【APM32E103xE测评】+ 驱动SPI接口液晶屏

1万 · 2022-5-5 15:50

手里有几片3.3V的256*96点阵液晶屏，是准备用于诸如STM32之类的开发板用的显示部件。主要是为了调试程序的时候方便查看调试信息以及中间处理结果。这块液晶屏采用SPI接口模式，分辨率为256*96像素，使用16*16点阵显示汉字的话，一屏可以显示16列*6行汉字。由于液晶屏没带字库，需要自己建立。只需要把程序中用到的汉字的点阵数据保存到文件中。

程序中用到的时候，通过检索匹配的汉字，找到点阵数据，按照一定的格式发送给液晶屏，显示出来即可。需要特别说明的是，点阵数据一定要以匹配液晶内部要求的方式，否则屏幕上现实的不是汉字，而是杂乱的点。这块液晶屏使用以下几个口线驱动：

SCK ---- 传送数据、指令用的时钟脉冲。上升沿数据有效。

SDA ---- 串行传递的数据，高位在前，低位在后的模式传送。

CS ---- 片选信号，当需要传递数据、指令给液晶屏时，要设置为“1”

RESET ---- 复位信号，“0”有效，要保证200毫秒以上才有效。否则液晶屏不会正常工作。

RS ---- 用来设置发送给液晶屏的数据是指令还是数据。RS=0时，表示是指令； RS=1时，表示为数据。

剩下的是VDD（3.3V），GND，以及背景LED灯电源LED+。

液晶的显示缓冲区与屏幕的映射见下图：

实际上，纵向上每8个像素行为一页。

数据传送时序特性：

上电复位时序：

我这里为了快速处理，使用PE6-PE3，以软件模拟的方式驱动液晶。之前用51单片机驱动液晶已经成功，所以相信这块开发板也肯定没有问题。

简单地把51下的程序修改一下，加入到工程中。原以为绝对不会有问题，结果打脸了，竟然没有任何显示。第一个感觉，肯定是时序出问题了。51单片机的时候，系统主频是27MHz，而极海的开发板的主频是120MHz。是不是脉冲宽度太小，不符合液晶屏的时序要求？光看程序看不出问题了，只好上示波器查看、对比了。简单修改下程序，在主循环处理中加入SCK、SDA、CS、RESET、RS的输出脉冲操作。

先看看51单片机下，SCK的时钟宽度，确认为1微秒不到。转到极海开发板上，咦，只有两个GPIO口有脉冲信号，其他三个没有脉冲信号。难道是没执行GPIO的初始化处理？或者GPIO被其他程序用了？马上检查程序，发现关联的GPIO口初始化处理确实没有被执行。由于开发板上已经使用PE6和PE5给LED2和LED3用了，使用的工程模板为LED翻转显示的那个，工程中已经对PE6和PE5初始化了，所以这两个GPIO有脉冲输出。其他三个没有初始化，所以就没有输出。接下来除了把GPIO的初始化处理加上，同时调整数据，使微秒和毫秒的延时更准确一些。这些修改完成后，编译程序、下载代码，复位开发板，哈哈哈，液晶上已经正常显示出数据了。

经过这次的测试，发现示波器的重要性了。由于不同开发板工作的主频不一致，在开发时,为了匹配外部设备的通讯时序，必须配合外部设备，调整参数，以获得正确的通信时序。这个时候，如果没有示波器、逻辑分析仪，是真办法的。另外一点是，遇到问题别着急，把问题揉开掰碎成一个一个小问题，逐步检查，确认问题点在哪里。就像这次，当液晶不显示的时候，按照以下步骤检查：

1、液晶有没有问题？回到51开发板上确认。

2、程序处理逻辑、通讯指令、数据是否有问题。

3、各个IO接口能否产生信号。这个即使没有示波器，也可以通过万用表、LED检查。

4、信号的时序是否正常、脉冲宽度是否正常。这个需要配合程序，以及使用示波器、逻辑分析仪之类的设备来配合了。

跌跌撞撞地，终于用软件把GPIO模拟为SPI的方式驱动液晶屏成功了。下一步试试用SPI及串口方式驱动看看。