STM32-TFTLCD显示

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1 TFTLCD驱动原理
1.1 TFTLCD简介
      TFTLCD即薄膜晶体管液晶显示器。它与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。
      TFTLCD具有：亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳等特点。是目前最主流的LCD显示器。广泛应用于电视、手机、电脑、平板等各种电子产品。

1.2 模块简介
1.2.1 ALINETEK 2.8寸 TFTLCD模块特点
            1）240*320分辨率
            2）16位真彩显示（65536色）
            3）自带电阻触摸屏
            4）自带背光电路

      注意：模块是3.3V供电的，不支持5V 电压的MCU，如果是5V MCU，必须在信号线串接120R电阻使用。

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1.2.2 ALINETEK 2.8寸 TFTLCD模块原理图

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   注意：1）图中的TFT2.8'和TFT2.4'分别是2.8寸和2.4寸LCD的FPC接口，是内部接口。
               2）图中的TFT_LCD（LCD1）是模块对外接口（排针），是连接MCU用的。
               3）DB1-DB8与DB10-DB17，是针对LCD控制器（比如ILI9320）来说的。
      所以，对外连接MCU的时候，按从小到大的顺序依次连接MCU的D0-D15就可以了。

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1.2.3 ALINETEK 2.8寸 TFTLCD接口说明（16位80并口）

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注意：DB1~DB8，DB10~DB17，总是按顺序连接MCU的D0~D15

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注：TFTLCD 模块的 RST 信号线是直接接到 STM32 的复位脚上，并不由软件控制，这样可以省下来一个 IO口。另外我们还需要一个背光控制线来控制 TFTLCD 的背光。所以，我们总共需要的 IO 口数目为 21 个。

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1.2.4 ALINETEK 2.8寸 TFTLCD 16位80并口驱动简介
ILI9341 控制器介绍：
ILI9341 液晶控制器自带显存，通过操作显存RAM（传输的每个像素点的颜色值），来操作LCD屏的像素点，让LCD屏上相应的像素点点亮。其显存总大小为 172800（ 24032018/8），即 18 位模式（ 26万色）下的显存量。
在 16 位模式下， ILI9341 采用 RGB565 格式存储颜色数据，此时 ILI9341的 18 位数据线与 MCU 的 16 位数据线以及 LCD GRAM 的对应关系如图：

ILI9341 在 16 位模式下面，数据线有用的是： D17~D13 和 D11~D1， D0和 D12 没有用到，实际上在我们 LCD 模块里面， ILI9341 的 D0 和 D12 压根就没有引出来，这样， ILI9341 的 D17~D13 和 D11~D1 对应 MCU 的 D15~D0。

只看该作者 · 2023-10-25 15:49

  MCU 的 16 位数据，最低 5 位代表蓝色，中间 6 位为绿色，最高 5 位为红色。数值越大，表示该颜色越深。另外，特别注意 ILI9341 所有的指令都是 8 位的（高 8 位无效），且参数除了读写 GRAM 的时候是 16 位，其他操作参数，都是 8 位的。

下面是一些像素点与颜色值：1111 1000 0000 0000---0xF800---红色
      0000 0000 0001 1111---0x001F---蓝色
      0000 0111 1110 0000---0x07E0---绿色
      1111 1111 1111 1111----0xFFFF---白色
      00000000000000000---0x0000---黑色

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MCU接口连接8080接口图：

STM32可以通过FSMC来操作外部8080接口，FSMC的作用：扩展外部存储区域

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模块的8080并口读/写的过程为：
            1）先根据要写入/读取的数据的类型，设置RS为高（数据）/低（命令）；
            2）拉低片选，选中ILI9341；
            3）根据是读数据，还是要写数据置RD/WR为低；
            4）读数据：在RD的上升沿，读取数据线上的数据（D[15:0]）；
            5）写数据：在WR的上升沿，使数据写入到ILI9341里面。

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并口写时序图：

只看该作者 · 2023-10-25 15:51

FSMC操作LCD屏：例如：给LCD屏上某一个像素点点亮某一种颜色值 -- (ILI9341的数据手册)
               1）发送设置列地址指令 -- 0x2A
               2）发送列地址             -- 参数
               3）发送设置行地址指令 -- 0x2B
               4）发送行地址             -- 参数
               5）发送显示的颜色值指令- 0x2C
               6）发送颜色值             -- (16位数据)
               7）运行点函数点亮    --LCD_DrawPoint();

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并口读时序图：

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1.2.5 ILI9341驱动时序

只看该作者 · 2023-10-25 15:52

      上图为：ILI9341 8080并口时序，详见：ILI9341_DS.pdf，232页

  重点时序：
            1）读ID低电平脉宽(trdl)
            2）读ID高电平脉宽(trdh)
            3）读FM低电平脉宽(trdlfm)
            4）读FM高电平脉宽(trdhfm)
            5）写控制低电平脉宽(twrl)
            6）写控制高电平脉宽(twrh)
      注意：ID指LCD的ID号；FM指帧缓存，即:GRAM。

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1.2.6 TFTLCD驱动流程

只看该作者 · 2023-10-25 15:52

任何 LCD，使用流程都可以简单的用以上流程图表示。其中硬复位和初始化序列，只需要执行一次即可。而画点流程就是：设置坐标 -> 写 GRAM 指令 -> 写入颜色数据，然后在 LCD 上面，我们就可以看到对应的点显示我们写入的颜色了。读点流程为：设置坐标 -> 读 GRAM 指令 -> 读取颜色数据，这样就可以获取到对应点的颜色数据了。

只看该作者 · 2023-10-25 15:52

1）设置 STM32 与 TFTLCD 模块相连接的 IO。
先将我们与 TFTLCD 模块相连的 IO 口进行初始化，以便驱动 LCD。这里需要根据连接电路以及 TFTLCD 模块的设置来确定。

只看该作者 · 2023-10-25 15:53

2）初始化 TFTLCD 模块。
即上图的初始化序列，这里我们没有硬复位 LCD，因为 MiniSTM32 开发板的 LCD 接口，将 TFTLCD 的 RST 同 STM32 的 RESET 连接在一起了，只要按下开发板的 RESET 键，就会对 LCD 进行硬复位。
初始化序列，就是向 LCD 控制器写入一系列的设置值（比如伽马校准），这些初始化序列一般 LCD 供应商会提供给客户，我们直接使用这些序列即可，不需要深入研究。在初始化之后， LCD 才可以正常使用。