。

1. 模拟方式
要以模拟的方式来实现TFT显示屏的驱动，先要定义引脚的连接关系并对所用引脚加以配置。
这里为显示屏所建立的连接关系为：
CS  -----PA0
RST  ----PA1
DC ----PA2
MOSI-----PA3
SCK  -----PA5
其引脚配置的函数为：

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void TFT_CONFIG()

{

GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_4, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_0, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_1, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_2, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_3, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_5 , GPIO_ModeOut_PP_5mA );

}

实现引脚输出高低电平的语句定义为：
#define LCD_CS_High() GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_0)
#define LCD_CS_Low() GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_0)
#define LCD_REST_High() GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_1)
#define LCD_REST_Low()  GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_1)
#define LCD_DC_High() GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_2)
#define LCD_DC_Low() GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_2)
#define LCD_SDI_High()  GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_3)
#define LCD_SDI_Low() GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_3)
#define LCD_SCK_High()  GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_5)
#define LCD_SCK_Low() GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_5)

在模拟方式下，最为关键的是模拟SPI方式进行字节数据的方式，其函数内容为：

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void LCD_Writ_Bus(unsigned char com)

{

unsigned char uci;

for(uci=0;uci<8;uci++)

{

if(com & 0x80)

{

LCD_SDI_High();

}

else

{

LCD_SDI_Low();

}

com = com << 1;

DelayUs(1);

LCD_SCK_Low();

LCD_SCK_High();

}

}

其他一些支持显示驱动的辅助函数有：
单字节数据发送函数LCD_WR_DATA8(char da)
双字节数据发送函数LCD_WR_DATA(int da)
寄存器发送函数LCD_WR_REG(char da)
向寄存器发送双字节数据函数LCD_WR_REG_DATA(int reg,int da)

对显示屏的初始化函数为：

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void TFT_Init(void)

{   

    LCD_REST_Low();

    DelayMs(20); 

    LCD_REST_High();

    DelayMs(20);

    LCD_CS_Low();  



    LCD_WR_REG(0xCB);    

    LCD_WR_DATA8(0x39);

    LCD_WR_DATA8(0x2C); 

    LCD_WR_DATA8(0x00); 

    LCD_WR_DATA8(0x34); 

    LCD_WR_DATA8(0x02); 



    LCD_WR_REG(0xCF);  

    LCD_WR_DATA8(0x00); 

    LCD_WR_DATA8(0XC1); 

    LCD_WR_DATA8(0X30); 

 

    LCD_WR_REG(0xE8);  

    LCD_WR_DATA8(0x85); 

    LCD_WR_DATA8(0x00); 

    LCD_WR_DATA8(0x78); 

 

    LCD_WR_REG(0xEA);  

    LCD_WR_DATA8(0x00); 

    LCD_WR_DATA8(0x00); 

 

    LCD_WR_REG(0xED);  

    LCD_WR_DATA8(0x64); 

    LCD_WR_DATA8(0x03); 

    LCD_WR_DATA8(0X12); 

    LCD_WR_DATA8(0X81); 



    LCD_WR_REG(0xF7);  

    LCD_WR_DATA8(0x20); 

  

    LCD_WR_REG(0xC0);  

    LCD_WR_DATA8(0x23); 

 

    LCD_WR_REG(0xC1);

    LCD_WR_DATA8(0x10);

 

    LCD_WR_REG(0xC5);

    LCD_WR_DATA8(0x3e);

    LCD_WR_DATA8(0x28); 

 

    LCD_WR_REG(0xC7);

    LCD_WR_DATA8(0x86);

 

    LCD_WR_REG(0x36);

    LCD_WR_DATA8(0xE8);

  

    LCD_WR_REG(0x3A);    

    LCD_WR_DATA8(0x55); 



    LCD_WR_REG(0xB1);    

    LCD_WR_DATA8(0x00);  

    LCD_WR_DATA8(0x18); 

 

    LCD_WR_REG(0xB6); 

    LCD_WR_DATA8(0x08); 

    LCD_WR_DATA8(0x82);

    LCD_WR_DATA8(0x27);  

 

    LCD_WR_REG(0xF2); 

    LCD_WR_DATA8(0x00); 

 

    LCD_WR_REG(0x26); 

    LCD_WR_DATA8(0x01); 

 

    LCD_WR_REG(0xE0); 

    LCD_WR_DATA8(0x0F); 

    LCD_WR_DATA8(0x31); 

    LCD_WR_DATA8(0x2B); 

    LCD_WR_DATA8(0x0C); 

    LCD_WR_DATA8(0x0E); 

    LCD_WR_DATA8(0x08); 

    LCD_WR_DATA8(0x4E); 

    LCD_WR_DATA8(0xF1); 

    LCD_WR_DATA8(0x37); 

    LCD_WR_DATA8(0x07); 

    LCD_WR_DATA8(0x10); 

    LCD_WR_DATA8(0x03); 

    LCD_WR_DATA8(0x0E); 

    LCD_WR_DATA8(0x09); 

    LCD_WR_DATA8(0x00); 



    LCD_WR_REG(0XE1); 

    LCD_WR_DATA8(0x00); 

    LCD_WR_DATA8(0x0E); 

    LCD_WR_DATA8(0x14); 

    LCD_WR_DATA8(0x03); 

    LCD_WR_DATA8(0x11); 

    LCD_WR_DATA8(0x07); 

    LCD_WR_DATA8(0x31); 

    LCD_WR_DATA8(0xC1); 

    LCD_WR_DATA8(0x48); 

    LCD_WR_DATA8(0x08); 

    LCD_WR_DATA8(0x0F); 

    LCD_WR_DATA8(0x0C); 

    LCD_WR_DATA8(0x31); 

    LCD_WR_DATA8(0x36); 

    LCD_WR_DATA8(0x0F); 

 

    LCD_WR_REG(0x11); 

    DelayMs(120);

                

    LCD_WR_REG(0x29); 

    LCD_WR_REG(0x2c); 

}

实现色彩清屏处理的函数为：

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void LCD_Clear(unsigned int Color)

{

    char VH,VL;

    unsigned int i,j;

    VH=Color>>8;

    VL=Color;

    Address_set(0,0,LCD_H-1,LCD_W-1);

    for(i=0;i<LCD_H;i++)

    {

        for (j=0;j<LCD_W;j++)

        {

            LCD_WR_DATA8(VH);

            LCD_WR_DATA8(VL);

        }

    }

}

有了以上函数的支持，进行驱动测试的主程序为：

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int main()

{

    uint8_t i;

    HSECFG_Capacitance(HSECap_18p);

    SetSysClock(CLK_SOURCE_HSE_PLL_62_4MHz);

    TFT_CONFIG();

    DelayMs(1);

    TFT_Init();

    LCD_Clear(RED);

    while(1);

}

经编译和选择，其测试效果如图4所示，说明驱动有效。
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图4 驱动测试

2. 硬件方式
有了前面模拟驱动的基础，下面再将其改为硬件方式的驱动。

SPI 是一种全双工串行接口，总线上连接有一个主机和若干从机，同一时刻，仅有一对主从在通讯。通常 SPI 接口由 4 个引脚组成：SPI 片选引脚 SCS、SPI 时钟引脚 SCK、SPI 串行数据引脚 MISO（主机输入/从机输出引脚）和 SPI 串行数据引脚 MOSI（主机输出/从机输入引脚）。

CH585 芯片提供 2 个 SPI 接口（SPI0 和 SPI1）其特性如下：

SPI0 支持主机模式（Master）和从机模式（Slave），SPI1 只支持主机模式（Master）

兼容串行外设接口(SPI)规范

支持模式 0 和模式 3 数据传输方式

8 位数据传输方式，数据位序可选：字节低位在前或者高位在前

时钟频率最高可达系统主频 Fsys 的一半

8 字节 FIFO

SPI0 从机模式支持首字节为命令模式或数据流模式

SPI0 支持 DMA，数据传输效率更高

SPI 支持模式 0 和模式 3 两种传输格式，通过设置 R8_SPIx_CTRL_MOD 的 RB_SPI_MST_SCK_MOD 进

行选择。总是在 SCK 上升沿采样串行数据输入，在下降沿输出串行数据。

SPI 的工作时序如图5所示：

图5 工作时序

替代模拟方式所选取的是SPI0，其所用的引脚如图6所示。
cd9d7c61307b6d2d2e03e20e8b84e1d8

图6 所用接口

因此TFT显示屏新的引脚连接关系为：
CS -----PA12
SCK -----PA13
MOSI-----PA14
RST ----PA1
DC ----PA2

也就是说在硬件驱动方式下，只需所用2个辅助引脚进行配合，其他则是通过SPI接口来完成。
辅助引脚的配置函数为：

复制

void TFT_CONFIG()

{

    GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_4, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

    GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_1, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

    GPIOA_ModeCfg( GPIO_Pin_2, GPIO_ModeOut_PP_5mA );

}

配置SPI0的语句为：
GPIOA_ModeCfg(GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14, GPIO_ModeOut_PP_5mA);
SPI0_MasterDefInit();

在此基础上，新的SPI模式下方式字节数据的函数变为：

复制

void LCD_Writ_Bus(unsigned char com)

{

    GPIOA_ResetBits(GPIO_Pin_12);

    SPI0_MasterSendByte(com);

}

这样就完成了模拟方式向硬件方式的转换，看上去是不是非常简单！
这里引用到2个函数，其内容为：

复制

void SPI0_MasterDefInit(void)

{

R8_SPI0_CLOCK_DIV = 4; // 主频时钟4分频

R8_SPI0_CTRL_MOD = RB_SPI_ALL_CLEAR;

R8_SPI0_CTRL_MOD = RB_SPI_MOSI_OE | RB_SPI_SCK_OE;

R8_SPI0_CTRL_CFG |= RB_SPI_AUTO_IF;

R8_SPI0_CTRL_CFG &= ~RB_SPI_DMA_ENABLE; // 不启动DMA方式

}



void SPI0_MasterSendByte(uint8_t d)

{

    R8_SPI0_CTRL_MOD &= ~RB_SPI_FIFO_DIR;

    R16_SPI0_TOTAL_CNT = 1;         // 设置要发送的数据长度

    R8_SPI0_FIFO = d;

    while(!(R8_SPI0_INT_FLAG & RB_SPI_FREE));

}

在确保硬件驱动有效的情况下，通过添加字符及字符串显示函数，实现显示测试的主程序为：

复制

int main()

{

    uint8_t i;

    HSECFG_Capacitance(HSECap_18p);

    SetSysClock(CLK_SOURCE_HSE_PLL_62_4MHz);

    TFT_CONFIG();

    GPIOA_SetBits(GPIO_Pin_12);

    GPIOA_ModeCfg(GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14, GPIO_ModeOut_PP_5mA);

    SPI0_MasterDefInit();

    DelayMs(1);

    TFT_Init();

    LCD_Clear(RED);

    BACK_COLOR=RED;

    POINT_COLOR=WHITE;

    LCD_ShowChar(10,10,'V',0);

    LCD_ShowString(10,30,"CH585");

    while(1);

}

经编译和下载，其测试效果如图7所示，说明硬件驱动是成功的，且明显地加快了显示的速度。
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图7 测试效果

通过对模拟和硬件2种驱动方式的对比，可以发现模拟方式向硬件方式的转换是十分方便的，此外也发现CH585在SPI的使用方面也有了新的变化，且更加易于使用啦！

[蓝牙芯片] 沁恒CH585开发板的2种TFT显示屏驱动方式及比较

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